JP3461054B2 - Composite material - Google Patents

Composite material

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JP3461054B2
JP3461054B2 JP10011095A JP10011095A JP3461054B2 JP 3461054 B2 JP3461054 B2 JP 3461054B2 JP 10011095 A JP10011095 A JP 10011095A JP 10011095 A JP10011095 A JP 10011095A JP 3461054 B2 JP3461054 B2 JP 3461054B2
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silicon carbide
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス,金属,
高分子等よりなる母材中に、分散材が分散してなる複合
材料に関するものである。
The present invention relates to ceramics, metals,
The present invention relates to a composite material in which a dispersant is dispersed in a base material made of a polymer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】材質の異なる2種類以上の材料を組み合
わせることにより、単一材では十分でない特性、例え
ば、耐摩耗性、耐酸化性、耐腐食性、耐熱性、電気や熱
の伝導性、光学的特性、機械的強度等の特性を補うこと
ができる。また、各単一材料のみでは発現しない特性、
例えば、磁性、自己潤滑性、熱電気伝導性等の新しい機
能性を付与することができる。そのため、所望の特性を
実現させるため、種々の材料を組み合わせた複合材料が
検討されている。
2. Description of the Related Art By combining two or more different materials, a single material is not sufficient, for example, wear resistance, oxidation resistance, corrosion resistance, heat resistance, electrical and thermal conductivity, It is possible to supplement characteristics such as optical characteristics and mechanical strength. In addition, the characteristics that do not appear only in each single material,
For example, new functionality such as magnetism, self-lubricity, thermoelectric conductivity, etc. can be imparted. Therefore, in order to realize desired properties, composite materials in which various materials are combined are being studied.

【0003】特に、母材(マトリックス)中に異種の材
料よりなる粒子またはウィスカ、ファイバー等を分散さ
せた複合材料は、分散材が機械的および機能的性質を発
現する役割を果たすことから、上記のように単一材(モ
ノリシック材)では得られない特性を併せ持った幅広い
材料の設計が可能である。
In particular, a composite material in which particles or whiskers, fibers and the like made of different kinds of materials are dispersed in a matrix (matrix), the dispersion material plays a role of expressing mechanical and functional properties. It is possible to design a wide range of materials with properties that cannot be obtained with a single material (monolithic material).

【0004】分散材を分散させた従来の複合材料として
は、マトリックス中に分散材を均一に分散させたものが
一般的である。この複合材料は、分散材の添加により高
性能化および機能性を付与できるが、分散材がランダム
に分離されて分散しているため、分散材の特性を十分に
発揮できないという問題がある。
A conventional composite material in which a dispersant is dispersed is generally one in which a dispersant is uniformly dispersed in a matrix. This composite material can be given high performance and functionality by adding a dispersant, but since the dispersant is randomly separated and dispersed, there is a problem that the characteristics of the dispersant cannot be fully exhibited.

【0005】そこで、これら問題を解決するために、分
散材を連続的な三次元網目状に分散させることが提案さ
れている(特開昭60−243245号公報、特開昭6
2−4750号公報、特開平1−119688号公報、
特開平3−122066号公報、特開平3−17435
8号公報、特開平4−37667号公報)。この複合材
料は、分散材が連続的に分布しているため、分散材の特
性を十分に発揮させることができるとしている。
Therefore, in order to solve these problems, it has been proposed to disperse the dispersant in a continuous three-dimensional mesh pattern (Japanese Patent Laid-Open No. 60-243245, Japanese Patent Laid-Open No. 6-243245).
No. 2-4750, Japanese Patent Laid-Open No. 1-1119688,
JP-A-3-122060, JP-A-3-17435
No. 8, JP-A-4-37667). Since the dispersant is continuously distributed in this composite material, the characteristics of the dispersant can be sufficiently exhibited.

【0006】すなわち、特開昭60−243245号公
報には、セラミックスとセラミックスから成るウィスカ
との混合物を焼結して形成された多孔質セラミックス骨
格と、該セラミックス骨格の気孔中に含浸された金属と
からなる「セラミックス粒子強化金属複合材料」が開示
されている。この複合材料は、金属マトリックス中にセ
ラミックスとセラミックスウィスカの混合物からなる分
散材を連続的骨格構造状態で分散させたので、亀裂がな
く、高品質で、熱衝撃に強い複合材料とすることができ
るとしている。
That is, Japanese Patent Laid-Open No. 60-243245 discloses a porous ceramic skeleton formed by sintering a mixture of ceramics and a whisker made of ceramics, and a metal impregnated in the pores of the ceramic skeleton. "Ceramics particle reinforced metal composite material" is disclosed. This composite material is a composite material in which a dispersion material composed of a mixture of ceramics and ceramics whiskers is dispersed in a metal matrix in a continuous skeletal structure state, so that it is a crack-free, high-quality, and thermal shock-resistant composite material. I am trying.

【0007】また、特開昭62−4750号公報には、
結晶性重合体と平均長さ0.05〜1mm、直径3〜2
0μmの炭素短繊維とからなる「正温度係数組成物およ
び製造法」が開示されている。この組成物は、重合体マ
トリックス中に、炭素短繊維の三次元ミクロ網目状構造
の連鎖体を形成させてなるので、使用する炭素短繊維の
量を少なくすることができ、安価でPTC特性に優れた
重合体組成物とすることができるとしている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 62-4750,
Crystalline polymer and average length 0.05 to 1 mm, diameter 3 to 2
A "positive temperature coefficient composition and method of manufacture" consisting of 0 μm short carbon fibers is disclosed. Since this composition is formed by forming a chain of three-dimensional micro-mesh structure of short carbon fibers in a polymer matrix, it is possible to reduce the amount of short carbon fibers to be used, and at a low cost, to obtain PTC characteristics. It is said that an excellent polymer composition can be obtained.

【0008】また、特開平1−119688号公報に
は、熱可塑性樹脂よりなる基体中に、鉛等の導電性金属
粒子を網目状に連続的に分散させた「樹脂成型電極及び
その製造方法」が開示されている。この電極は、耐蝕性
および機械的強度に優れ、安価であるとしている。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-1119688, "resin-molded electrode and method for producing the same", in which conductive metal particles such as lead are continuously dispersed in a mesh in a substrate made of a thermoplastic resin. Is disclosed. This electrode is said to be excellent in corrosion resistance and mechanical strength and inexpensive.

【0009】また、特開平3−122066号公報に
は、骨材を低密度炭化珪素多孔質体により形成し、その
骨材の気孔中にアルミニウムを保持させた「アルミニウ
ム含浸型炭化珪素複合材料およびその製造方法」が開示
されている。この複合材料は、炭化珪素連続多孔質体の
連続気孔中にアルミニウムを含浸させてなるので、軽量
で、強度、耐熱性、耐摩耗性に優れた複合材とすること
ができるとしている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-122066, "Aluminum-impregnated silicon carbide composite material in which an aggregate is formed of a low-density silicon carbide porous body and aluminum is retained in the pores of the aggregate is disclosed. The manufacturing method "is disclosed. Since this composite material is obtained by impregnating continuous pores of a silicon carbide continuous body with aluminum, it is said that the composite material can be lightweight and excellent in strength, heat resistance and wear resistance.

【0010】また、特開平3−174358号公報に
は、炭素90〜30モル%と炭化珪素10〜70モル%
とからなり、両者ともに連続相を形成する組織構造を有
する「炭素および炭化ケイ素の連続相からなる複合材
料」が開示されている。この複合材料は、両成分ともに
連続相を形成してなるので、酸化などにより炭素成分が
消失しても、大きな曲げ強度を有するので、形状を保つ
ことができるとしている。
Further, in JP-A-3-174358, 90 to 30 mol% of carbon and 10 to 70 mol% of silicon carbide are disclosed.
And a "composite material comprising a continuous phase of carbon and silicon carbide" having a structural structure of forming a continuous phase. It is said that this composite material has a large bending strength even if the carbon component disappears due to oxidation or the like because both components form a continuous phase, so that the shape can be maintained.

【0011】また、特開平4−37667号公報には、
反応焼結マトリックス中に、3次元連続網目状構造体が
形成された「軽量高剛性セラミックス及びその用途」が
開示されている。この軽量高剛性セラミックスは、軽量
高剛性、すなわち比弾性率が高い複合セラミックス構造
体であるとしている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-37667,
"Lightweight and high-rigidity ceramics and uses thereof" in which a three-dimensional continuous network structure is formed in a reactive sintering matrix are disclosed. This lightweight and high-rigidity ceramic is said to be a lightweight and highly rigid composite ceramic structure having a high specific elastic modulus.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開昭6
0−243245号公報、特開昭62−4750号公
報、特開平1−119688号公報、特開平3−122
066号公報、特開平3−174358号公報、特開平
4−37667号公報に開示された複合材料は、何れ
も、強度が母材または分散材のうちの低強度材料の強度
または緻密化度によって決まるため、分散材を連続的に
三次元網目状に分散させただけでは高強度化が困難であ
る。また、母材と分散材との熱膨張差による内部応力が
連続的に発生するため、耐衝撃性等の機械的な特性や熱
的な特性が低下する。さらに、複合材料を調製する際
に、マトリックスまたは分散材の網目構造の多孔質体を
形成した後、他方の材料を浸透させるという特別な工程
を必要とする。そのため、製造に時間を要し、大量生産
には向かず、さらに緻密化が困難であるという問題を有
している。
However, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
0-243245, JP-A-64-2750, JP-A-1-119688, and JP-A-3-122.
The composite materials disclosed in JP-A-066, JP-A-3-174358, and JP-A-4-37667 all have strengths depending on the strength or densification degree of the low strength material of the base material or the dispersion material. Therefore, it is difficult to increase the strength only by continuously dispersing the dispersant in a three-dimensional mesh shape. Further, since internal stress is continuously generated due to a difference in thermal expansion between the base material and the dispersion material, mechanical characteristics such as impact resistance and thermal characteristics are deteriorated. Furthermore, the preparation of the composite material requires a special step of forming the network or porous material of the dispersion material and then infiltrating the other material. Therefore, it takes time to manufacture, is not suitable for mass production, and has a problem that densification is difficult.

【0013】また、特開平4−37667号公報に記載
された軽量高剛性セラミックスは、アトマイズ粉または
粉砕した金属粉にセラミックス粉を付着させた粉末を用
いて、分散材を網目状にする方法が開示されているが、
分散材を連続的に分散させているため、焼結性に劣り、
その結果、強度が低いという問題を有している。
Further, the light weight and high rigidity ceramics disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-37667 is a method in which a dispersion material is made into a mesh shape by using atomized powder or powder obtained by adhering ceramic powder to crushed metal powder. Although disclosed
Since the dispersant is continuously dispersed, it has poor sinterability,
As a result, there is a problem of low strength.

【0014】そこで、本発明者らは、上述の如き従来技
術の問題点を解決すべく鋭意研究し、各種の系統的実験
を重ねた結果、本発明を成すに至ったものである。
Therefore, the inventors of the present invention have earnestly studied to solve the above-mentioned problems of the prior art, and as a result of various systematic experiments, the present invention has been accomplished.

【0015】(発明の目的)本発明の目的は、機械的特
性を低下させることなく、分散材および母材の特性を十
分に発揮させることができる複合材料を提供することに
ある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a composite material capable of sufficiently exhibiting the characteristics of the dispersant and the base material without deteriorating the mechanical characteristics.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】(第1発明の構成)本発
明の複合材料は、母材物質からなる第1相と,該第1相
を不連続に取り囲むように形成された分散材よりなる第
2相とからなる複合材料セルを構成単位としてなる複合
材料であって、前記分散材が、複合材料中において三次
元網目状で不連続に分散してなることを特徴とする。
(Structure of the First Invention) The composite material of the present invention comprises a first phase composed of a matrix material and a dispersant formed so as to discontinuously surround the first phase. A composite material comprising a composite material cell composed of a second phase as a constituent unit, wherein the dispersant is dispersed discontinuously in a three-dimensional mesh in the composite material .

【0017】(第2発明の構成)本発明の複合材料は、
母材物質からなる第1相と,該第1相を不連続に取り囲
むように形成された分散材よりなる第2相とからなる複
合材料セルを構成単位としてなり、前記分散材が複合材
中において三次元網目状で不連続に分散してなる複合
材料であって、前記複合材料セルの第2相が,少なくと
も4か所の不連続部を有してなり、該不連続部は、前記
第1相と該第1相と隣り合う他の第1相とを結合する結
合強化相,前記第1相と前記第2相とを結合する結合強
化相,前記第2相と該第2相と隣り合う他の第2相とを
結合する結合強化相の何れかを少なくとも有してなり、
該結合強化相により第1相どうしをより強固にするとと
もに、第2相を複合材料中に強く固定・保持してなるこ
とを特徴とする。
(Structure of Second Invention) The composite material of the present invention is
A composite material cell composed of a first phase composed of a matrix material and a second phase composed of a dispersant formed so as to discontinuously surround the first phase is used as a constituent unit, and the dispersant is a composite material.
A composite material which is three-dimensionally meshed and discontinuously dispersed in a material, wherein the second phase of the composite material cell has at least four discontinuities, and the discontinuities are A bond strengthening phase that bonds the first phase and another first phase adjacent to the first phase, a bond strengthening phase that bonds the first phase and the second phase, the second phase and the second phase It has at least one of the bond strengthening phases which couple | bonds the 2nd phase and the other adjacent 2nd phase,
The bond strengthening phase makes the first phases stronger, and the second phase is strongly fixed and held in the composite material.

【0018】(第3発明の構成)本発明の複合材料は、
母材物質からなる第1相と,該第1相を不連続に取り囲
むように形成された分散材よりなる第2相とからなる複
合材料セルを構成単位としてなり、前記分散材が複合材
料中において三次元網目状で不連続に分散してなる複合
材料であって、前記複合材料中に分散した分散材が、任
意の一つの分散材P0 を始点とし、次に該P0 に最も近
接した分散材(第1番目に選択した不連続部)をP1
し、次にまだ選択されていない分散材でありかつ前記P
1 に最も近接した分散材(第2番目に選択した不連続
部)をP2 とし、順次Pn (第n番目に選択した不連続
部)まで選択し、前記始点となる分散材P0 とそれぞれ
の分散材Pi (i=1,2,・・・,n)との直線距離
をLsi としたときに、該距離Lsi が所定の範囲内で
周期的に変動する分散構造を有してなることを特徴とす
る。
(Structure of Third Invention) The composite material of the present invention is
A composite material cell composed of a first phase composed of a matrix material and a second phase composed of a dispersant formed so as to discontinuously surround the first phase is used as a constituent unit, and the dispersant is contained in the composite material. a composite material formed by discontinuously dispersed in a three-dimensional network in the composite material dispersed the dispersed material in the is a starting point any one dispersion material P 0, the next most proximate to the P 0 The dispersant (the first selected discontinuity) is designated as P 1, and the dispersant that has not yet been selected is P 1.
Dispersant closest to 1 (second discontinuous portion selected) is set to P 2 , sequentially selected up to P n (nth selected discontinuous portion), and the dispersant P 0 to be the starting point is set. When a linear distance from each of the dispersants P i (i = 1, 2, ..., N) is Ls i , the distance Ls i has a dispersion structure in which the distance fluctuates periodically within a predetermined range. It is characterized by being done.

【0019】[0019]

【作用】本発明の複合材料が、優れた効果を発揮するメ
カニズムについては、未だ必ずしも明らかでは無いが、
次のように考えられる。
The mechanism by which the composite material of the present invention exhibits excellent effects is not yet clear, but
It can be considered as follows.

【0020】(第1発明の作用)本発明の複合材料は、
母材物質からなる第1相と、該第1相を不連続に取り囲
むように形成された分散材よりなる第2相とからなる複
合材料セルを構成単位としてなる。この複合材料セルを
構成単位とすることにより、前記第2相が前記第1相の
周りにおいて強固な骨格またはパスを形成し、これによ
ってマトリックスを強化し、高温時の軟化および転
元素拡散の移動などを抑制することができる。また、分
散材として熱や電気的な伝導を向上させるためのものを
選択する場合には、この第2相によるパスの形成によっ
て、熱や電気的な伝導も可能になると考えられる。
(Operation of First Invention) The composite material of the present invention is
A composite material cell composed of a first phase composed of a matrix material and a second phase composed of a dispersant formed so as to discontinuously surround the first phase serves as a constituent unit. With the composite cell configuration unit, the second phase forms a strong skeleton or path around a first phase, thereby strengthening the matrix, softening at high temperatures and dislocation or element diffusion Can be suppressed. Further, when a material for improving heat or electric conduction is selected as the dispersion material, it is considered that heat or electric conduction can be made possible by forming the path by the second phase.

【0021】また、本発明の複合材料は、前記複合材料
セルを構成単位とし、前記分散材が、母材中において三
次元網目状で不連続に分散してなるので、すなわち、複
合材料中において三次元網目状で不連続に分散してなる
ので、以下のように粒子やウィスカ、ファイバーなどの
分散材(分散相)それ自身による補強の効果、および分
散材の骨格構造による補強効果の2種類の相乗効果が得
られているものと推定される。
In the composite material of the present invention, the composite material cells are used as constituent units, and the dispersant is three-dimensionally meshed and discontinuously dispersed in the base material, that is, in the composite material. As it has a three-dimensional network and is discontinuously dispersed, there are two types of reinforcing effect by the dispersant (disperse phase) itself such as particles, whiskers, and fibers, and reinforcing effect by the skeletal structure of the dispersant as follows. It is presumed that the synergistic effect of is obtained.

【0022】室温では、分散材に比べて高強度の母材で
高応力を受け持つと同時に、複合材料中に三次元網目状
に分散した分散材によって転位の運動を阻止したり、ブ
リッジング等による亀裂進展を抑制することができる。
また、高温では、分散材の三次元網目状分散構造の骨格
部によって複合材料の軟化変形を抑制するとともに分散
材によって結晶同士の粒界すべりや転位運動を阻止し、
即時破断強度およびクリープ特性を向上させることがで
きる。特に、分散材が不連続で分散しているため、三次
元網目状で連続に分散しているものに比べて、分散材の
中または分散材と母材との界面に沿って亀裂が発生して
も、伝播しにくい。また、熱的、機械的な衝撃を緩和さ
せやすい。さらに、高緻密化により、複合材中に破壊源
となるポアが形成されにくいため、このポア形成による
強度低下が起こりにくい。このように、室温および高温
での効率的な強化が可能である。
At room temperature, the base material, which has a higher strength than that of the dispersant, bears high stress, and at the same time, the dispersant dispersed in the composite material in a three-dimensional mesh shape prevents dislocation movement, or by bridging or the like. Crack growth can be suppressed.
Further, at high temperatures, the skeleton of the three-dimensional network dispersion structure of the dispersant suppresses softening deformation of the composite material, and the dispersant prevents grain boundary slip and dislocation movement between crystals,
Immediate breaking strength and creep properties can be improved. In particular, because the dispersant is dispersed discontinuously, cracks may occur in the dispersant or along the interface between the dispersant and the base material, as compared to those that are continuously dispersed in a three-dimensional mesh. However, it is difficult to propagate. In addition, it is easy to absorb thermal and mechanical shocks. Further, due to the high densification, pores that become a fracture source are hard to be formed in the composite material, so that strength reduction due to the pore formation is unlikely to occur. Thus, efficient tempering at room and elevated temperatures is possible.

【0023】すなわち、強化を目的とした分散材を用い
た場合は、該分散材は母材中において、粒子、ウィスカ
等の分散材によって粒子強化されるとともに複合材料
中に不連続で三次元網目状に分散した骨格構造を形成し
ており、該構造の形成により強度低下の主因となるポア
等を形成させることはない。このような骨格構造が、高
応力を受け持つと同時に、分散材それ自身によって隣接
した網目間における転の移動や亀裂進展を阻止するこ
とができる。これによって、強度や靱性を向上させるこ
とができる。また、高耐熱性の分散材を用いた場合に
は、耐熱性の高い骨格構造を形成でき、この骨格部が母
材の軟化変形を抑制することができる。さらに、結晶粒
界の軟化による粒界すべりや転の移動を、分散材自身
によっても阻止することができるので、高温での即時破
断強度や耐クリープ性を向上させることができる。特
に、分散材が不連続に分散しているため、分散材中また
は分散材と母材との界面に沿って亀裂が進展しても、連
続相のように亀裂が全体に大幅に進展するようなパスが
なく、伝播しにくい。また、分散材として機能性を付与
する分散材を用いた場合は、連続網目状に比べて高緻密
化が図れ、破壊源となるポアが形成されにくく、強度低
下させることなく機能性を付与させることができる。
That is, when a dispersant for the purpose of strengthening is used, the dispersant is particle-reinforced by a dispersant such as particles or whiskers in the base material and the composite material is used.
A skeleton structure which is discontinuous and dispersed in a three-dimensional network is formed therein, and the formation of the structure does not form pores or the like which are the main cause of strength reduction. Such skeleton structure is, at the same time responsible for high stress can be prevented from moving or crack growth of dislocation between mesh adjacent the dispersant itself. Thereby, strength and toughness can be improved. Further, when a highly heat-resistant dispersion material is used, a skeleton structure having high heat resistance can be formed, and this skeleton portion can suppress softening deformation of the base material. Furthermore, the movement of the grain boundary sliding and dislocation due to softening of the crystal grain boundary, it is possible also prevented by dispersion material itself, it is possible to improve the immediate rupture strength and creep resistance at high temperatures. In particular, since the dispersant is discontinuously dispersed, even if a crack propagates in the dispersant or along the interface between the dispersant and the base material, it is likely that the crack will greatly propagate to the whole like a continuous phase. There is no such path, and it is difficult to propagate. When a dispersant that imparts functionality is used as the dispersant, it is possible to achieve higher densification as compared to a continuous mesh, it is difficult to form pores that serve as a fracture source, and functionality is imparted without reducing strength. be able to.

【0024】また、分散材を網目状に配列させているの
で、均一分散系に比べて、分散材の特性を強く発現させ
ることができる。さらに、連続網目状構造のものに比べ
て添加量を少なくすることができる。
Further, since the dispersant is arranged in the form of a mesh, the characteristics of the dispersant can be exhibited more strongly than in the case of the uniform dispersion system. Further, the addition amount can be reduced as compared with the continuous network structure.

【0025】以上により、本発明の複合材料は、母材の
機械的な特性を低下させることなく、分散材の特性を十
分に発揮させた複合材料とすることができるものと考え
られる。
From the above, it is considered that the composite material of the present invention can be a composite material in which the characteristics of the dispersant are sufficiently exhibited without deteriorating the mechanical characteristics of the base material.

【0026】(第2発明の作用)本発明の複合材料は、
前記第1発明の作用を奏することに加え、さらに、以下
のような作用を奏する。前記第1発明の作用との相違点
を中心に説明する。
(Operation of Second Invention) The composite material of the present invention is
In addition to the effects of the first aspect of the invention, the following effects are also achieved. The difference from the operation of the first invention will be mainly described.

【0027】本発明の複合材料は、前記複合材料セルの
第2相が、少なくとも4か所の不連続部を有してなる。
これにより、第1相どうしの結合を強固にするととも
に、第1相と第2相の結合または固定・保持をより強固
なもとにすることが可能となる。
In the composite material of the present invention, the second phase of the composite material cell has at least four discontinuities.
This makes it possible to strengthen the bond between the first phases and to strengthen the bond or the fixation / holding of the first phase and the second phase.

【0028】また、本発明の複合材料 は、前記不連続
部が、前記第1相と該第1相と隣り合う他の第1相とを
結合する結合強化相,前記第1相と前記第2相とを結合
する結合強化相,前記第2相と該第2相と隣り合う他の
第2相とを結合する結合強化相の何れかの結合強化相を
少なくとも有してなる。これにより、隣り合う第1相ど
うしの間の引張やねじり、剪断力などによる界面剥離を
低減することができるとともに、第1相と第2相、及び
/又は第2相どうしの結合強化によって、第1相どうし
をより強固にすることができる。また、第1相と第2
相、及び/又は第2相どうしが強化相によって強く結合
されているので、それらが界面で剥離することを抑制す
ることができるので、前記第2相を複合材料中に強く固
定・保持することができる。
Further, the composite material of the present invention, the discontinuity is a bond reinforcing phase which bonds the other and a first phase adjacent to the first phase and the first phase, the said first phase the bond reinforcing phase which bonds the two phases, consisting have at least the second phase and either enhanced binding phase of coupling reinforcing phase that binds the other and a second phase adjacent to the second phase. This makes it possible to reduce interfacial peeling due to tension or twist between adjacent first phases, shearing force, and the like, and strengthen the bond between the first phase and the second phase, and / or the second phase, The first phases can be made stronger. Also, the first phase and the second
Since the phase and / or the second phase are strongly bound by the strengthening phase, it is possible to prevent them from peeling at the interface, and thus strongly fixing and holding the second phase in the composite material. You can

【0029】以上により、本発明の複合材料は、第1発
明の複合材料に比べて、母材の機械的な特性を低下させ
ることなく、分散材の特性をより十分に発揮させた複合
材料とすることができるものと考えられる。また、例え
ば、耐熱性,耐摩耗性,耐衝撃性,耐疲労性などの優れ
た機械的特性と機能的特性とを併せ持つ優れた複合材料
を実現することが可能になるものと考えられる。
As described above, the composite material of the present invention is a composite material in which the characteristics of the dispersant are sufficiently exhibited without lowering the mechanical characteristics of the base material, as compared with the composite material of the first invention. It is thought that it can be done. Further, it is considered that it becomes possible to realize an excellent composite material having excellent mechanical properties and functional properties such as heat resistance, wear resistance, impact resistance, and fatigue resistance.

【0030】(第3発明の作用)本発明の複合材料は、
前記第1発明の作用を奏することに加え、さらに、以下
のような作用を奏する。前記第1発明の作用との相違点
を中心に説明する。
(Operation of Third Invention) The composite material of the present invention is
In addition to the effects of the first aspect of the invention, the following effects are also achieved. The difference from the operation of the first invention will be mainly described.

【0031】本発明の複合材料は、前記母材中に分散し
た分散材が、任意の一つの分散材P0を始点とし、次に
該P0に最も近接した分散材をP1とし、次にまだ選択さ
れていない分散材でありかつ前記P1に最も近接した分
散材をP2とし、順次Pnまで選択し、前記始点となる分
散材P0とそれぞれの分散材Pi(i=1,2,・・・,
n)との直線距離をLsiとしたときに、該距離Lsi
所定の範囲内で周期的に変動する分散構造を有してな
る。前記母材中に、すなわち複合材料中に分散した分散
材がこのような分散構造を有してなるので、第2相を構
成する分散材がマトリックス中において、所定の大きさ
の互いに接点を共有する複数のクローズドループを形成
した構成となっているので、これが一種の骨格構造とし
ての役割を果たすことにより、マトリックスを強化する
とともに、高温時の軟化および転や元素拡散の移動な
どを抑制することができる。また、分散材として熱や電
気的な伝導を向上させるためのものを選択した場合に
は、このクローズドループによるパスの形成によって、
熱や電気的な伝導も可能になると考えられる。
In the composite material of the present invention, the dispersant dispersed in the base material starts from any one dispersant P 0 , then the dispersant closest to the P 0 is P 1, and then The dispersant that has not yet been selected as the first dispersant and is closest to the P 1 is P 2 , sequentially selected up to P n , and the dispersant P 0 as the starting point and each dispersant P i (i = 1, 2, ...
When the straight line distance to n) is Ls i , the distance Ls i has a distributed structure in which it fluctuates periodically within a predetermined range. Since the dispersion material dispersed in the base material, that is, in the composite material has such a dispersion structure, the dispersion material forming the second phase shares a contact point with each other in a predetermined size in the matrix. since has a configuration in which a plurality of closed loop that, this is due to serve as a skeletal structure of a kind, to strengthen the matrix, inhibit and transfer of softening and dislocation or element diffusion at high temperature be able to. Also, when a material for improving heat or electrical conduction is selected as the dispersion material, the formation of the path by the closed loop causes
It is thought that heat and electric conduction will be possible.

【0032】以上により、本発明の複合材料は、第1発
明の複合材料にくらべて、第1相およびマトリックスの
強度や耐衝撃性などの機械的特性を低下させることな
く、より高機能な特性の発現が可能になるものと考えら
れる。
As described above, the composite material of the present invention has higher performance characteristics than the composite material of the first invention without lowering mechanical properties such as strength and impact resistance of the first phase and matrix. It is considered that the expression of

【0033】[0033]

【発明の効果】【The invention's effect】

(第1発明の効果)本発明の複合材料は、母材の機械的
な特性を低下させることなく、分散材の特性を十分に発
揮させることができる。
(Effect of First Invention) The composite material of the present invention can sufficiently exhibit the characteristics of the dispersant without lowering the mechanical characteristics of the base material.

【0034】(第2発明の効果)本発明の複合材料は、
母材の機械的な特性を低下させることなく、分散材の特
性をより十分に発揮させることができる。
(Effect of Second Invention) The composite material of the present invention is
The characteristics of the dispersant can be more sufficiently exhibited without deteriorating the mechanical characteristics of the base material.

【0035】(第3発明の効果)本発明の複合材料は、
母材の機械的な特性を低下させることなく、分散材およ
び母材の特性をより十分に発揮させることができる。
(Effect of Third Invention) The composite material of the present invention is
The characteristics of the dispersant and the base material can be more sufficiently exhibited without deteriorating the mechanical characteristics of the base material.

【0036】[0036]

【実施例】先ず、本発明の第1発明の複合材料〜第3発
明の複合材料について、さらに具体的にした発明や限定
した発明などの発明(その他の発明)について、以下に
説明する。
EXAMPLES First, the composite materials of the first invention to the third invention of the present invention, and the inventions (other inventions) such as more specific inventions and limited inventions will be described below.

【0037】〔その他の発明の説明〕[Description of Other Inventions]

【0038】(母材)母材(マトリックス)は、複合材
料の基材となるものであり、第1相を形成するものであ
る。母材としては、セラミックス、金属、樹脂、金属間
化合物などの材料を適用でき、結晶質のものでも非結晶
質のものでもよい。
(Base Material) The base material (matrix) serves as a base material of the composite material and forms the first phase. As the base material, materials such as ceramics, metals, resins, and intermetallic compounds can be applied, and crystalline materials or amorphous materials may be used.

【0039】(第1相)第1相は、前記母材物質からな
る。該第1相は、複合材料の構成単位としての複合材料
セルを構成する。該第1相の形状は、球形様であって
も、柱状様であっても、その組合せであっても、それら
の変形形状であってもよい。なお、横断面(第1相が柱
状様の場合は長手方向に対して垂直方向の断面)におけ
る形状では、多角形、円形、楕円形、または不定形の何
れでもよい。このときの第1相の大きさは、前記横断面
において、平均径で1μm〜10mmであることが好ま
しい。第1相の大きさが1μm未満の場合、母材内に形
成される網目の密度が大きくなるため、焼結性が低下
し、その結果十分な強度が得られなくなる虞がある。ま
た、10mmを超えると、分散材による機械的特性及び
/又は機能的特性の向上効果が発揮しにくくなる。な
お、第1相の大きさが、1μm〜500μmの範囲内の
場合には、複合材料セル外周部での剥離等による強度低
下を起こしにくく、第2相の特性を十分に発現すること
ができるので、より好ましい。なお、該第1相の形状
は、球形様またはその変形形状、柱状様またはその変形
形状など、どのような形状であってもよい。該第1相の
形状が球形様またはその変形形状である場合には、機械
的・機能的特性を等方的に発現できる構造とすることが
でき、好適である。また、該第1相の形状が、柱状様ま
たはその変形形状である場合には、方向性のある機能
的、機械的特性の発現が可能な構造として、また長手方
向に柱状を揃えることにより、薄板で高機能化が可能な
構造として、好適である。
(First Phase) The first phase is composed of the base material. The first phase constitutes a composite material cell as a constituent unit of the composite material. The shape of the first phase may be spherical, columnar, a combination thereof, or a modified shape thereof. The shape of the cross section (the cross section perpendicular to the longitudinal direction when the first phase is columnar) may be polygonal, circular, elliptical, or amorphous. At this time, the size of the first phase is preferably 1 μm to 10 mm in average diameter in the cross section. When the size of the first phase is less than 1 μm, the density of the mesh formed in the base material increases, and the sinterability decreases, and as a result, sufficient strength may not be obtained. On the other hand, when it exceeds 10 mm, the effect of improving the mechanical properties and / or functional properties of the dispersant becomes difficult to be exhibited. When the size of the first phase is in the range of 1 μm to 500 μm, the strength of the composite material cell is less likely to decrease due to peeling or the like at the outer peripheral portion, and the characteristics of the second phase can be sufficiently exhibited. Therefore, it is more preferable. The shape of the first phase may be any shape such as a spherical shape or a modified shape thereof, a columnar shape or a modified shape thereof. When the shape of the first phase is spherical or a modified shape thereof, it is preferable because it can have a structure capable of exhibiting isotropic mechanical and functional characteristics. When the shape of the first phase has a columnar shape or a modified shape thereof, as a structure capable of exhibiting directional functional and mechanical properties, and by aligning the pillars in the longitudinal direction, It is suitable as a structure that can be highly functionalized with a thin plate.

【0040】(分散材)分散材は、マトリックスの機械
的特性向上や機能性向上を目的としてマトリックス中に
分散させるものであり、該2相を形成するものである。
該分散材は、耐熱性や耐蝕性、耐薬品性、高硬度、高弾
性、快削性、耐酸化性などの機械的特性や、熱伝導性、
断熱性、電気伝導性、磁性、圧電性、光学的特性などの
機能性を有するものなどを用いることができる。分散材
の材質は、セラミックス、金属、樹脂、金属間化合物な
どの材料を適用でき、結晶質のものでも非結晶質のもの
でもよい。形状は、粒子、ウィスカ、ファイバー等でど
のようなものでもよい。
(Dispersant) The dispersant is dispersed in the matrix for the purpose of improving the mechanical properties and functionality of the matrix and forms the two phases.
The dispersion material has mechanical properties such as heat resistance, corrosion resistance, chemical resistance, high hardness, high elasticity, free-cutting resistance, and oxidation resistance, and thermal conductivity,
Materials having functionality such as heat insulation, electrical conductivity, magnetism, piezoelectricity, and optical characteristics can be used. As the material of the dispersant, materials such as ceramics, metals, resins, and intermetallic compounds can be applied, and may be crystalline or amorphous. The shape may be any shape such as particles, whiskers, fibers and the like.

【0041】分散材の大きさは、粒子の場合、径の平均
値が0.01μm〜1mmで、かつ前記第1相の大きさ
(前記横断面における大きさ)の1/4以下であること
が好ましい。該径が0.01μm未満の場合、複合材料セ
ル外周部の第2相の不連続部の割合が少なくなり、第1
相の機械的特性が低下しやすくなる虞がある。また、該
径が1mmを超えると、複合材料セル外周部の第2相の
分散密度が粗となるため、第2相の特性を発現しにくく
なる虞がある。また、前記径が前記第1相の大きさ(前
記横断面における大きさ)の1/4より大きい場合、第
2相による骨格構造やパスを形成しにくくなり、第2相
の特性を十分に発現できなくなる虞がある。なお、この
場合、分散材の大きさが、0.05μm〜100μmの範
囲内の場合には、分散材の不連続部の間隔を適度に調整
し易く、第1相の強度や耐衝撃性などの機械的特性を低
下させずに第2相の特性を十分に発現できるので、より
好ましい。
In the case of particles, the size of the dispersant is such that the average value of the diameter is 0.01 μm to 1 mm and not more than ¼ of the size of the first phase (size in the cross section). Is preferred. If the diameter is less than 0.01 μm, the proportion of the discontinuous portion of the second phase in the outer peripheral portion of the composite material cell decreases,
There is a risk that the mechanical properties of the phase will likely deteriorate. Further, when the diameter exceeds 1 mm, the dispersion density of the second phase in the outer peripheral portion of the composite material cell becomes coarse, and thus the characteristics of the second phase may not be easily exhibited. Further, when the diameter is larger than ¼ of the size of the first phase (size in the cross section), it becomes difficult to form a skeleton structure or a path due to the second phase, and sufficient characteristics of the second phase are obtained. There is a possibility that the expression will not be possible. In this case, when the size of the dispersant is in the range of 0.05 μm to 100 μm, it is easy to properly adjust the distance between the discontinuous portions of the dispersant, and the strength and impact resistance of the first phase, etc. It is more preferable because the characteristics of the second phase can be sufficiently expressed without lowering the mechanical characteristics of.

【0042】また、分散材の大きさは、ウィスカおよび
ファイバーの場合、短径の平均値が300μm以下が好
ましい。この場合、分散材の大きさを200μm以下に
整粒することにより、不連続な網目状構造を形成させ易
くなる。該範囲を超えると、分散材の分散密度が低くな
るため、網目状の効果が発揮されにくくなる虞がある。
In the case of whiskers and fibers, the size of the dispersant is preferably 300 μm or less in average of minor axis. In this case, it is easy to form a discontinuous network structure by adjusting the size of the dispersion material to 200 μm or less. If it exceeds the range, the dispersion density of the dispersant becomes low, so that it may be difficult to exert the mesh effect.

【0043】(第2相)第2相は、前記第1相を不連続
に取り囲むように形成された分散材からなる。この第2
相を構成する分散材は、一つ一つが独立の分散材(粒子
等)からなっていても、一つが複数の分散材の集合体で
あってそれぞれの集合体が不連続に形成されていても、
これらの組合せであってもよい。一つの分散材又は/及
び複数の分散材の集合体が、それぞれ不連続に、前記第
1相の周囲を取り囲むように形成されてなる。なお、こ
のとき、上記分散材は、一種のものであっても、付与す
る機能性及び/又は強化特性などが異なる複数種のもの
であってもよい。
(Second Phase) The second phase is composed of a dispersion material formed so as to discontinuously surround the first phase. This second
Even if each of the dispersants forming the phase is composed of independent dispersants (particles, etc.), one is an aggregate of a plurality of dispersants and each aggregate is formed discontinuously. Also,
It may be a combination of these. One dispersion material or / and an aggregate of a plurality of dispersion materials are formed so as to respectively discontinuously surround the periphery of the first phase. At this time, the dispersant may be one kind or a plurality of kinds having different functional properties and / or strengthening properties to be imparted.

【0044】(複合材料)本発明の複合材料は、前記第
1相と該第1相を不連続に取り囲むように形成された前
記第2相とからなる複合材料セルを構成単位としてな
り、前記分散材が、母材中において三次元網目状で不連
続に分散してなる。すなわち、複合材料中において三次
元網目状で不連続に分散してなる。ここで、前記複合材
料セルの構造の具体的一例を概念的に示した説明図を、
図2ないし図5に示す。図2および図3は、複合材料セ
ルの具体例の前記横断面の概略説明図を示し、図2は、
第1相3が多結晶質の材料の例で、複合材料セル2が複
数個の結晶粒31を一つのブロックとして第1相3を構
成し、分散材41がその周りを不連続にとり囲んで第2
相4を形成した構造である。図3は、第1相3が樹脂の
ような非晶質または単結晶質の物質からなる材料の例
で、所定サイズの円盤状またはその変形形状の塊を一ブ
ロックとし、分散材41がその周りを不連続に囲んで第
2相4を形成したような構造である。図4および図5
は、複合材料セルの具体例を概念的に示した説明図であ
り、図4は、球状または楕円形状の第1相3ブロック全
周を、分散材41が不連続にとり囲んで第2相4を形成
したような構造である。図5は、柱状または長楕円形の
第1相3の全周に分散材41が不連続に分散するように
第2相4を形成したような構造である。
(Composite Material) The composite material of the present invention comprises a composite material cell composed of the first phase and the second phase formed so as to discontinuously surround the first phase, as a constituent unit, The dispersant is three-dimensionally meshed and discontinuously dispersed in the base material. That is, it is dispersed discontinuously in a three-dimensional network in the composite material. Here, an explanatory view conceptually showing a specific example of the structure of the composite material cell,
2 to 5. 2 and 3 are schematic explanatory views of the cross section of the specific example of the composite material cell, and FIG.
The first phase 3 is an example of a polycrystalline material, and the composite material cell 2 constitutes the first phase 3 by using a plurality of crystal grains 31 as one block, and the dispersion material 41 surrounds it in a discontinuous manner. Second
It is a structure in which phase 4 is formed. FIG. 3 shows an example of a material in which the first phase 3 is made of an amorphous or single crystalline substance such as a resin. A disk-shaped or a deformed mass of a predetermined size constitutes one block, and the dispersion material 41 is The structure is such that the second phase 4 is formed by surrounding the periphery discontinuously. 4 and 5
FIG. 4 is an explanatory view conceptually showing a concrete example of a composite material cell. FIG. 4 shows a second phase 4 in which a dispersant 41 discontinuously surrounds the entire circumference of a spherical or elliptical first phase 3 block. It is a structure like that. FIG. 5 shows a structure in which the second phase 4 is formed so that the dispersant 41 is discontinuously dispersed over the entire circumference of the columnar or oblong first phase 3.

【0045】また、「三次元網目状で不連続に分散し
た」状態とは、図1および図6にその一例を示すよう
に、分散材が単体及び/又は該単体の集合体(一部繋が
った形態や接触した形態を含む)の状態で、母材中、す
なわち複合材料中に三次元網目状に配列している状態を
いう。また、マトリックスが結晶粒からなる場合、1つ
の網目は、数個以上のマトリックス結晶粒を一単位とし
て、その周囲に形成されたものをさす。好ましくは、図
7に示すように、連続的につながった粒子が少なく、か
つ分散材からなる不連続相が微小な間隔で分散するよう
な形態である。さらに好ましくは、数μm程度の粒界相
を介して各分散粒がつながっているような形態である。
なお、前記分散材の分散形態は、上記のように、基本的
に不連続な状態で網目構造を形成しているものであれば
よく、網目1個の形状は、多角形、円形、楕円形、また
は不定形でもよい。また、分散材は、本発明の作用・効
果を損なわない範囲で、粒子が一部、連続的に分散した
り、または、連続体を形成してもよい。
The "three-dimensional mesh-like discontinuously dispersed" state means that the dispersion material is a single substance and / or an aggregate of the single substances (partially connected to each other, as shown in FIGS. 1 and 6). (Including the form of contact and the form of contact), the three-dimensional mesh array in the base material, that is, in the composite material. Further, when the matrix is composed of crystal grains, one mesh refers to one formed by surrounding several or more matrix crystal grains as one unit. Preferably, as shown in FIG. 7, the number of particles that are continuously connected is small, and the discontinuous phase made of a dispersant is dispersed at minute intervals. More preferably, each dispersed grain is connected through a grain boundary phase of about several μm.
It should be noted that the dispersion form of the dispersion material may be one that forms a mesh structure in a basically discontinuous state as described above, and the shape of one mesh is a polygon, a circle, or an ellipse. , Or an irregular shape. Further, in the dispersant, particles may be partially dispersed continuously or form a continuous body within a range not impairing the operation and effect of the present invention.

【0046】分散材のマトリックス中での存在割合は、
0.01〜70体積%の範囲が好ましい。該割合が0.
01体積%未満の場合、分散材の間隔が広くなり、骨格
構造の効果および機能性の発現が困難になる虞がある。
また、70体積%を超えると、網目状の分散相、分散材
の密度が高くなるため、焼結性が低下し、強度が低下す
る虞ある。なお、該割合が、1%〜30%の範囲である
場合、本発明の効果をよりよく発揮できるのでより好ま
しい。
The proportion of the dispersant present in the matrix is
The range of 0.01 to 70% by volume is preferable. The ratio is 0.
If it is less than 01% by volume, the spacing between the dispersants becomes wide, and it may be difficult to achieve the effect of the skeletal structure and the functionality.
On the other hand, if it exceeds 70% by volume, the density of the mesh-like dispersed phase and the dispersant becomes high, so that the sinterability may be deteriorated and the strength may be deteriorated. In addition, when the ratio is in the range of 1% to 30%, the effect of the present invention can be more effectively exhibited, which is more preferable.

【0047】マトリックスと分散材との組み合わせとし
ては、セラミック材料、金属材料、高分子材料等の種々
の材料を組み合わせることができる。
As the combination of the matrix and the dispersant, various materials such as ceramic materials, metal materials and polymer materials can be combined.

【0048】例えば、マトリックス−分散材の組み合わ
せとして、マトリックスをセラミックス材料とする場
合、窒化珪素−炭化珪素、窒化珪素−シリカ、窒化珪素
−窒化ホウ素、窒化珪素−窒化チタン、窒化珪素−炭化
チタン、窒化珪素−フェライト磁石、炭化珪素−アルミ
ナ、炭化珪素−窒化アルミ、炭化珪素−窒化チタン、炭
化チタン−炭化珪素、アルミナ−炭化チタン、アルミナ
−ジルコニア、アルミナ−ジルコン、アルミナ−窒化珪
素、アルミナ−ダイヤモンド、アルミナ−窒化アルミ、
ムライト−アルミナ、ムライト−ジルコニア、サイアロ
ン−炭化珪素、ジルコニア−アルミナ、ガラス−炭化珪
素、ガラス−アルミナ、チタン酸ジルコン酸鉛−炭化珪
素、チタン酸ジルコン酸鉛−チタン酸バリウム、チタン
酸鉛−チタン酸ストロンチウム、コーディエライト−ム
ライト、ジルコニア−ニッケル・クロム合金等が挙げら
れる。なお、分散材がセラミックスからなる場合、マト
リックスと分散材の上記組合せは入れ代わってもよい。
For example, when the matrix is made of a ceramic material as a matrix-dispersant combination, silicon nitride-silicon carbide, silicon nitride-silica, silicon nitride-boron nitride, silicon nitride-titanium nitride, silicon nitride-titanium carbide, Silicon nitride-ferrite magnet, silicon carbide-alumina, silicon carbide-aluminum nitride, silicon carbide-titanium nitride, titanium carbide-silicon carbide, alumina-titanium carbide, alumina-zirconia, alumina-zircon, alumina-silicon nitride, alumina-diamond. , Alumina-aluminum nitride,
Mullite-alumina, mullite-zirconia, sialon-silicon carbide, zirconia-alumina, glass-silicon carbide, glass-alumina, lead zirconate titanate-silicon carbide, lead zirconate titanate-barium titanate, lead titanate-titanium. Examples thereof include strontium acid, cordierite-mullite, and zirconia-nickel-chromium alloy. When the dispersion material is made of ceramics, the combination of the matrix and the dispersion material may be replaced.

【0049】セラミックスをマトリックスとした場合、
例えば、炭化珪素や炭化チタン、酸化チタン等のように
電気的抵抗値が低い材料やニッケル・クロム合金等を分
散材としてセラミックスに添加した場合は、これらの分
散材の間隔を焼結性を阻害しない程度に近づけて分散さ
せることにより、マトリックスとしてのセラミックスに
電気伝導性や熱伝導性を付与することが可能となる。こ
れにより、セラミックスの放電加工が可能となる。特
に、炭化珪素、炭化物、硼化物、窒化物や金属系の熱伝
導性の高い材料では、分散材の間隔を調整することによ
り、電気絶縁性をもたせながら高熱伝導性を付与するこ
とが可能となり、基板材料などの適用性が高い。また、
快削性の材料を添加剤にすることにより、強度を低下さ
せることなく、加工性を上げることも可能となる。
When ceramics is used as a matrix,
For example, when a material with low electrical resistance such as silicon carbide, titanium carbide, or titanium oxide, or a nickel-chromium alloy is added as a dispersant to ceramics, the spacing of these dispersants impedes sinterability. By disperse the particles close to each other so as not to disperse them, it becomes possible to impart electric conductivity or thermal conductivity to the ceramic as a matrix. This enables electric discharge machining of ceramics. In particular, in the case of silicon carbide, carbide, boride, nitride, or a metal-based material having high thermal conductivity, it is possible to provide high thermal conductivity while providing electrical insulation by adjusting the spacing of the dispersant. Highly applicable to substrate materials. Also,
By using a free-cutting material as an additive, it becomes possible to improve the workability without lowering the strength.

【0050】マトリックスを金属材料とする場合、ニッ
ケル−トリア、ニッケル・クロム合金−トリア、ニッケ
ル・クロム合金−イットリア、鉄・クロム合金−イット
リア、鉄・クロム合金−ジルコニア、鉄・クロム合金−
アルミナ、アルミニウム−タングステン、アルミニウム
−ステンレス、アルミニウム−カーボン、アルミニウム
−ボロン、アルミニウム−アルミナ、アルミニウム−炭
化珪素、アルミニウム−イットリア、マグネシウム(ま
たはマグネシウム合金)−アルミナ、アルミニウム合金
−アルミナ、ニッケル(またはニッケル合金)−アルミ
ナ、モリブデン(またはモリブデン合金)−アルミナ、
マグネシウム−炭化珪素、銅−アルミナ、銅−タングス
テン、銅−イットリア、ニッケル・クロム合金−イット
リア、ニッケル・クロム合金−ジルコニア、ニッケル・
クロム合金−カルシア、ニッケル・クロム合金−シリ
カ、銀−タングステン等が挙げられる。なお、分散材が
金属材料からなる場合、マトリックスと分散材の上記組
合せは入れ代わってもよい。
When the matrix is a metal material, nickel-thorium, nickel-chromium alloy-thorium, nickel-chromium alloy-yttria, iron-chromium alloy-yttria, iron-chromium alloy-zirconia, iron-chromium alloy-
Alumina, aluminum-tungsten, aluminum-stainless steel, aluminum-carbon, aluminum-boron, aluminum-alumina, aluminum-silicon carbide, aluminum-yttria, magnesium (or magnesium alloy) -alumina, aluminum alloy-alumina, nickel (or nickel alloy) ) -Alumina, molybdenum (or molybdenum alloy) -alumina,
Magnesium-silicon carbide, copper-alumina, copper-tungsten, copper-yttria, nickel-chromium alloy-yttria, nickel-chromium alloy-zirconia, nickel
Examples include chromium alloy-calcia, nickel-chromium alloy-silica, and silver-tungsten. When the dispersant is made of a metal material, the combination of the matrix and the dispersant may be replaced.

【0051】金属材料をマトリックスとした場合、例え
ば、低熱伝導性のジルコニア等のセラミックスや金属分
散材の間隔を調整して添加することにより、機械的特性
を低下させることなく、断熱性のある金属材料が得られ
る。
When a metal material is used as a matrix, for example, by adjusting the distance between ceramics such as zirconia having a low thermal conductivity and a metal dispersion material, a metal having a heat insulating property can be obtained without lowering the mechanical properties. The material is obtained.

【0052】マトリックスを高分子材料とする場合、ポ
リ塩化ビニル−鉛(または鉛合金)、ポリ塩化ビニル−
二酸化マンガン、ポリプロピレン−タルク、ポリプロピ
レン−炭酸カルシウム、ポリプロピレン−炭酸マグネシ
ウム、エポキシ樹脂−炭化珪素、エポキシ樹脂−シリ
カ、エポキシ樹脂−ガラス、シリコン樹脂−炭化珪素、
ポリエチレン−カーボン、熱硬化性樹脂−シリカ、熱硬
化性樹脂−シリカ、ゴム−カーボンブラック、樹脂−黒
鉛、樹脂−ニッケル、カーボン−炭化珪素等が挙げられ
る。
When the matrix is a polymer material, polyvinyl chloride-lead (or lead alloy), polyvinyl chloride-
Manganese dioxide, polypropylene-talc, polypropylene-calcium carbonate, polypropylene-magnesium carbonate, epoxy resin-silicon carbide, epoxy resin-silica, epoxy resin-glass, silicon resin-silicon carbide,
Examples thereof include polyethylene-carbon, thermosetting resin-silica, thermosetting resin-silica, rubber-carbon black, resin-graphite, resin-nickel, carbon-silicon carbide and the like.

【0053】本発明の複合材料は、母材の機械的な特性
を低下させることなく、特性の強化や機能の向上など分
散材の特性を十分に発揮させることができる。
The composite material of the present invention can sufficiently exhibit the characteristics of the dispersant such as the strengthening of the characteristics and the improvement of the functions without deteriorating the mechanical characteristics of the base material.

【0054】また、電気伝導性、熱伝導性、磁性等の機
能性に優れた分散材を非常に短い間隔で網目状に分散さ
せることができることから、分散材同士の間隔を最適に
することにより、該分散材の連続相を形成させた場合に
近い特性と、さらに高い機械的特性の両方を発現するこ
とが可能となる。
Further, since it is possible to disperse a dispersant having excellent electrical conductivity, thermal conductivity, magnetism and the like in a mesh shape at a very short interval, it is possible to optimize the interval between the dispersants. It becomes possible to exhibit both the characteristics close to those obtained when the continuous phase of the dispersion material is formed and higher mechanical characteristics.

【0055】また、分散材が高剛性である場合には、分
散材を不連続で分散させることにより分散材による強
度、靱性、耐衝撃性等の特性低下を招くことなく、複合
化による母材の高剛性化を達成することができる。
When the dispersant has a high rigidity, disperse the dispersant discontinuously does not cause deterioration of properties such as strength, toughness and impact resistance due to the dispersant, and the base material is made composite. It is possible to achieve high rigidity.

【0056】また、ウィスカ状の分散材を配向方向と垂
直な方向に三次元網目状構造を形成するとピンニング効
果による配向方向の強度向上だけではなく、三次元的に
も強化することできる。
When the whisker-like dispersion material is formed into a three-dimensional network structure in a direction perpendicular to the orientation direction, not only the strength in the orientation direction can be improved by the pinning effect, but also the strength can be enhanced three-dimensionally.

【0057】本発明のより好適な複合材料は、前記第1
相中に、特性の強化や機能の向上のための添加剤を均一
に分散させてなることを特徴とする。これにより、第1
相内部の結晶粒のすべりや転の移動抑制、高硬度化、
高弾性化などが可能となり、耐熱性や耐酸化性、耐摩耗
性、強度、高剛性等の機械的特性や、熱伝導性等の機
能的特性が向上する。この添加剤としては、耐熱性や耐
蝕性、耐薬品性、高剛性、高硬度、快削性、耐衝撃性な
どの機械的特性や、光学的特性、低膨張性、低誘電導
率、高抵抗性、高膨張性、熱伝導性、断熱性、電気伝導
性、磁性、圧電性などの機能性を有するものなどを用い
ることができる。このとき、分散材の材質は、セラミッ
クス、金属、樹脂、金属間化合物などの材料を適用で
き、結晶質のものでも非結晶質のものでもよい。形状
は、粒子、ウィスカ、ファイバー等でどのようなもので
もよい。なお、この添加材として機械的特性を有するも
のを用い、第2相を形成する分散材として機能性を有す
るものを用いた場合には、耐熱性や耐蝕性、耐薬品性、
高硬度、快削性などの機械的特性を併せもった機能性複
合材料とすることができる。
A more preferred composite material of the present invention is the first
It is characterized in that additives for strengthening properties and improving functions are uniformly dispersed in the phase. This makes the first
Phase internal movement restraining the grain slippage or dislocation, high hardness,
Higher elasticity is possible, and mechanical properties such as heat resistance, oxidation resistance, wear resistance, strength, and high rigidity, and functional properties such as thermal conductivity are improved. As the additive, mechanical properties such as heat resistance, corrosion resistance, chemical resistance, high rigidity, high hardness, free-cutting property, impact resistance, etc., optical properties, low expansion property, low dielectric conductivity, high Those having functionality such as resistance, high expansion, thermal conductivity, heat insulation, electrical conductivity, magnetism, and piezoelectricity can be used. At this time, as the material of the dispersion material, materials such as ceramics, metals, resins, and intermetallic compounds can be applied, and may be crystalline or amorphous. The shape may be any shape such as particles, whiskers, fibers and the like. In addition, when a material having mechanical properties is used as the additive and a material having functionality is used as the dispersion material forming the second phase, heat resistance, corrosion resistance, chemical resistance,
It is possible to obtain a functional composite material which has mechanical properties such as high hardness and free-cutting property.

【0058】なお、母材が非晶質からなる場合は、第1
相内部に、上記添加材(強化粒子)を均一に分散させて
なることが好ましい。
If the base material is amorphous, the first
It is preferable that the additive (strengthening particles) is uniformly dispersed in the phase.

【0059】また、母材が結晶質からなる場合は、第1
相に含まれる結晶粒の粒内または/および粒界に、上記
強化粒子を均一に分散させてなることが好ましい。この
場合、機械的特性を向上させるときには、分散材が粒内
および粒界のいずれであってもよい。
If the base material is crystalline, the first
It is preferable that the reinforcing particles are uniformly dispersed in or within the grain boundaries of the crystal grains contained in the phase. In this case, when improving the mechanical properties, the dispersant may be either in the grains or at the grain boundaries.

【0060】本発明の好適な複合材料は、前記複合材料
セルの第2相が、少なくとも4か所の不連続部を有して
なり、該不連続部が結合強化相を有してなる。この結合
強化相は、前記第1相と該相と隣り合う他の第1相とを
結合する結合強化相、前記第1相と前記第2相とを結合
する結合強化相、前記第2相と該相と隣り合う他の第2
相とを結合する結合強化相の少なくとも何れかからな
る。これより、第1相どうしをより強固にするとともに
第2相を複合材料中に固定・保持することができる。
In a preferred composite material of the present invention, the second phase of the composite material cell has at least four discontinuities, and the discontinuities have a bond strengthening phase. The bond strengthening phase includes a bond strengthening phase that bonds the first phase and another first phase adjacent to the phase, a bond strengthening phase that bonds the first phase and the second phase, and the second phase. And another second adjacent to this phase
It comprises at least one of a bond strengthening phase that bonds with the phase. As a result, the first phases can be made stronger and the second phase can be fixed and held in the composite material.

【0061】(結合強化相)ここで、この結合強化相の
具体的な一例を概念的に説明した説明図を、図8に示
す。図8は、分散材41が三次元網目状の骨格を形成す
るように分布する第2相4において、該第2相4が、部
分的に不連続な部位を形成して、隣り合う第1相3どう
しを不連続部に形成された結合強化相5を介して、強固
に結合したような構造である。
(Bonding Strengthening Phase) FIG. 8 is an explanatory view conceptually explaining a specific example of the bonding strengthening phase. FIG. 8 shows that, in the second phase 4 in which the dispersion material 41 is distributed so as to form a three-dimensional mesh-like skeleton, the second phase 4 forms a partially discontinuous portion and is adjacent to the first phase. It is a structure in which the phases 3 are strongly bonded to each other through the bond strengthening phase 5 formed in the discontinuous portion.

【0062】結合強化相の好適な構造は、結合強化相の
厚みが薄く、かつ結合強化相の間隔が小さく数密度が高
いほうが、強化結合相の効果をよりよく発揮し好まし
い。また、結合強化相と第2相との界面形状は、多少入
り組んでいたほうが、前記相間の接触面積が増え、保持
力が増大し、アンカー効果が期待できるので好ましい。
これより、隣接した第1相どうしを強固に結合できると
ともに、第2相を第1相内に強固に固定・保持できると
うい効果を奏することができる。
The preferred structure of the bond strengthening phase is preferably such that the thickness of the bond strengthening phase is thin, the interval between the bond strengthening phases is small, and the number density is high so that the effect of the bond strengthening phase is better exhibited. Further, it is preferable that the shape of the interface between the bond strengthening phase and the second phase is somewhat complicated, because the contact area between the phases increases, the holding force increases, and the anchor effect can be expected.
As a result, the adjacent first phases can be firmly bonded to each other, and the second phase can be firmly fixed and held in the first phase.

【0063】また、結合強化相の他の好適な構造は、第
1相および第2相がともに三次元網目構造を形成し、第
2相の不連続相を介して第1相と第2相が強固に結合し
ている構造である。これより、第1相の特性を十分に発
現できるとともに、強度や耐衝撃性などの機械的特性を
低下させることなく、第2相の特性を発現できるという
効果を奏することができる。
Another preferred structure of the bond strengthening phase is that the first phase and the second phase together form a three-dimensional network structure, and the first phase and the second phase are connected via the discontinuous phase of the second phase. Is a structure in which is strongly bonded. As a result, it is possible to achieve the effect that the characteristics of the first phase can be sufficiently expressed and the characteristics of the second phase can be expressed without lowering the mechanical characteristics such as strength and impact resistance.

【0064】結合強化相は、分散材を三次元網目状に分
散した場合に起こりやすい強度低下を緩和または防止す
る機能を果たす相である。粒子分散強化には、巨視的
に、強化材をマトリックス内にできるだけ均一分散させ
た方が高強度化し易い。一方、電気および熱伝導性や磁
性などの特性を有する分散材を添加して機能的特性を効
率的に発現させるには、分散材により三次元網目状のよ
うなパスを形成するようにできるだけ高密度に分散させ
た方が効率的である。しかしながら、複合材料中に分散
材のパスを形成させると、そのパスの部分で局所的に焼
結性が悪くなるために低強度の相を形成する虞があり、
そのパスに沿って亀裂が進展し易くなるなど、即時破壊
強度や疲労強度などの機械的特性を低下させてしまう虞
がある。そこで、これらを解決する本発明の好適な複合
材料は、母材物質としての複数のマトリックス結晶粒か
らなる第1相と、該複数のマトリックス結晶粒の周囲を
取り込むように一つのセルとして三次元網目状に分散す
る結合強化相を形成させ,この中に分散材を分散させた
第2相とからなる複合材料セルを構成単位としてなる複
合材料であって、前記第2相の分散材が複合材料中にお
いて三次元網目状で不連続に分散してしてなり、かつ、
前記第2相の結合強化相が複合材料中において三次元網
目状で連続または/および不連続に分散してなることを
特徴とする。これにより、前記本発明の効果を十分に奏
することができるとともに、高密度な三次元網目状分散
相の強度低下を十分抑制することができる。この結合強
化相としては、SiO2 、Si、Al2 3 、Zr
2 、MgO2、AlN、La2 3 、CeO2 、Yb
2 3 、Ta2 5 、TiO2 、BaO、TiN、Sc
2 3 、BeO、Al2 3 −BeSiO4 、YN、Y
2 3 、ZrSi2 、CrB2 などの易焼結性の酸化
物、窒化物、硼化物系の無機材料および/または微小粒
子の無機材料が好適である。また、前記特性を実現する
金属や高分子材料でもよい。これら結合強化相は、マト
リックスと濡れ性がよく、さらに、マトリックスに比べ
て焼結性のよい材料が少なくとも一種類以上含まれてい
ればよく、マトリックス、およびマトリックスより難焼
結性の材料など2種類以上の材料により構成されていて
もよい。また、非晶質、結晶質、非晶質と結晶質の混合
相の何れでもよい。なお、高温用材料として用いる場合
には、結晶質のみの材料か、結晶質の割合が多い材料が
好ましい。この結合強化相の構造は、例えば、結合強化
相を構成する物質が柱状晶の場合には、アスペクト比が
大きく、細長い針状または板状で、かつ粗大粒が少ない
均一な組織であることが好ましい。また、結合強化相を
構成する物質が等状晶の場合には、粒径が小さく、かつ
粗大粒が少ない均一な組織であることが好ましい。ま
た、一定サイズ以上の気孔や異物が無いものが好まし
い。また、焼結性を阻害しない範囲で、強化相をウィス
カやファイバなどでさらに強化してもよい。また、結合
強化相を構成する物質の特性は、熱膨張係数および弾性
率がマトリックスと同等または近似した物質か、また
は、熱膨張係数および弾性率がマトリックスと分散材の
間でありマトリックスに近い物質であることが好まし
い。これにより、マトリックスと分散材間に生じる内部
応力(熱応力)を低減できるため、分散材のパス形成に
伴う強度低下を十分に抑制することができる。また、マ
トリックスと濡れ性がよいので、すなわち馴染みやすい
ので好ましい。
The bond strengthening phase is a phase which has a function of alleviating or preventing a decrease in strength that tends to occur when the dispersant is dispersed in a three-dimensional network. Macroscopically, for strengthening the particle dispersion, it is easier to increase the strength by uniformly dispersing the reinforcing material in the matrix. On the other hand, in order to efficiently develop the functional characteristics by adding a dispersant having properties such as electrical and thermal conductivity and magnetism, it is necessary to make the dispersant as high as possible to form a three-dimensional mesh-like path. It is more efficient to disperse in the density. However, if a path of the dispersant is formed in the composite material, there is a possibility that a low-strength phase may be formed because the sinterability locally deteriorates in the path portion,
There is a possibility that mechanical properties such as immediate fracture strength and fatigue strength may be deteriorated, for example, cracks may easily propagate along the path. Therefore, a preferred composite material of the present invention that solves these problems is a three-dimensional cell as one cell so as to take in the first phase composed of a plurality of matrix crystal grains as a matrix material and the periphery of the plurality of matrix crystal grains. A composite material comprising a composite material cell comprising a second phase in which a bond strengthening phase dispersed in a mesh form is formed, and a dispersion material is dispersed therein, wherein the second phase dispersion material is a composite material. In the material, three-dimensional mesh-like dispersed discontinuously, and
It is characterized in that the second bond strengthening phase is dispersed in the composite material continuously or / and discontinuously in a three-dimensional network. As a result, the effects of the present invention can be sufficiently exerted, and the reduction in strength of the high-density three-dimensional network dispersed phase can be sufficiently suppressed. As the bond strengthening phase, SiO 2 , Si, Al 2 O 3 , Zr
O 2 , MgO 2 , AlN, La 2 O 3 , CeO 2 , Yb
2 O 3 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , BaO, TiN, Sc
2 O 3 , BeO, Al 2 O 3 -BeSiO 4 , YN, Y
2 O 3 , ZrSi 2 , CrB 2 and other easily sinterable oxides, nitrides, boride-based inorganic materials and / or fine particle inorganic materials are preferred. Further, a metal or polymer material that achieves the above characteristics may be used. These bond strengthening phases should have good wettability with the matrix and further contain at least one kind of material having a sinterability higher than that of the matrix, such as a matrix and a material less sinterable than the matrix. It may be composed of more than one kind of material. Further, it may be any of amorphous, crystalline, and a mixed phase of amorphous and crystalline. When used as a high temperature material, a crystalline material alone or a material having a high crystalline ratio is preferable. The structure of the bond strengthening phase, for example, when the substance forming the bond strengthening phase is a columnar crystal, the aspect ratio is large, elongated needle-like or plate-like, and a uniform structure with few coarse grains. preferable. Further, when the substance constituting the bond strengthening phase is a homogenous crystal, it is preferable that the substance has a uniform structure with a small grain size and few coarse grains. Further, it is preferable that there are no pores of a certain size or more and no foreign matter. Further, the strengthening phase may be further strengthened with whiskers, fibers or the like within a range that does not impair the sinterability. Further, the property of the substance constituting the bond strengthening phase is a substance having a thermal expansion coefficient and elastic modulus equal to or close to that of the matrix, or a substance having a thermal expansion coefficient and elastic modulus between the matrix and the dispersant and close to the matrix. Is preferred. As a result, the internal stress (thermal stress) generated between the matrix and the dispersant can be reduced, so that the strength reduction due to the path formation of the dispersant can be sufficiently suppressed. Further, it is preferable because it has good wettability with the matrix, that is, it is easy to get familiar with it.

【0065】(周期的に変動する分散構造)本発明の他
の好適な複合材料について、図9及び図10を用いて説
明する。すなわち、図9に示すように、前記母材中に分
散した分散材のうち、先ず、任意の一つの分散材を選択
し、これをP0 とする。次に、このP0 を始点とし、こ
のP0 に最も近接した分散材(P0 に連続していないも
の)を第1番目に選択し、P1 とする。次いで、P1
最も近接した分散材であって、まだ選択されていない分
散材(P0 およびP1 に連続していないもの)を第2番
目に選択し、P2 とする。次に、同様にして順次P
n (第n番目に選択した不連続部)まで選択する。次い
で、前記始点となる分散材P0 とそれぞれの分散材Pi
(i=1,2,・・・,n)との直線距離をLsi とす
る。次に、図10に示すように、横軸に粒子数をとり、
縦軸に距離Lsi をとる。このとき、本発明の好適な複
合材料は、図10に示すように、所定の範囲内で周期的
に変動するような分散構造を有する複合材料である。
(Periodically Dispersing Dispersion Structure) Another preferable composite material of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. That is, as shown in FIG. 9, first, an arbitrary one dispersant is selected from among the dispersants dispersed in the base material, and this is designated as P 0 . Then, this P 0 is the starting point, closest to the dispersed material in the P 0 to (P 0 in which non-consecutive) Select 1st, and P 1. Then, the dispersant closest to P 1 that is not yet selected (not discontinuous with P 0 and P 1 ) is second selected and designated as P 2 . Next, in the same way, P sequentially
Select up to n (the discontinuity selected at the nth position). Next, the dispersion material P 0 serving as the starting point and the respective dispersion materials P i
The linear distance from (i = 1, 2, ..., N) is Ls i . Next, as shown in FIG. 10, the horizontal axis represents the number of particles,
The vertical axis represents the distance Ls i . At this time, the preferable composite material of the present invention is a composite material having a dispersed structure that periodically changes within a predetermined range, as shown in FIG.

【0066】ここで、この周期的に変動する分散構造と
は、分散材が母材全体にわたって多数のクローズドルー
プを形成するものであり、その周期はクローズドループ
の形状によっても異なるが、円形またはそれに近い場合
にはその直径、楕円または柱状様の場合には長軸径以下
の範囲内で変動する分散構造である。また、本発明の複
合材料の周期的に変動する分散構造の他の好適な例を、
図11および図12に示す。また、好適な分散構造は、
図13に示すように、分散材の間隔wが、(1/2)d
以下になるような形態で分散材が分散している構造であ
る。また、他の好適な分散構造は、図14に示すよう
に、分散材が複数層のクローズドループを形成する構造
である。また、周期は一定であっても、変動してもよい
が、1周期あたりの粒子数は4個以上必要であり、8個
以上であることが好ましい。また、距離Lsi は、0.0
1μm≦Lsi ≦20mmの範囲内が好ましく、より好まし
くは、0.1μm≦Lsi≦1mmの範囲である。
Here, the periodically varying dispersion structure means that the dispersion material forms a large number of closed loops over the entire base material, and its cycle is circular or it, though it depends on the shape of the closed loops. When it is close, it has a diameter, and when it is elliptical or columnar, it has a dispersed structure that fluctuates within the range of the major axis diameter or less. Further, another preferred example of the periodically varying dispersion structure of the composite material of the present invention,
This is shown in FIGS. 11 and 12. Also, a suitable dispersion structure is
As shown in FIG. 13, the distance w between the dispersants is (1/2) d.
This is a structure in which the dispersant is dispersed in the following form. Further, another suitable dispersion structure is a structure in which the dispersion material forms a closed loop of a plurality of layers, as shown in FIG. The period may be constant or may vary, but the number of particles per period needs to be 4 or more, and is preferably 8 or more. The distance Ls i is 0.0
The range of 1 μm ≦ Ls i ≦ 20 mm is preferable, and the range of 0.1 μm ≦ Ls i ≦ 1 mm is more preferable.

【0067】(複合材料の製造方法)本発明の複合材料
を製造する方法の一例を、簡単に説明する。
(Manufacturing Method of Composite Material) An example of a method of manufacturing the composite material of the present invention will be briefly described.

【0068】先ず、原料粉末調整工程において、母材の
主材としての所定形状の造粒粉の表面に、所定形状の分
散材を不連続に存在させた状態となるように原料粉末を
調整する。すなわち、マトリックスの粉末を所定の大き
さ以上になるように造粒した造粒粉に、分散材を存在さ
せた状態となるように原料粉末を調整する。すなわち、
該造粒粉表面に、分散材を不連続に点在させた状態でま
ぶすか,または造粒粉の表面にCVD法、PVD法およ
びケミカルプロセス等により部分的な分散材の被膜を形
成する。
First, in the raw material powder adjusting step, the raw material powder is adjusted so that the dispersant having the predetermined shape is discontinuously present on the surface of the granulated powder having the predetermined shape as the main material of the base material. . That is, the raw material powder is adjusted so that the dispersion material is present in the granulated powder obtained by granulating the matrix powder so as to have a predetermined size or more. That is,
The dispersant is sprinkled discontinuously on the surface of the granulated powder, or a partial coating film of the dispersant is formed on the surface of the granulated powder by a CVD method, a PVD method, a chemical process or the like.

【0069】次に、成形工程において、前記原料粉末調
整工程において得られた原料粉末を所定形状に成形して
成形体とする。これにより、焼結前の成形体は、母材の
主材料となる造粒粉の間隙や隣合う造粒粉の少なくとも
一方の表面などに、分散材が不連続に存在しており、成
形体全体において、分散材を不連続に存在させることが
できる。なお、必要に応じてCIP(冷間静水圧プレ
ス)を行ってもよい。
Next, in the molding step, the raw material powder obtained in the raw material powder adjusting step is molded into a predetermined shape to obtain a compact. As a result, the compact before sintering has the dispersant present discontinuously in the gaps between the granulated powders as the main material of the base material and the surface of at least one of the adjacent granulated powders. The dispersant can be present discontinuously throughout. In addition, you may perform CIP (cold isostatic press) as needed.

【0070】次いで、複合材料形成工程において、前記
成形工程で得られた成形体を加熱すると、隣り合う造粒
粉どうしが分散材の存在しない造粒粉表面を介して焼結
または溶融することにより、焼結体全体が緻密化する。
なお、焼結後、HIP(熱間静水圧プレス)処理を行う
ことにより、さらに高い緻密性の焼結体を得ることがで
きる。
Next, in the composite material forming step, when the formed body obtained in the forming step is heated, the adjacent granulated powders are sintered or melted through the surface of the granulated powders in which the dispersant is not present. , The whole sintered body is densified.
After the sintering, HIP (hot isostatic pressing) treatment is performed to obtain a sintered body having a higher density.

【0071】これにより、母材物質からなる第1相と、
該第1相を不連続に取り囲むように形成された分散材よ
りなる第2相とからなる複合材料セルを構成単位として
なる複合材料であって、前記分散材が、母材中、すなわ
ち複合材料中において三次元網目状で不連続に分散した
複合材料が形成される。
As a result, the first phase composed of the base material,
A composite material comprising a composite material cell composed of a second phase composed of a dispersion material formed so as to surround the first phase discontinuously as a constituent unit, wherein the dispersion material is in a base material, that is, a composite material. A three-dimensional, mesh-like, discontinuously dispersed composite material is formed therein.

【0072】このとき、強化を目的とした分散材を用い
た場合は、第2相全体によって、母材中で、粒子、ウィ
スカ等の分散材によって粒子強化された不連続三次元網
目構造の骨格構造を形成し、本方法によりこの形成過程
において強度低下の主因となるポア等を生成させること
がない。この骨格構造は、高応力を受け持つと同時に、
分散材それ自身によって第2相に隣接した第1相相互間
における転位の移動や亀裂進展を阻止することができ
る。これによって、強度や靱性を向上させることができ
る。さらに、3次元網目構造の形式による機械的、熱的
な衝撃性の低下を抑制することができる。また、高耐熱
性の分散材を用いた場合には、第2相全体によって、耐
熱性の高い骨格構造が形成でき、この骨格部により複合
材の軟化変形を抑制することができる。さらに、結晶粒
界の軟化による粒界すべりや転位の移動を、第2相を構
成する分散材自身によっても阻止することができるの
で、高温での即時破断強度や耐クリープ性を向上させる
ことができる。特に、第2相を構成する分散材が不連続
に分散するため、分散材中または分散材と母材との界面
に沿って亀裂が進展しても、連続相のような亀裂が進展
し易いパスがなく、伝播しにくい。また、分散材として
機能性を付与する分散材を用いた場合は、連続網目状に
比べて高緻密化することができ、破壊源となるポアが形
成されにくく、強度低下させることなく機能性を付与さ
せることができる。
At this time, when a dispersant for the purpose of strengthening is used, the skeleton of the discontinuous three-dimensional network structure, which is particle-reinforced by the dispersant such as particles and whiskers in the matrix by the entire second phase. A structure is formed, and the present method does not generate pores or the like that are the main cause of strength reduction in this formation process. This skeletal structure is responsible for high stress and at the same time
The dispersant itself can prevent dislocation movement and crack propagation between the first phases adjacent to the second phase. Thereby, strength and toughness can be improved. Further, it is possible to suppress the mechanical and thermal impact resistance from being lowered due to the three-dimensional mesh structure. When a high heat resistant dispersion material is used, a skeleton structure having high heat resistance can be formed by the entire second phase, and the skeleton portion can suppress softening deformation of the composite material. Furthermore, the movement of grain boundary slips and dislocations due to the softening of the crystal grain boundaries can be prevented by the dispersant itself which constitutes the second phase, so that the immediate rupture strength and creep resistance at high temperatures can be improved. it can. In particular, since the dispersant that constitutes the second phase discontinuously disperses, even if a crack propagates in the dispersant or along the interface between the dispersant and the base material, a crack like a continuous phase easily propagates. There is no path and it is difficult to propagate. Further, when a dispersant that imparts functionality is used as the dispersant, it is possible to make the density higher than that of a continuous mesh, it is difficult to form pores that become a fracture source, and the functionality is improved without lowering the strength. Can be given.

【0073】以上により、上記複合材料の製造方法によ
り、母材の機械的な特性を低下させることなく、第2相
を構成する分散材の特性を十分に発揮させることができ
る複合材料を、容易に製造することができるものと考え
られる。
As described above, according to the above-mentioned method for producing a composite material, it is possible to easily produce a composite material which can sufficiently exhibit the characteristics of the dispersant constituting the second phase without deteriorating the mechanical characteristics of the base material. It is thought that it can be manufactured to.

【0074】このとき、原料として使用するマトリック
ス粉末を造粒した造粒粉の粒径(dm)は5.0mm以
下、粒子またはウィスカ等の分散材の平均1次粒子粒径
または平均直径(dp)は500μm以下とし、dp/
dmが0.50〜1×10-6の範囲となるのがよい。こ
の範囲であれば、分散材の特性を十分に発揮させるため
の分散材による三次元網目状構造を容易に形成すること
ができる。なお、dp/dmを0.1〜1×10-5とす
ることにより、不連続の網目状構造を形成させ易くなる
ので好ましい。また、この場合、分散材の大きさを18
0μm以下に整粒することにより、不連続な網目状構造
を形成させ易くなる。また、母材造粒粉を構成するマト
リックス粉末は、粒径が2μm〜2mm程度の範囲に造
粒粉を造粒することが好ましい。また、より好適には、
10μm〜2mmの範囲である。
At this time, the particle size (dm) of the granulated powder obtained by granulating the matrix powder used as the raw material is 5.0 mm or less, and the average primary particle size or average diameter (dp) of the particles or the dispersing material such as whiskers. ) Is 500 μm or less, and dp /
It is preferable that dm is in the range of 0.50 to 1 × 10 −6 . Within this range, it is possible to easily form a three-dimensional network structure of the dispersant for sufficiently exhibiting the characteristics of the dispersant. It is preferable to set dp / dm to 0.1 to 1 × 10 −5 because it becomes easy to form a discontinuous network structure. Also, in this case, the size of the dispersion material should be 18
By adjusting the particle size to 0 μm or less, it becomes easy to form a discontinuous network structure. In addition, it is preferable that the matrix powder constituting the base material granulated powder has a particle diameter of about 2 μm to 2 mm. Also, more preferably,
It is in the range of 10 μm to 2 mm.

【0075】さらにマトリックスを材料別に分けて本発
明の複合材料の製造方法を説明すると以下のようにな
る。
The method for producing the composite material of the present invention will be described below by further dividing the matrix by material.

【0076】(セラミックス複合材料の製造方法)マト
リックスをセラミックス材料とする場合、マトリックス
材料と焼結助剤とを湿式または乾式で混合し、一定粒径
に解砕あるいはスプレードライ法により調整した造粒粉
の表面に分散材を不連続に点在させた状態でまぶす。こ
の粉末を金型成形およびCIPした後、常圧焼結、ホッ
トプレスまたは熱間静水圧焼結(HIP)等により焼成
することにより本発明の複合材料を製造することができ
る。
(Manufacturing Method of Ceramics Composite Material) When the matrix is a ceramics material, the matrix material and the sintering aid are mixed in a wet or dry manner and granulated to a constant particle size or adjusted by a spray dry method. Disperse the dispersant on the surface of the powder in a discontinuous manner. The composite material of the present invention can be manufactured by subjecting this powder to die molding and CIP, and then firing it by atmospheric pressure sintering, hot pressing, hot isostatic pressing (HIP), or the like.

【0077】また、マトリックスを金属材料とする場
合、一定粒径に粉砕またはアトマイズしたマトリックス
材料の粉末の表面に分散材を不連続に点在させた状態で
まぶすか、または部分的な膜を形成させる。その後、こ
の粉末を成形して焼結することにより本発明の複合材料
を製造することができる。
When the matrix is a metal material, the dispersant is sprinkled discontinuously on the surface of the powder of the matrix material pulverized or atomized to have a constant particle size, or a partial film is formed. Let After that, the composite material of the present invention can be manufactured by molding and sintering this powder.

【0078】また、マトリックスを高分子材料とする場
合、マトリックス材料と充填材や表面処理材等の添加剤
とを混合して球状または柱状のペレットにし、このペレ
ットに分散材をまぶす。これを金型に充填して加熱、プ
レスすることにより本発明の複合材料を製造することが
できる。
When the matrix is a polymeric material, the matrix material and additives such as fillers and surface treatment materials are mixed to form spherical or columnar pellets, and the pellets are sprinkled with a dispersion material. The composite material of the present invention can be manufactured by filling this in a mold and heating and pressing.

【0079】以上のように、本発明の複合材料を製造す
る場合、分散材の添加を一工程で行えるため生産性も良
好である。
As described above, when the composite material of the present invention is manufactured, the dispersant can be added in one step, and therefore the productivity is good.

【0080】本発明の複合材料は、分散材の機能が十分
に発揮されるため、構造用材料、機能性材料等に利用す
ることができる。
The composite material of the present invention can be used as a structural material, a functional material, etc., since the function of the dispersant is sufficiently exhibited.

【0081】例えば、室温強度の高い窒化珪素に高温で
安定な炭化珪素を添加し、窒化珪素内に炭化珪素の三次
元網目状構造を形成すると、室温強度と高温強度および
耐クリープ性、耐酸化性を同時に改良することができ
る。さらに、電気伝導性の付与や高弾性化等の機械的・
電気的特性を従来の複合材料のそれよりも大きく改善す
ることができる。
For example, when silicon carbide stable at high temperature is added to silicon nitride having high room temperature strength to form a three-dimensional network structure of silicon carbide in silicon nitride, room temperature strength, high temperature strength, creep resistance and oxidation resistance are obtained. The sex can be improved at the same time. In addition, mechanical conductivity such as imparting electrical conductivity and high elasticity
The electrical properties can be greatly improved over that of conventional composite materials.

【0082】また、IC封止用樹脂では、該樹脂中に高
熱伝導性の炭化珪素または窒化アルミニウム、窒化硼素
の不連続な三次元網目状構造を形成すると、電気絶縁性
を低下させることなく熱伝導性をより向上させることが
できる。
Further, in the IC encapsulating resin, when a discontinuous three-dimensional network structure of silicon carbide, aluminum nitride, or boron nitride having high thermal conductivity is formed in the resin, heat insulation is not deteriorated. The conductivity can be further improved.

【0083】また、金属では、ステンレス鋼中に高剛性
・高硬度のジルコニアやアルミナ、イットリアを不連続
な三次元網目状に分散させることにより、強度低下を起
こすことなく、耐摩擦・摩耗性や剛性、耐酸化性を向上
させることができる。さらに、ジルコニア、アルミナ、
シリカのような低熱伝導性の材料を添加することによ
り、高断熱性の複合材料を得ることができる。
In the case of metal, high rigidity and high hardness zirconia, alumina, and yttria are dispersed in a discontinuous three-dimensional mesh in stainless steel to prevent abrasion and abrasion resistance without lowering the strength. The rigidity and oxidation resistance can be improved. Furthermore, zirconia, alumina,
A highly heat-insulating composite material can be obtained by adding a material having a low thermal conductivity such as silica.

【0084】本発明の複合材料の好適な製造方法は、母
材の主材としての主原料粉末と,母材の強化または機能
付加をする添加剤とを混合して得た所定形状の造粒粉の
表面に、所定形状の分散材を不連続に存在させた状態と
なるように原料粉末を調整し、次いで、該原料粉末を所
定形状に成形し、加熱して、複合材料を形成する方法で
ある。このようにすることにより、分散材が網目状で不
連続に分散するとともに、第1相内部にも添加剤が均一
に分散した複合材料が得られる。
A preferred method for producing a composite material of the present invention is to granulate a predetermined shape obtained by mixing a main raw material powder as a main material of a base material and an additive for reinforcing or adding a function to the base material. A method of forming a composite material by adjusting a raw material powder so that a dispersant having a predetermined shape is discontinuously present on the surface of the powder, and then shaping the raw material powder into a predetermined shape and heating. Is. By doing so, it is possible to obtain a composite material in which the dispersant is network-like discontinuously dispersed and the additive is uniformly dispersed inside the first phase.

【0085】本発明の複合材料の他の好適な製造方法
は、母材の主材としての所定形状の造粒粉の表面に、所
定形状の分散材と,母材と同一材料でかつ分散材の大き
さと同一または該分散材の大きさより小さい大きさの焼
結向上剤とを不連続に存在させた状態となるように原料
粉末を調整し、次いで、該原料粉末を所定形状に成形
し、加熱して、複合材料を形成する方法である。このよ
うにすることにより、分散材を三次元網目状で不連続に
分散させ易くなり、また、焼結性も向上させることがで
きる。
Another preferred method for producing the composite material of the present invention is that a dispersant having a predetermined shape and the same dispersant as the base material are formed on the surface of granulated powder having a predetermined shape as the main material of the base material. The raw material powder is adjusted so as to be in a state in which a sintering improver having a size equal to or smaller than the size of the dispersion material is present in a discontinuous manner, and then the raw material powder is molded into a predetermined shape, It is a method of heating to form a composite material. By doing so, it becomes easy to disperse the dispersant in a three-dimensional mesh shape discontinuously, and also the sinterability can be improved.

【0086】焼結向上剤としては、母材と同一材料のも
の、または分散材の焼結材として一般に用いられている
ものを採用することができる。窒化珪素−炭化珪素の系
では、焼結向上剤として、窒化珪素、または、該窒化珪
素の焼結材として用いられているイットリアや、アルミ
ナ、イットリビュウム、スピネル、酸化マグネシウム、
炭化珪素の焼結材として用いられているカーボンや硼
素、アルミナなどを用いることができる。また焼結向上
剤としては、この他に、酸化ランタン、ネオジュウム、
ジルコニア、ニッケル、銅、等がある。また、焼結向上
剤としては、分散材や母材より細かい粒子を用いること
により、さらに焼結性を向上させることができる。
As the sintering improver, the same material as the base material or the one generally used as the sintered material of the dispersion material can be adopted. In the system of silicon nitride-silicon carbide, as a sintering improver, silicon nitride, or yttria used as a sintered material of the silicon nitride, alumina, yttrium, spinel, magnesium oxide,
Carbon, boron, alumina, etc. used as a sintered material of silicon carbide can be used. Further, as the sintering improver, lanthanum oxide, neodymium,
Zirconia, nickel, copper, etc. are available. Further, as the sintering improver, finer particles than the dispersant and the base material are used, whereby the sinterability can be further improved.

【0087】以下、本発明の実施例を説明する。Examples of the present invention will be described below.

【0088】(実施例)(Example)

【0089】第1実施例 母材原料として、平均1次粒子径が4μmのアトマイズ
SUS304粉末を用意し、エタノールを用いて顆粒状
にして900℃で仮焼したのち、ふるいを用いて平均粒
径500μmになるように造粒した。次に、分散材原料
として、平均1次粒子径が約0.1μmのZrO2 粉末
(YZP:3mol Y23 添加)を用意し、ボールミル
および乳鉢を用いて平均粒径60μmになるように解砕
した。次いで、SUSポット中で、前記母材造粒粉の表
面に、前記ZrO2 造粒粉を10体積%となるようにま
ぶして不連続に点在させ、原料粉末を調整した。次に、
得られた原料粉末を金型に入れ、プレス成形し(5t/
cm2 )、1280℃×4時間(真空中)で焼結して、
本実施例にかかる複合材料を得た(試料番号:1)。
Example 1 Atomized SUS304 powder having an average primary particle size of 4 μm was prepared as a base material, and was granulated with ethanol, calcined at 900 ° C., and then sieved to obtain an average particle size. Granulation was performed so as to have a size of 500 μm. Next, ZrO 2 powder (YZP: 3 mol Y 2 O 3 added) having an average primary particle diameter of about 0.1 μm was prepared as a raw material for the dispersion material, and the average particle diameter was adjusted to 60 μm using a ball mill and a mortar. Crushed. Then, in the SUS pot, the ZrO 2 granulated powder was sprinkled on the surface of the base material granulated powder so as to be 10% by volume and discontinuously scattered to prepare a raw material powder. next,
The obtained raw material powder is put into a mold and press-formed (5 t /
cm 2 ), sintered at 1280 ° C. × 4 hours (in vacuum),
A composite material according to this example was obtained (sample number: 1).

【0090】得られた複合材料の断面を、顕微鏡により
組織観察を行った。複合材料の断面の金属組織を示す光
学顕微鏡写真図(倍率:100倍)を、図1に示す。図
1より明らかなように、母材物質からなる第1相と、該
第1相を不連続に取り囲むように形成された分散材より
なる第2相とからなる複合材料セルを構成単位とし、該
構成単位の複合セルが多数結合して構成され、第2相を
構成する分散材が、母材中において三次元網目状で不連
続に分散してなる構造を有していることが分かる。
The cross section of the obtained composite material was microscopically observed. An optical micrograph (magnification: 100 times) showing the metal structure of the cross section of the composite material is shown in FIG. As is clear from FIG. 1, a composite material cell composed of a first phase composed of a matrix material and a second phase composed of a dispersant formed so as to surround the first phase discontinuously was used as a structural unit, It can be seen that a large number of composite cells of the structural units are combined and the dispersion material forming the second phase has a structure in which it is discontinuously dispersed in a three-dimensional network in the base material.

【0091】比較例1 比較のため、平均一次粒子径が4μmのアトマイズSU
S304粉末に、平均粒子径が約0.1μmのZrO2
末(YZP:3mol Y23 添加)を10体積%となる
ように添加して均一に混合した混合粉を、金型に入れて
プレス成形し(5t/cm2 )、1280℃×4時間
(真空中)で焼結して、比較用焼結体を作製した(試料
番号:C1)。得られた複合材料の断面を、顕微鏡によ
り組織観察を行った。複合材料の断面の金属組織を示す
光学顕微鏡写真図(倍率:100倍)を、図15に示
す。図15より明らかなように、母材物質の第1相の中
に第2相が均一に分散した構造を有していることが分か
る。
Comparative Example 1 For comparison, atomized SU having an average primary particle diameter of 4 μm
To the S304 powder, ZrO 2 powder having an average particle size of about 0.1 μm (YZP: 3 mol Y 2 O 3 added) was added so as to be 10% by volume and uniformly mixed, and the mixed powder was put into a mold. It was press-molded (5 t / cm 2 ) and sintered at 1280 ° C. for 4 hours (in vacuum) to prepare a comparative sintered body (sample number: C1). The cross section of the obtained composite material was microscopically observed. FIG. 15 shows an optical micrograph (magnification: 100 times) showing the metal structure of the cross section of the composite material. As is clear from FIG. 15, it is understood that the second phase has a structure in which the second phase is uniformly dispersed in the first phase of the base material.

【0092】比較例2 比較のため、平均一次粒子径が10μmのアトマイズS
US304粉末の周囲に、平均粒子径が約0.1μmのZ
rO2 粉末(YZP:3mol Y23 添加)を10体積
%となるように連続して被覆して得た混合粉を、金型に
入れてプレス成形し(5t/cm2 )、1280℃×4
時間(真空中)で焼結して、比較用焼結体を作製した
(試料番号:C2)。得られた複合材料の断面を、顕微
鏡により組織観察を行ったところ、10μm程度の1次
粒子に近い大きさの第1相のまわりを第2相が連続的に
取り囲んだような構造を有していた。
Comparative Example 2 For comparison, atomized S having an average primary particle diameter of 10 μm
Around the US304 powder, Z with an average particle size of about 0.1 μm
A mixed powder obtained by continuously coating rO 2 powder (YZP: 3 mol Y 2 O 3 added) at 10% by volume was placed in a mold and press-molded (5 t / cm 2 ), and 1280 ° C. × 4
Sintering was performed for a period of time (in vacuum) to prepare a comparative sintered body (Sample No. C2). Microscopic observation of the cross section of the obtained composite material revealed a structure in which the second phase continuously surrounded the first phase having a size close to that of primary particles of about 10 μm. Was there.

【0093】性能評価試験 以上、第1実施例により得られた複合材料、および比較
例1、比較例2で得られた比較用焼結体について、断熱
評価試験を行った。すなわち、先ず、得られた焼結体を
φ20×3mmに加工し、その表面を♯500〜♯15
00の研摩紙で仕上げた後、熱伝導(断熱)特性を評価
した。熱伝導特性の評価は、試料の表裏面に室温下で2
00℃の温度差を与えたときに、低温側面の温度の経時
変化を測定することにより評価した。その結果を、表1
に示す。なお、同表には、参考のために、SUS単体の
データを併せて示した。
Performance Evaluation Test As described above, the heat insulation evaluation test was performed on the composite materials obtained in the first example and the comparative sintered bodies obtained in Comparative Examples 1 and 2. That is, first, the obtained sintered body is processed into φ20 × 3 mm, and the surface thereof is # 500 to # 15.
After finishing with 00 abrasive paper, the heat conduction (insulation) characteristics were evaluated. The thermal conductivity was evaluated on the front and back of the sample at room temperature by 2
When a temperature difference of 00 ° C. was given, evaluation was performed by measuring the change with time of the temperature of the low temperature side surface. The results are shown in Table 1.
Shown in. For reference, the data of SUS alone is also shown in the table.

【0094】[0094]

【表1】 [Table 1]

【0095】表1より明らかなように、本実施例の焼結
体は、SUS単体に比べて断熱性が大きく向上している
とともに、比較例1および比較例2よりも優れた断熱特
性を示していることが分かった。
As is clear from Table 1, the sintered body of this example has a significantly improved heat insulating property as compared with SUS alone, and exhibits excellent heat insulating properties as compared with Comparative Examples 1 and 2. I found out.

【0096】第2実施例 平均1次粒子径0.1μmのSi34 粉末92重量%
と、平均1次粒子径0.5μmのY23 粉末5重量%、
および平均1次粒子径0.1μmのAl23 粉末3重量
%とを、ボールミルで湿式混合して、平均粒径500μ
m以下の母材原料造粒粉を作製した。次に、該母材原料
造粒粉の表面に、全重量に対して10体積%となるよう
に平均1次粒子径0.4μmのSiC粒子をまぶして不連
続に点在させて、原料粉末を得た。次に、この原料粉末
を金型に入れてプレス成形し、その後1850℃、4時
間、N2 圧10kg/cm2 の条件で加圧焼結し、本実施例
にかかる本発明の複合材料を得た(試料番号:2)。
Second Example 92% by weight of Si 3 N 4 powder having an average primary particle size of 0.1 μm
And 5% by weight of Y 2 O 3 powder having an average primary particle diameter of 0.5 μm,
And 3% by weight of Al 2 O 3 powder having an average primary particle diameter of 0.1 μm are wet mixed in a ball mill to obtain an average particle diameter of 500 μm.
A base material raw material granulated powder of m or less was produced. Next, the surface of the base material raw material granulated powder was sprinkled with SiC particles having an average primary particle diameter of 0.4 μm so as to be 10% by volume based on the total weight and discontinuously scattered to obtain the raw material powder. Got Next, this raw material powder is put into a mold and press-molded, and then pressure-sintered at 1850 ° C. for 4 hours under a N 2 pressure of 10 kg / cm 2 to obtain the composite material of the present invention according to this example. Obtained (sample number: 2).

【0097】得られた複合材料の断面をプラズマエッチ
ングして、該断面の粒子構造をSEM(走査型電子顕微
鏡)により観察した。その結果、マトリックスのSi3
4は、第2相としてのSiC粒子により区画されたマ
トリックス物質からなる第1相が第2相とともに複合材
料セルとして構成単位をなしており、該複合セルが複数
結合して複合材料を構成しており、分散材がマトリック
ス中において、三次元網目状で不連続に分散しているこ
とが確認された。また、第1相には、複数個のSi3
4 結晶粒が存在していた。
The cross section of the obtained composite material was subjected to plasma etching, and the particle structure of the cross section was observed by SEM (scanning electron microscope). As a result, the matrix Si 3
N 4 has a first phase composed of a matrix material partitioned by SiC particles as a second phase and a constituent unit as a composite material cell together with the second phase, and a plurality of the composite cells are combined to form a composite material. Therefore, it was confirmed that the dispersant was dispersed discontinuously in a three-dimensional mesh in the matrix. In addition, a plurality of Si 3 N is included in the first phase.
There were 4 crystal grains.

【0098】比較例3 比較のため、92重量%のSi34 粉末(平均1次粒
子径0.1μm)と5重量%のY23 粉末(平均1次
粒子径0.5μm)および平均一次粒子径0.1μmの
Al23 粉末3重量%とをボールミルで湿式混合して
作製した造粒粉(平均粒径500μm以下)の表面の全
体に、平均1次粒子径0.4μmのSiC粉末を連続的
になるようにまぶした。その後、この造粒粉を上記と同
様な条件で成形および加圧焼結を行った(試料番号:C
3)。この比較用焼結体の断面を前記第2実施例と同様
に観察したところ、マトリックスのSi34 中にSi
C粒子が三次元網目状で連続的に分散していた。
Comparative Example 3 For comparison, 92% by weight of Si 3 N 4 powder (average primary particle size 0.1 μm) and 5% by weight of Y 2 O 3 powder (average primary particle size 0.5 μm) and An average primary particle diameter of 0.4 μm is formed on the entire surface of a granulated powder (average particle diameter of 500 μm or less) prepared by wet mixing 3% by weight of Al 2 O 3 powder having an average primary particle diameter of 0.1 μm with a ball mill. Of SiC powder was continuously sprinkled. Then, this granulated powder was molded and pressure-sintered under the same conditions as described above (sample number: C
3). When the cross section of this comparative sintered body was observed in the same manner as in the second embodiment, it was found that Si was contained in Si 3 N 4 of the matrix.
The C particles were continuously dispersed in a three-dimensional network.

【0099】比較例4 比較のため、82重量%のSi34 粉末(平均1次粒
子径0.3μm)と5重量%のY23 粉末(平均1次
粒子径1μm)および平均一次粒子径0.1μmのAl
23 粉末3重量%と10重量%の平均1次粒子径0.
4μmのSiC粉末とを同時にボールミルで湿式混合し
て、SiC粒子がマトリックス中に均一に分散している
造粒粉(平均粒径500μm以下)を作製し、それ以外
は上記第2実施例と同様の条件で成形および加圧焼結を
行った(試料番号:C4)。この比較用焼結体の断面を
観察したところ、マトリックスのSi34 中にSiC
粒子が均一に分散していた。
Comparative Example 4 For comparison, 82% by weight of Si 3 N 4 powder (average primary particle diameter 0.3 μm), 5% by weight of Y 2 O 3 powder (average primary particle diameter 1 μm) and average primary particle diameter were used. Al with a particle size of 0.1 μm
2 O 3 powder 3% by weight and 10% by weight average primary particle diameter of 0.
Wet-mix 4 μm SiC powder with a ball mill at the same time to prepare granulated powder (average particle size 500 μm or less) in which SiC particles are uniformly dispersed in the matrix, and otherwise the same as in the second embodiment. Molding and pressure sintering were performed under the conditions of (Sample No. C4). Observation of the cross section of this comparative sintered body revealed that SiC was found in the Si 3 N 4 matrix.
The particles were uniformly dispersed.

【0100】性能評価試験 以上、第2実施例により得られた複合材料、および比較
例3、比較例4で得られた比較用焼結体について、曲げ
強度(JIS4点曲げ強度試験法に準ずる、室温および
1400℃で測定)、電気抵抗値(4接点法)、弾性率
(共振法)を測定した。その結果、本実施例の焼結体
は、室温および高温での強度が比較例試料番号C3、C
4のいずれのものよりも大きく、また、電気抵抗値およ
び弾性率が炭化珪素が均一に分散している比較例(試料
番号:C4)よりも優れていることが確認された。
Performance Evaluation Test With respect to the composite materials obtained in the second embodiment and the comparative sintered bodies obtained in Comparative Examples 3 and 4, bending strength (in accordance with JIS 4-point bending strength test method, The measurement was performed at room temperature and 1400 ° C.), electric resistance value (four-contact method), and elastic modulus (resonance method). As a result, the sintered body of the present example has strengths at room temperature and high temperature in Comparative Example sample numbers C3 and C.
It was confirmed that it was larger than any of No. 4 and was superior in electrical resistance value and elastic modulus to the comparative example (sample number: C4) in which silicon carbide was uniformly dispersed.

【0101】第3実施例 母材原料として、平均1次粒子径が4μmのアトマイズ
SUS304粉末を用意し、エタノールを用いて顆粒状
にして900℃で仮焼したのち、ふるいを用いて平均粒
径500μmになるように造粒した。次に、分散材原料
として、平均1次粒子径が約0.1μmのZrO2 粉末
(YZP: 12 mol CeO2 添加)を用意し、ボールミ
ルおよび乳鉢を用いて平均粒径60μmになるように解
砕した。次いで、SUSポット中で、前記母材造粒粉の
表面に、前記ZrO2 造粒粉を15体積%となるように
まぶして不連続に点在させ、原料粉末を調整した。次
に、得られた原料粉末を金型に入れ、プレス成形し(5
t/cm2 )、1280℃×4時間(真空中)で焼結し
て、本実施例にかかる複合材料を得た(試料番号:
3)。
Third Example Atomized SUS304 powder having an average primary particle diameter of 4 μm was prepared as a base material, granulated with ethanol, calcined at 900 ° C., and then averaged with a sieve. Granulation was performed so as to have a size of 500 μm. Next, ZrO 2 powder (YZP: 12 mol CeO 2 added) having an average primary particle diameter of about 0.1 μm was prepared as a raw material for the dispersion material, and the mixture was crushed using a ball mill and a mortar so that the average particle diameter was 60 μm. Crushed. Then, in the SUS pot, the ZrO 2 granulated powder was sprinkled on the surface of the base material granulated powder so as to be 15% by volume and discontinuously scattered to prepare a raw material powder. Next, the obtained raw material powder is put into a mold and press-molded (5
t / cm 2 ) and 1280 ° C. × 4 hours (in vacuum) to obtain a composite material according to this example (sample number:
3).

【0102】得られた複合材料の断面を、第1実施例と
同様に顕微鏡により組織観察を行った。その結果、母材
物質からなる第1相と、該第1相を不連続に取り囲むよ
うに形成された分散材よりなる第2相とからなる複合材
料セルを構成単位とし、該構成単位の複合セルが多数結
合して構成され、第2相を構成する分散材が、母材中に
おいて三次元網目状で不連続に分散してなる構造を有し
ていることが確認された。
The cross section of the obtained composite material was microscopically observed with a microscope as in the first embodiment. As a result, a composite material cell composed of a first phase composed of a matrix material and a second phase composed of a dispersant formed so as to discontinuously surround the first phase was used as a constituent unit, and a composite of the constituent units was formed. It was confirmed that the dispersant composed of a large number of cells bonded to each other and constituting the second phase had a structure in which the dispersoid was dispersed discontinuously in a three-dimensional network in the base material.

【0103】比較例5 比較のため、平均一次粒子径が4μmのアトマイズSU
S304粉末に、平均粒子径が約0.1μmのZrO2
末(YZP: 12 mol CeO2 添加)を15体積%とな
るように添加して均一に混合した混合粉を、金型に入れ
てプレス成形し(5t/cm2 )、1280℃×4時間
(真空中)で焼結して、比較用焼結体を作製した(試料
番号:C5)。得られた複合材料の断面を、前記第1実
施例と同様に顕微鏡により組織観察を行った。その結
果、母材物質の第1相の中に第2相が均一に分散した構
造であることが確認された。
Comparative Example 5 For comparison, atomized SU having an average primary particle size of 4 μm
To the S304 powder, ZrO 2 powder (YZP: 12 mol CeO 2 added) having an average particle size of about 0.1 μm was added so as to be 15% by volume, and the mixed powder was uniformly mixed and put into a mold and pressed. It was molded (5 t / cm 2 ) and sintered at 1280 ° C. for 4 hours (in vacuum) to prepare a comparative sintered body (sample number: C5). The cross section of the obtained composite material was microscopically observed in the same manner as in the first embodiment. As a result, it was confirmed that the second phase had a structure in which the second phase was uniformly dispersed in the first phase of the base material.

【0104】性能評価試験 以上、第3実施例により得られた複合材料、および比較
例5で得られた比較用焼結体について、レーザフラッシ
ュ法による断熱評価試験を行った。その結果を、表2に
示す。なお、同表には、参考のために、SUS単体のデ
ータを併せて示した。
Performance Evaluation Test The composite material obtained in Example 3 and the comparative sintered body obtained in Comparative Example 5 were subjected to a heat insulation evaluation test by the laser flash method. The results are shown in Table 2. For reference, the data of SUS alone is also shown in the table.

【0105】[0105]

【表2】 [Table 2]

【0106】表2より明らかなように、本実施例の焼結
体は、SUS単体に比べて断熱性が大きく向上している
とともに、比較例5よりも優れた断熱特性を示している
ことが分かった。
As is clear from Table 2, the sintered body of the present example has a significantly improved heat insulating property as compared with the SUS alone, and exhibits excellent heat insulating properties as compared with Comparative Example 5. Do you get it.

【0107】第4実施例 母材原料として、平均1次粒子径が4μmのアトマイズ
SUS304粉末を用意し、エタノールを用いて顆粒状
にして900℃で仮焼したのち、ふるいを用いて平均粒
径500μmになるように造粒した。次に、分散材原料
として、平均1次粒子径が約0.5μmのY2 3 粉末を
用意し、ボールミルおよび乳鉢を用いて平均粒径60μ
mになるように解砕した。次いで、SUSポット中で、
前記母材造粒粉の表面に、前記Y2 3 造粒粉を10体
積%となるようにまぶして不連続に点在させ、原料粉末
を調整した。次に、得られた原料粉末を金型に入れ、プ
レス成形し(5t/cm2 )、1280℃×4時間(真
空中)で焼結して、本実施例にかかる複合材料を得た
(試料番号:4)。
Fourth Example Atomized SUS304 powder having an average primary particle size of 4 μm was prepared as a raw material for the base material, granulated with ethanol, calcined at 900 ° C., and then averaged with a sieve. Granulation was performed so as to have a size of 500 μm. Next, Y 2 O 3 powder having an average primary particle size of about 0.5 μm was prepared as a raw material for the dispersion material, and the average particle size was 60 μm using a ball mill and a mortar.
It was crushed so that it became m. Then, in the SUS pot,
The Y 2 O 3 granulated powder was sprinkled on the surface of the base material granulated powder so as to be 10% by volume and discontinuously scattered to prepare a raw material powder. Next, the obtained raw material powder was put into a mold, press-molded (5 t / cm 2 ), and sintered at 1280 ° C. for 4 hours (in vacuum) to obtain a composite material according to this example ( Sample number: 4).

【0108】得られた複合材料の断面を、第1実施例と
同様に顕微鏡により組織観察を行った。その結果、母材
物質からなる第1相と、該第1相を不連続に取り囲むよ
うに形成された分散材よりなる第2相とからなる複合材
料セルを構成単位とし、該構成単位の複合セルが多数結
合して構成され、第2相を構成する分散材が、母材中に
おいて三次元網目状で不連続に分散してなる構造を有し
ていることが確認された。
The cross section of the obtained composite material was microscopically observed with a microscope as in the first embodiment. As a result, a composite material cell composed of a first phase composed of a matrix material and a second phase composed of a dispersant formed so as to discontinuously surround the first phase was used as a constituent unit, and a composite of the constituent units was formed. It was confirmed that the dispersant composed of a large number of cells bonded to each other and constituting the second phase had a structure in which the dispersoid was dispersed discontinuously in a three-dimensional network in the base material.

【0109】比較例6 比較のため、平均一次粒子径が4μmのアトマイズSU
S304粉末に、平均粒子径が約0.5μmのY2 3
末を10体積%となるように添加して均一に混合した混
合粉を、金型に入れてプレス成形し(5t/cm2 )、
1280℃×4時間(真空中)で焼結して、比較用焼結
体を作製した(試料番号:C6)。得られた複合材料の
断面を、第1実施例と同様に、顕微鏡により組織観察を
行った。その結果、母材物質の第1相の中に第2相が均
一に分散した構造を有していることが確認された。
Comparative Example 6 For comparison, atomized SU having an average primary particle size of 4 μm
To S304 powder, the mixed powder was then uniformly mixed Y 2 O 3 powder having an average particle size of about 0.5μm such that 10 vol%, and press molding was placed in a mold (5t / cm 2 ),
Sintering was performed at 1280 ° C. for 4 hours (in vacuum) to prepare a comparative sintered body (sample number: C6). The cross section of the obtained composite material was microscopically observed in the same manner as in the first embodiment. As a result, it was confirmed that the second phase had a structure in which the second phase was uniformly dispersed in the first phase of the base material.

【0110】性能評価試験 次に、第4実施例により得られた複合材料、および比較
例6で得られた比較用焼結体について、耐酸化特性強化
試験を行った。得られた結果を、表3に示す。なお、同
表には、参考のために、SUS単体のデータを併せて示
した。
Performance Evaluation Test Next, with respect to the composite material obtained in Example 4 and the comparative sintered body obtained in Comparative Example 6, an oxidation resistance strengthening test was conducted. The results obtained are shown in Table 3. For reference, the data of SUS alone is also shown in the table.

【0111】[0111]

【表3】 [Table 3]

【0112】表3より明らかなように、本実施例の複合
材料は、高温でのSUSの耐酸化性を大きく改善すると
ともに、比較例6に比べて酸化増量が1/2以下に減少
し、より優れた特性を示していることが分かる。
As is clear from Table 3, the composite material of this example greatly improved the oxidation resistance of SUS at high temperature, and the oxidation weight gain was reduced to 1/2 or less as compared with Comparative Example 6, It can be seen that it shows better characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例において得られた複合材料
の断面の金属組織を示す光学顕微鏡写真図(倍率:10
0倍)である。
FIG. 1 is an optical micrograph (magnification: 10) showing a metal structure of a cross section of a composite material obtained in Example 1 of the present invention.
0 times).

【図2】本発明の複合材料の複合材料セルの構造の具体
的一例を概念的に説明した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view conceptually explaining a specific example of the structure of the composite material cell of the composite material of the present invention.

【図3】本発明の複合材料の複合材料セルの構造の他の
具体的一例を概念的に説明した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view conceptually explaining another specific example of the structure of the composite material cell of the composite material of the present invention.

【図4】本発明の複合材料の複合材料セルの構造の他の
具体的一例を概念的に説明した説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view conceptually explaining another specific example of the structure of the composite material cell of the composite material of the present invention.

【図5】本発明の複合材料の複合材料セルの構造の他の
具体的一例を概念的に説明した説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view conceptually explaining another specific example of the structure of the composite material cell of the composite material of the present invention.

【図6】本発明の複合材料の具体的一例の断面の金属組
織を説明する説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a metal structure of a cross section of a specific example of the composite material of the present invention.

【図7】本発明の複合材料を構成する網目の具体的一例
を概念的に説明した説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view conceptually explaining a specific example of a mesh forming the composite material of the present invention.

【図8】本発明の結合強化層を有する複合材料の断面の
具体的一例を概念的に説明した説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view conceptually explaining a specific example of a cross section of a composite material having a bond strengthening layer of the present invention.

【図9】本発明の好適な複合材料の具体的一例の構造を
概念的に説明する説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view conceptually explaining the structure of a specific example of a preferred composite material of the present invention.

【図10】本発明の好適な複合材料の具体的一例の構造を
概念的に説明する図であって、分散材の選択順位と距離
との関係を示す線図である。
FIG. 10 is a diagram conceptually illustrating the structure of a specific example of a preferable composite material of the present invention, and is a diagram showing the relationship between the selection order of dispersants and the distance.

【図11】本発明の他の好適な複合材料の具体的一例の構
造を概念的に説明する図であって、分散材の選択順位と
距離との関係を示す線図である。
FIG. 11 is a diagram conceptually explaining the structure of a specific example of another preferable composite material of the present invention, and is a diagram showing the relationship between the selection order of the dispersant and the distance.

【図12】本発明の他の好適な複合材料の具体的一例の構
造を概念的に説明する図であって、分散材の選択順位と
距離との関係を示す線図である。
FIG. 12 is a diagram conceptually explaining the structure of a specific example of another preferable composite material of the present invention, and is a diagram showing the relationship between the selection order of the dispersant and the distance.

【図13】本発明の複合材料における分散材の好適な分散
構造の一例を概念的に説明する説明図である。
FIG. 13 is an explanatory view conceptually explaining an example of a suitable dispersion structure of a dispersion material in the composite material of the present invention.

【図14】本発明の複合材料における分散材の他の好適な
分散構造の一例を概念的に説明する説明図である。
FIG. 14 is an explanatory view conceptually explaining an example of another suitable dispersion structure of the dispersion material in the composite material of the present invention.

【図15】比較例1において得られた比較用複合材料の断
面の金属組織を示す光学顕微鏡写真図(倍率:100
倍)である。
FIG. 15 is an optical micrograph (magnification: 100 showing a metal structure of a cross section of the comparative composite material obtained in Comparative Example 1.
Times).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・ 複合材料 2 ・・・ 複合材料セル 3 ・・・ 第1相 31 ・・・ 第1相構成物質 4 ・・・ 第2相 41 ・・・ 分散材 5 ・・・ 結合強化層 1 ... Composite material 2 ... Composite material cell 3 ... Phase 1 31 ・ ・ ・ Phase 1 constituent substances 4 ... Phase 2 41 ... Dispersing material 5 ... Bonding strengthening layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−112028(JP,A) 特開 平6−17102(JP,A) 特開 平4−327056(JP,A) 特開 平4−131385(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 1/10 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of front page (56) Reference JP-A-6-112028 (JP, A) JP-A-6-17102 (JP, A) JP-A-4-327056 (JP, A) JP-A-4- 131385 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C22C 1/10

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 母材物質からなる第1相と,該第1相を
不連続に取り囲むように形成された分散材よりなる第2
相とからなる複合材料セルを構成単位としてなる複合材
料であって、前記分散材が、前記複合材料中において三
次元網目状で不連続に分散してなることを特徴とする複
合材料。
1. A first phase composed of a matrix material and a second phase composed of a dispersant formed so as to discontinuously surround the first phase.
Composite material comprising a composite material made of a composite material cells as structural units consisting of a phase, the dispersed material, characterized by comprising discontinuously dispersed in a three-dimensional network in the composite material.
【請求項2】 前記複合材料セルの第2相が、少なくと
も4か所の不連続部を有してなり、該不連続部は、前記
第1相と該第1相と隣り合う他の第1相とを結合する結
合強化相,前記第1相と前記第2相とを結合する結合強
化相,前記第2相と該第2相と隣り合う他の第2相とを
結合する結合強化相の何れかを少なくとも有してなり、
該結合強化相により第1相どうしをより強固にするとと
もに、第2相を複合材料中に強く固定・保持してなるこ
とを特徴とする請求項1記載の複合材料。
2. The second phase of the composite material cell comprises at least four discontinuities, the discontinuities being the first phase and another first phase adjacent to the first phase. Bond strengthening phase that bonds one phase, bond strengthening phase that bonds the first phase and the second phase, bond strengthening that bonds the second phase and another second phase adjacent to the second phase Having at least one of the phases,
The composite material according to claim 1, wherein the first phase is made stronger by the bond strengthening phase and the second phase is strongly fixed and held in the composite material.
【請求項3】 前記第2相の結合強化相が、複合材料中
において三次元網目状で連続または/および不連続に分
散してなることを特徴とする請求項2記載の複合材料。
3. The composite material according to claim 2, wherein the second bond strengthening phase is dispersed in the composite material in a three-dimensional network in a continuous or / and discontinuous manner.
【請求項4】 母材物質としての複数のマトリックス結
晶粒からなる第1相と、該複数のマトリックス結晶粒の
周囲を取り込むように一つのセルとして三次元網目状に
分散する結合強化相を形成させ,該結合強化相の中に分
散材を分散させた第2相とからなる複合材料セルを構成
単位としてなる複合材料であって、前記第2相の分散材
が複合材料中において三次元網目状で不連続に分散して
なり、かつ、前記第2相の結合強化相が複合材料中にお
いて三次元網目状で連続または/および不連続に分散し
てなることを特徴とする複合材料。
4. A first phase composed of a plurality of matrix crystal grains as a matrix material, and a bond strengthening phase dispersed in a three-dimensional network as one cell so as to take in the periphery of the plurality of matrix crystal grains. And a composite material having a composite material cell composed of a second phase in which a dispersant is dispersed in the bond strengthening phase as a constituent unit, wherein the dispersant of the second phase is a three-dimensional mesh in the composite material. 7. A composite material, wherein the composite material is dispersed in a discontinuous shape, and the second bond strengthening phase is continuously or / and discontinuously dispersed in a three-dimensional network in the composite material.
【請求項5】 前記第1相を構成する母材物質の大きさ
が1μm〜10mmであり、前記第2相を構成する分散
材の大きさが長径で0.01μm〜4mmでかつ前記母材
物質の大きさの1/4以下であることを特徴とする請求
項1または4記載の複合材料。
5. The size of the base material forming the first phase is 1 μm to 10 mm, and the size of the dispersing material forming the second phase is 0.01 μm to 4 mm in major axis and the base material. The composite material according to claim 1 or 4, wherein the size is 1/4 or less of the size of the substance.
【請求項6】 前記第1相を構成する母材物質が、セラ
ミックス、金属、樹脂、および金属間化合物の少なくと
も1つであることを特徴とする請求項1または4記載の
複合材料。
6. The composite material according to claim 1, wherein the matrix material forming the first phase is at least one of ceramic, metal, resin, and intermetallic compound.
【請求項7】 前記第2相を構成する分散材が、セラミ
ックス、金属、樹脂、および金属間化合物の少なくとも
1つであることを特徴とする請求項1または4記載の複
合材料。
7. The composite material according to claim 1, wherein the dispersant forming the second phase is at least one of ceramics, a metal, a resin, and an intermetallic compound.
【請求項8】 前記第2相を構成する分散材の形状が、
粒子、ウィスカ、ファイバーの少なくとも1つであるこ
とを特徴とする請求項1または4記載の複合材料。
8. The shape of the dispersion material forming the second phase is
The composite material according to claim 1 or 4, which is at least one of particles, whiskers, and fibers.
【請求項9】前記母材物質と前記分散材との組み合わ
せ、または入れ代わった組み合わせが、窒化珪素−炭化
珪素、窒化珪素−シリカ、窒化珪素−窒化ホウ素、窒化
珪素−窒化チタン、窒化珪素−炭化チタン、窒化珪素−
フェライト磁石、炭化珪素−アルミナ、炭化珪素−窒化
アルミ、炭化珪素−窒化チタン、炭化チタン−炭化珪
素、アルミナ−炭化チタン、アルミナ−ジルコニア、ア
ルミナ−ジルコン、アルミナ−窒化珪素、アルミナ−ダ
イヤモンド、アルミナ−窒化アルミ、ムライト−アルミ
ナ、ムライト−ジルコニア、サイアロン−炭化珪素、ジ
ルコニア−アルミナ、ガラス−炭化珪素、ガラス−アル
ミナ、チタン酸ジルコン酸鉛−炭化珪素、チタン酸ジル
コン酸鉛−チタン酸バリウム、チタン酸鉛−チタン酸ス
トロンチウム、コーディエライト−ムライト、ジルコニ
ア−ニッケル・クロム合金の少なくとも1つであること
を特徴とする請求項1または4記載の複合材料。
9. A combination of the base material and the dispersant, or a combination in which the base material and the dispersant are replaced with each other, silicon nitride-silicon carbide, silicon nitride-silica, silicon nitride-boron nitride, silicon nitride-titanium nitride, silicon nitride-. Titanium carbide, silicon nitride
Ferrite magnet, silicon carbide-alumina, silicon carbide-aluminum nitride, silicon carbide-titanium nitride, titanium carbide-silicon carbide, alumina-titanium carbide, alumina-zirconia, alumina-zircon, alumina-silicon nitride, alumina-diamond, alumina- Aluminum nitride, mullite-alumina, mullite-zirconia, sialon-silicon carbide, zirconia-alumina, glass-silicon carbide, glass-alumina, lead zirconate titanate-silicon carbide, lead zirconate titanate-barium titanate, titanate. The composite material according to claim 1, which is at least one of lead-strontium titanate, cordierite-mullite, and zirconia-nickel-chromium alloy.
【請求項10】前記母材物質と前記分散材との組み合わ
せ、または入れ代わった組み合わせが、ニッケル−トリ
ア、ニッケル・クロム合金−トリア、ニッケル・クロム
合金−イットリア、鉄・クロム合金−イットリア、鉄・
クロム合金−ジルコニア、鉄・クロム合金−アルミナ、
アルミニウム−タングステン、アルミニウム−ステンレ
ス、アルミニウム−カーボン、アルミニウム−ボロン、
アルミニウム−アルミナ、アルミニウム−炭化珪素、ア
ルミニウム−イットリア、マグネシウムまたはマグネシ
ウム合金−アルミナ、アルミニウム合金−アルミナ、ニ
ッケルまたはニッケル合金−アルミナ、モリブデンまた
はモリブデン合金−アルミナ、マグネシウム−炭化珪
素、銅−アルミナ、銅−タングステン、銅−イットリ
ア、ニッケル・クロム合金−イットリア、ニッケル・ク
ロム合金−ジルコニア、ニッケル・クロム合金−カルシ
ア、ニッケル・クロム合金−シリカ、銀−タングステン
の少なくとも1つであることを特徴とする請求項1また
は4記載の複合材料。
10. A combination of the base material and the dispersant, or a combination in which they are replaced is nickel-thorium, nickel-chromium alloy-thorium, nickel-chromium alloy-yttria, iron-chromium alloy-yttria, iron.・
Chromium alloy-zirconia, iron / chromium alloy-alumina,
Aluminum-tungsten, aluminum-stainless steel, aluminum-carbon, aluminum-boron,
Aluminum-alumina, aluminum-silicon carbide, aluminum-yttria, magnesium or magnesium alloy-alumina, aluminum alloy-alumina, nickel or nickel alloy-alumina, molybdenum or molybdenum alloy-alumina, magnesium-silicon carbide, copper-alumina, copper- At least one of tungsten, copper-yttria, nickel-chromium alloy-yttria, nickel-chromium alloy-zirconia, nickel-chromium alloy-calcia, nickel-chromium alloy-silica, silver-tungsten. The composite material according to 1 or 4.
【請求項11】前記母材物質と前記分散材との組み合わ
せが、ポリ塩化ビニル−鉛または鉛合金、ポリ塩化ビニ
ル−二酸化マンガン、ポリプロピレン−タルク、ポリプ
ロピレン−炭酸カルシウム、ポリプロピレン−炭酸マグ
ネシウム、エポキシ樹脂−炭化珪素、エポキシ樹脂−シ
リカ、エポキシ樹脂−ガラス、シリコン樹脂−炭化珪
素、ポリエチレン−カーボン、熱硬化性樹脂−シリカ、
熱硬化性樹脂−シリカ、ゴム−カーボンブラック、樹脂
−黒鉛、樹脂−ニッケル、カーボン−炭化珪素の少なく
とも1つであることを特徴とする請求項1または4記載
の複合材料。
11. A combination of the base material and the dispersant is polyvinyl chloride-lead or lead alloy, polyvinyl chloride-manganese dioxide, polypropylene-talc, polypropylene-calcium carbonate, polypropylene-magnesium carbonate, epoxy resin. -Silicon carbide, epoxy resin-silica, epoxy resin-glass, silicon resin-silicon carbide, polyethylene-carbon, thermosetting resin-silica,
The composite material according to claim 1, which is at least one of thermosetting resin-silica, rubber-carbon black, resin-graphite, resin-nickel, and carbon-silicon carbide.
【請求項12】前記母材物質と前記分散材との組み合わ
せ、または入れ代わった組み合わせが、窒化珪素−炭化
珪素、窒化珪素−窒化ホウ素、窒化珪素−窒化チタン、
炭化珪素−アルミナ、炭化珪素−窒化アルミ、アルミナ
−炭化チタン、アルミナ−ジルコン、サイアロン−炭化
珪素、ガラス−炭化珪素、鉄・クロム合金−イットリ
ア、鉄・クロム合金−ジルコニア、鉄・クロム合金−ア
ルミナ、アルミニウム −ステンレス、アルミニウム−
カーボン、アルミニウム−炭化珪素、銅−アルミナ、ニ
ッケル・クロム合金−ジルコニアの少なくとも1つであ
ることを特徴とする請求項1または4記載の複合材料。
12. A combination of the base material and the dispersion material, or a combination in which the base material and the dispersion material are replaced with each other, silicon nitride-silicon carbide, silicon nitride-boron nitride, silicon nitride-titanium nitride,
Silicon carbide-alumina, silicon carbide-aluminum nitride, alumina-titanium carbide, alumina-zircon, sialon-silicon carbide, glass-silicon carbide, iron / chromium alloy-yttria, iron / chromium alloy-zirconia, iron / chromium alloy-alumina , Aluminum-stainless steel, aluminum-
The composite material according to claim 1, which is at least one of carbon, aluminum-silicon carbide, copper-alumina, and nickel-chromium alloy-zirconia.
【請求項13】前記母材物質と前記分散材との組み合わ
せが、エポキシ樹脂−炭化珪素、シリコン樹脂−炭化珪
素、ポリエチレン−カーボン、樹脂−黒鉛、樹脂−ニッ
ケル、カーボン−炭化珪素の少なくとも1つであること
を特徴とする請求項1または4記載の複合材料。
13. A combination of the base material and the dispersant is at least one of epoxy resin-silicon carbide, silicon resin-silicon carbide, polyethylene-carbon, resin-graphite, resin-nickel, carbon-silicon carbide. The composite material according to claim 1 or 4, wherein
【請求項14】前記結合強化相は、易焼結性の無機材料
および/または微小粒子の無機材料である請求項また
は4記載の複合材料。
14. The composite material according to claim 2 , wherein the bond strengthening phase is an easily sinterable inorganic material and / or fine particle inorganic material.
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