JP3535470B2 - Manufacturing method of functionally graded material - Google Patents
Manufacturing method of functionally graded materialInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、連続的、段階的又
は断続的に組成又は組織が変化する傾斜機能材料の製造
方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a functionally gradient material whose composition or structure changes continuously, stepwise or intermittently.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の傾斜機能材料の製造方法として
は、例えば組成を少しずつ変化させた薄板を順次積層し
て一体化する方法(第1の製造方法)が知られている。
また、別の製造方法(第2の製造方法)としては、ある
組成の原料スラリの入った容器に、その原料スラリとは
異なる組成の原料スラリを加えながら攪拌し、容器中の
スラリの組成を変化させながらこれを積層(充填)する
方法が知られている。2. Description of the Related Art As a conventional method of manufacturing a functionally graded material, for example, a method (first manufacturing method) is known in which thin plates of which composition is changed little by little are sequentially laminated and integrated.
As another manufacturing method (second manufacturing method), a raw material slurry having a composition different from the raw material slurry is added to a container containing a raw material slurry having a certain composition and stirred to adjust the composition of the slurry in the container. A method of stacking (filling) these while changing them is known.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記第1の
製造方法の場合は、段階的に組成が変化する傾斜機能材
料を得ることはできるが、連続的又は断続的に組成が変
化する傾斜機能材料を作製することは不可能である。However, in the case of the first manufacturing method described above, a functionally gradient material whose composition changes stepwise can be obtained, but a functional gradient material whose composition changes continuously or intermittently. It is impossible to make the material.
【0004】一方、上記第2の製造方法の場合は、連続
的に組成が変化する傾斜機能材料を作製することはでき
るが、その組成変化を大きくするなど、傾斜パターンを
種々変化させることは困難であり、組成変化の自由度が
低いという欠点がある。On the other hand, in the case of the second manufacturing method, it is possible to produce a functionally gradient material whose composition continuously changes, but it is difficult to change the gradient pattern in various ways such as increasing the compositional change. However, there is a drawback that the degree of freedom of composition change is low.
【0005】本発明は、上記のような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、種々の傾斜パターンで組成又は組織が変化
する傾斜機能材料を得ることができる傾斜機能材料の製
造方法を提供することにある。The present invention has been made by paying attention to the problems existing in the prior art as described above. It is an object of the present invention to provide a method for producing a functionally gradient material, which can obtain a functionally gradient material whose composition or structure changes in various gradient patterns.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明は、連続的、段階的又は断
続的に組成又は組織が変化する傾斜機能材料を製造する
傾斜機能材料の製造方法であって、二種以上の流動性を
有する原料スラリを、各原料スラリの供給速度の和を常
に一定に保ちながら、各原料スラリの比率を連続的、段
階的又は断続的に変動させながら混合スペースに供給す
る工程と、前記混合スペースにて前記原料スラリを混合
して混合スラリを得る工程と、前記混合スラリをスプレ
ー吐出して成形型内に積層充填する工程とを備えるとと
もに、前記混合スペースの容積は、混合スペースによる
混合処理速度が、各原料スラリの供給速度の和と略同一
となるような容積であり、変動しながら混合スペースに
供給されるときの各原料スラリの比率が、混合スラリに
おいても維持されるようにしたことを要旨とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a functionally gradient material for producing a functionally gradient material whose composition or structure changes continuously, stepwise or intermittently. A method for producing a material, wherein the raw material slurry having two or more kinds of fluidity is kept constant at the sum of the feed rates of the respective raw material slurry, and the ratio of the respective raw material slurry is continuously, stepwise or intermittently. And a step of supplying the mixed slurry to the mixing space while changing it, a step of mixing the raw material slurry in the mixing space to obtain a mixed slurry, and a step of spray-discharging the mixed slurry and stack-filling in a molding die. , The volume of the mixing space depends on the mixing space
The mixing processing speed is almost the same as the sum of the feed rates of the raw material slurries
The gist is that the ratio of each raw material slurry when it is supplied to the mixing space while varying is maintained such that it is maintained in the mixing slurry.
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の傾斜機能材料の製造方法において、前記混合スペース
には、混合用ボールが収容され、混合スペースを振動さ
せることによる振盪混合に加えて混合用ボールによる攪
拌混合も同時に行われることにより混合スラリが得ら
れ、前記混合スペースにて前記原料スラリを混合して混
合スラリとすると同時に該混合スラリをスプレー吐出す
ることを要旨とする。[0007] According to a second aspect of the invention a method of manufacturing a gradient function material according to claim 1, in the prior SL mixing space, the mixing ball is accommodated, a mixing space shaking mixing by vibrating In addition, a mixing slurry is obtained by simultaneously performing stirring and mixing with a mixing ball, and the gist is that the raw material slurry is mixed in the mixing space to form a mixed slurry, and at the same time, the mixed slurry is spray-discharged.
【0008】[0008]
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2に記載の傾斜機能材料の製造方法において、前記
材料がスラリ状であって、該材料には分散粒子の沈降・
分離を防止する安定剤が添加されていることを要旨とす
る。請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3の
いずれか一項に記載の傾斜機能材料において、前記混合
スラリは、二種類の原料スラリを混合することにより得
られ、前記各原料スラリの供給速度について、一の原料
スラリを時間の経過とともに直線的に増大させると同時
に、二の原料スラリを直線的に減少させるようにしたこ
とを要旨とする。請求項5に記載の発明は、請求項1か
ら請求項3のいずれか一項に記載の傾斜機能材料の製造
方法において、前記混合スラリは、二種類の原料スラリ
を混合することにより得られ、前記各原料スラリの供給
速度について、最初に一の原料スラリを直線的に増大さ
せるとともに二の原料スラリを直線的に減少させ、その
後各原料スラリの供給速度の変動の方向を途中で逆転さ
せて、一の原料スラリを直線的に減少させるとともに二
の原料スラリを直線的に増大させるように変動させる工
程を一又は二度繰り返すことを要旨とする。請求項6に
記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に
記載の傾斜機能材料の製造方法において、前記混合スラ
リは、二種類の原料スラリを混合することにより得ら
れ、前記各原料スラリの供給速度について、最初に各原
料スラリとも一定で、その後一の原料スラリを直線的に
増大させるとともに、二の原料スラリを直線的に減少さ
せ、最後に再び各原料スラリの供給速度を一定となるよ
うに変動させることを要旨とする。請求項7に記載の発
明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の傾
斜機能材料の製造方法において、前記混合スラリは、二
種類の原料スラリを混合することにより得られ、前記各
原料スラリの供給速度について、最初に一の原料スラリ
を直線的に増大させるとともに、二の原料スラリを直線
的に減少させ、その後各原料スラリの供給速度を一定と
した後、最後に再び一の原料スラリを直線的に増大させ
るとともに二の原料スラリを直線的に減少させるように
変動させたことを要旨とする。請求項8に記載の発明
は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の傾斜
機能材料の製造方法において、前記混合スラリは、三種
類の原料スラリを混合することにより得られ、前記各原
料スラリの供給速度について、一の原料スラリを直線的
に増大させるとともに、二の原料スラリを直線的に減少
させ、その後二の原料スラリの供給を停止してそれに代
わって三の原料スラリの供給を開始し、かかる三の原料
スラリの供給速度を直線的に増大させるとともに、一の
原料スラリを減少させるように変動させたことを要旨と
する。請求項9に記載の発明は、請求項4から請求項7
のいずれか一項に記載の傾斜機能材料の製造方法におい
て、前記混合スラリは、二種類の原料スラリを混合する
ことにより得られ、かかる二種類の原料スラリのうち少
なくとも一方に気孔付与材及び焼結助剤のうち少なくと
も一つを添加したことを要旨とする。請求項10に記載
の発明は、請求項4から請求項7のいずれか一項に記載
の傾斜機能材料の製造方法において、前記混合スラリ
は、導電性材料及び絶縁性材料の二種類の原料スラリか
ら構成されることを要旨とする。 The invention according to claim 3 is the method for producing a functionally gradient material according to claim 1 or claim 2 , wherein the material is a slurry, and the material is dispersed particles. Sedimentation of
The gist is that a stabilizer for preventing separation is added. The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 to claim 3.
In the functionally gradient material according to any one of the items,
The slurry is obtained by mixing two types of raw material slurries.
The feed rate of each raw material slurry is one raw material
At the same time as the slurry grows linearly over time
In addition, the secondary raw material slurry was reduced linearly.
And are the gist. The invention according to claim 5 is claim 1
To the production of the functionally graded material according to claim 3.
In the method, the mixed slurry is two kinds of raw material slurry.
Of each raw material slurry obtained by mixing
In terms of speed, first increase the raw material slurry linearly.
And decrease the second raw material slurry linearly,
After that, the direction of fluctuations in the feed rate of each raw material slurry was reversed halfway.
Therefore, the raw material slurry of 1 is reduced linearly and
Of changing the raw material slurry to increase linearly
The point is to repeat the process once or twice. In claim 6
The invention described in any one of claims 1 to 3
In the method for producing a functionally graded material described above, the mixed slurry is
Is obtained by mixing two types of raw material slurries.
Regarding the supply rate of each raw material slurry,
The material slurry is constant, and then one raw material slurry is linear
Increase the secondary raw material slurry linearly
Finally, the feed rate of each raw material slurry will be constant again.
The main idea is to change it. According to claim 7,
The light is the gradient according to any one of claims 1 to 3.
In the method for producing a functionally graded material, the mixed slurry is
Obtained by mixing different types of raw material slurries,
Regarding the feed rate of the raw material slurry,
Linearly increasing the raw material slurry
The feed rate of each raw material slurry at a constant rate.
After that, finally increase the raw material slurry again linearly
In addition to linearly reducing the second raw material slurry
The point is that it is changed. The invention according to claim 8
Is the inclination according to any one of claims 1 to 3.
In the method for producing a functional material, the mixed slurry is of three types.
Obtained by mixing raw materials slurry of
Regarding the feed rate of raw slurry, one raw slurry is linear
And linearly decrease the second raw material slurry
Then, stop the supply of the second raw material slurry and replace it.
The supply of three raw materials slurry was started, and
While increasing the slurry supply rate linearly,
The summary is that the raw material slurry was changed to reduce it.
To do. The invention described in claim 9 is from claim 4 to claim 7.
In the method for producing a functionally graded material according to any one of
The mixed slurry mixes two kinds of raw material slurry.
Of the two raw material slurries
At least one of the porosity-imparting material and the sintering aid is at least one.
The main point is that one is also added. Claim 10
The invention according to any one of claims 4 to 7
In the method for producing a functionally gradient material, the mixed slurry
Is there two kinds of raw material slurry, conductive material and insulating material?
The main point is to be composed.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態について図面に基づき説明する。図1(a)は、本実
施形態における傾斜機能材料の製造装置(以下、単に製
造装置ともいう。)を示す概念図である。同図に示すよ
うに、この製造装置は、原料スラリA,B(流動性を有
する材料)を貯留する一対の貯留タンク11a,11b
と、貯留タンク11a,11bから供給される原料スラ
リA,Bを混合して混合スラリ(混合物)とすると同時
にその混合スラリをスプレー吐出して成形型12内に積
層充填する混合・吐出部13とを備えている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a conceptual diagram showing an apparatus for manufacturing a functionally gradient material (hereinafter, also simply referred to as a manufacturing apparatus) in the present embodiment. As shown in the figure, this manufacturing apparatus has a pair of storage tanks 11a and 11b for storing raw material slurries A and B (materials having fluidity).
And a mixing / discharging section 13 for mixing the raw material slurries A and B supplied from the storage tanks 11a and 11b to form a mixed slurry (mixture) and at the same time spray-discharging the mixed slurry to fill the forming mold 12 in a stacked manner. Is equipped with.
【0011】前記貯留タンク11a,11bと混合・吐
出部13は、輸送ポンプ14a,14b及び開閉弁15
a,15bを介して、接続管16a,16bによって接
続されており、各貯留タンク11a,11bに貯留され
る原料スラリA,Bは接続管16a,16bを介して混
合・吐出部13に供給されるようになっている。The storage tanks 11a and 11b and the mixing / discharging section 13 are provided with transport pumps 14a and 14b and an opening / closing valve 15.
The raw material slurries A and B, which are connected to the storage tanks 11a and 11b by the connection pipes 16a and 16b, are supplied to the mixing / discharging unit 13 through the connection pipes 16a and 16b. It has become so.
【0012】輸送ポンプ14a,14bには、各貯留タ
ンク11a,11bから混合・吐出部13へと供給され
る原料スラリA,Bの供給速度を制御するための制御部
17が接続されている。本実施形態の場合、輸送ポンプ
14a,14bには無脈動の一軸偏心ポンプが使用され
ており、制御部17は、各一軸偏心ポンプに搭載された
サーボモータの回転数を連動して制御することによって
各原料スラリA,Bの供給速度を互いに連動させるよう
に制御する。A control unit 17 is connected to the transport pumps 14a and 14b to control the supply speed of the raw material slurries A and B supplied from the storage tanks 11a and 11b to the mixing / discharging unit 13. In the case of the present embodiment, pulsation-free uniaxial eccentric pumps are used for the transport pumps 14a and 14b, and the control unit 17 controls the rotation speed of the servomotor mounted on each uniaxial eccentric pump in an interlocking manner. The feed rates of the raw material slurries A and B are controlled so as to be linked to each other.
【0013】図1(b)は、前記混合・吐出部13を拡
大して示す半断面図である。同図に示すように、前記混
合・吐出部13は、原料スラリA,Bの混合の場となる
混合スペース18を有し、各貯留タンク11a,11b
から混合・吐出部13に供給される原料スラリA、Bは
まずこの混合スペース18に供給されて混合されるよう
になっている。FIG. 1B is an enlarged half sectional view showing the mixing / discharging section 13. As shown in the figure, the mixing / discharging section 13 has a mixing space 18 for mixing the raw material slurries A and B, and the storage tanks 11a and 11b.
The raw material slurries A and B supplied from the mixing / discharging section 13 to the mixing / discharging section 13 are first supplied to the mixing space 18 and mixed.
【0014】この混合・吐出部13には図示しない振動
装置が取付けられており、振動装置によって混合・吐出
部13を振動させることにより、混合スペース18にお
いて原料スラリA,Bが振盪混合されるようになってい
る。また、混合スペース18には混合用ボール19が収
容されているので、振盪混合に加えて混合用ボール19
による攪拌混合も同時に行われることになる。A vibrating device (not shown) is attached to the mixing / discharging section 13, and the raw material slurries A and B are shake-mixed in the mixing space 18 by vibrating the mixing / discharging section 13 by the vibrating device. It has become. Further, since the mixing balls 19 are accommodated in the mixing space 18, the mixing balls 19 are added in addition to the shaking mixing.
The stirring and mixing by means of will also be performed at the same time.
【0015】混合スペース18は、混合・吐出部13の
下端に設けられた吐出口20に対し連通路21を介して
連通しており、混合スペース18で原料スラリA,Bを
混合して得られる混合スラリは、連通路21を経由して
吐出口20から吐出されるようになっている。連通路2
1の中間部には、図示しないコンプレッサから延びるエ
ア供給管22が接続されているため、前記吐出口20か
らの混合スラリの吐出は、コンプレッサからエア供給管
22を介して供給される圧縮空気によってスプレー吐出
されるようになっている。The mixing space 18 communicates with a discharge port 20 provided at the lower end of the mixing / discharging section 13 via a communication passage 21, and is obtained by mixing the raw material slurries A and B in the mixing space 18. The mixed slurry is discharged from the discharge port 20 via the communication passage 21. Communication passage 2
Since an air supply pipe 22 extending from a compressor (not shown) is connected to the intermediate portion of 1, the mixed slurry is discharged from the discharge port 20 by compressed air supplied from the compressor via the air supply pipe 22. It is designed to be sprayed.
【0016】尚、前記の混合スペース18の容積(混合
用ボール19の体積を除いた容積)はできる限り狭小で
あることが好ましいが、混合スラリの混合スペース18
から連通路21に至る移動速度、すなわち混合スペース
18における混合処理の速度が、各原料スラリA,Bの
供給速度の和と略同一となるような容積であることが必
須である。そうすることによって、両接続管16a,1
6bから混合スペース18へと供給されるときの原料ス
ラリAと原料スラリBの比率を、成形型12にスプレー
吐出される混合スラリにおいても維持させることができ
る。The volume of the mixing space 18 (volume excluding the volume of the mixing balls 19) is preferably as narrow as possible, but the mixing space 18 of the mixing slurry is preferable.
It is essential that the moving speed from the fuel cell to the communication passage 21, that is, the speed of the mixing process in the mixing space 18 is substantially the same as the sum of the supply speeds of the raw material slurries A and B. By doing so, both connecting pipes 16a, 1
The ratio of the raw material slurry A and the raw material slurry B when supplied from the 6b to the mixing space 18 can be maintained even in the mixed slurry sprayed and discharged to the molding die 12.
【0017】次に、上記の製造装置を使用した傾斜機能
材料の製造方法について説明する。上記の製造装置を使
用して傾斜機能材料を製造する場合には、まず貯留タン
ク11a,11bにそれぞれ原料スラリA,Bを投入す
る。この原料スラリA,Bの具体例としては、セラミッ
クス・ガラス・金属等の無機材料、あるいは合成樹脂等
の有機材料を、分散媒(水、有機溶剤)でスラリ化した
ものが挙げられる。この原料スラリには、分散剤、安定
剤、バインダなどが必要に応じて添加される。分散粒子
の沈降・分離を防止する前記安定剤の具体例としては、
アルコール系あるいはグリコール系の有機溶剤、ポリビ
ニルアルコール、結晶セルロースなどが挙げられるが、
その中でも特に結晶セルロースが好ましい。Next, a method of manufacturing a functionally graded material using the above manufacturing apparatus will be described. When the functionally graded material is manufactured using the above manufacturing apparatus, first, the raw material slurries A and B are put into the storage tanks 11a and 11b, respectively. Specific examples of the raw material slurries A and B include inorganic materials such as ceramics, glass, and metals, or organic materials such as synthetic resins, which are slurried with a dispersion medium (water, organic solvent). A dispersant, a stabilizer, a binder and the like are added to the raw material slurry as needed. Specific examples of the stabilizer for preventing sedimentation / separation of dispersed particles include:
Examples include alcohol-based or glycol-based organic solvents, polyvinyl alcohol, and crystalline cellulose.
Among them, crystalline cellulose is particularly preferable.
【0018】続いて、原料スラリA,Bの混合・吐出部
13への供給を開始し、混合・吐出部13の混合スペー
ス18で両スラリA,Bを混合して混合スラリとすると
同時にスプレー吐出させて成形型12内に積層充填させ
る。Then, the supply of the raw material slurries A and B to the mixing / discharging section 13 is started, and both slurries A and B are mixed in the mixing space 18 of the mixing / discharging section 13 to form a mixed slurry, and at the same time, spray discharging. Then, the mold 12 is stacked and filled.
【0019】このときの原料スラリA,Bの供給速度
は、図2(a)に示すように、原料スラリAの供給速度
を時間の経過とともに直線的に増大させると同時に、原
料スラリBの供給速度を直線的に減少させるようにす
る。こうすれば、図2(b)に示すように、一方の面か
ら他方の面に向かうにつれて原料スラリAに含まれる成
分aの濃度が直線的に増大するとともに、原料スラリB
に含まれる成分bの濃度が直線的に減少するような、厚
み方向で組成が変化する成形体(傾斜機能材料)を得ら
れる。The feed rate of the raw material slurries A and B at this time is, as shown in FIG. 2 (a), the feed rate of the raw material slurry A is linearly increased with the passage of time, and at the same time, the feed rate of the raw material slurry B is increased. Try to decrease the speed linearly. In this way, as shown in FIG. 2B, the concentration of the component a contained in the raw material slurry A increases linearly from one surface to the other surface, and the raw material slurry B is increased.
It is possible to obtain a molded body (gradient functional material) whose composition changes in the thickness direction such that the concentration of the component b contained in (3) linearly decreases.
【0020】本実施形態によって得られる効果につい
て、以下に記載する。
・ 本実施形態によれば、混合スペース18の容積は、
混合スラリの混合スペース18から連通路21に至る移
動速度、すなわち混合スペース18における混合処理の
速度が、各原料スラリの供給速度の和と略同一となるよ
うな容積とされる。このため、両接続管16a,16b
から混合スペース18へと供給されるときの原料スラリ
Aと原料スラリBの比率を、成形型12にスプレー吐出
される混合スラリにおいても維持させることができる。
従って、各原料スラリの供給速度を制御部17で種々に
制御することによって、種々の傾斜パターンで組成が変
化する傾斜機能材料を得ることができる。The effects obtained by this embodiment will be described below. -According to the present embodiment, the volume of the mixing space 18 is
The moving speed of the mixed slurry from the mixing space 18 to the communication passage 21, that is, the speed of the mixing process in the mixing space 18 is set to be substantially the same as the sum of the supply speeds of the respective raw material slurries. Therefore, both connecting pipes 16a, 16b
The ratio of the raw material slurry A and the raw material slurry B when they are supplied to the mixing space 18 from the mixing space 18 can be maintained even in the mixing slurry sprayed and discharged to the molding die 12.
Therefore, by controlling the supply rate of each raw material slurry variously by the control unit 17, it is possible to obtain a functionally graded material whose composition changes in various gradient patterns.
【0021】・ 本実施形態の製造方法によって得られ
る連続的に組成が変化する傾斜機能材料は、内部に異相
界面がない。従って、収縮率や熱膨張係数の相違に基づ
いて生じる歪みを緩和することができるので、その歪み
に起因する剥離やひび割れを抑制することができる。The functionally gradient material having a continuously changing composition obtained by the manufacturing method of the present embodiment has no heterophasic interface inside. Therefore, the strain caused by the difference in the shrinkage ratio or the thermal expansion coefficient can be alleviated, so that the peeling or cracking caused by the strain can be suppressed.
【0022】・ 混合スペース18における原料スラリ
A,Bの混合が振盪混合及び攪拌混合にて行われるの
で、狭小な混合スペース18であっても確実に両者を混
合させることができる。Since the raw material slurries A and B in the mixing space 18 are mixed by shaking mixing and stirring mixing, both can be surely mixed even in a narrow mixing space 18.
【0023】・ 原料スラリA,Bに安定剤を添加する
ことにより、分散粒子の沈降・分離を防止することがで
きる。また、安定剤として結晶セルロースを添加した場
合には、分散粒子の沈降・分離を防止すると同時に、原
料スラリA,Bにチキソトロピックな性質を付与するこ
とができ、各原料スラリA,Bを輸送する接続管16
a,16bにおいて空気を咬むのを防止することができ
る。By adding a stabilizer to the raw material slurries A and B, sedimentation and separation of dispersed particles can be prevented. Further, when crystalline cellulose is added as a stabilizer, it is possible to prevent sedimentation / separation of dispersed particles and at the same time impart thixotropic properties to the raw material slurries A and B, and transport the respective raw material slurries A and B. Connecting pipe 16
It is possible to prevent air from being bitten at a and 16b.
【0024】尚、前記実施形態を次のように変更して構
成することもできる。
・ 前記実施形態においては原料スラリA,Bの供給速
度について、一方は増大するのみ他方は減少するのみで
変動の方向が不変あったが、各スラリA,Bの供給速度
の変動の方向を途中で逆転させてもよい。The above embodiment may be modified as follows. In the above-described embodiment, the supply speeds of the raw material slurries A and B are increased in one direction and decreased in the other direction, but the direction of change remains unchanged. You may reverse it with.
【0025】例えば図3(a)に示すように、スラリ
A,Bの供給速度について、最初一方(原料スラリA)
を直線的に増大させるとともに他方(原料スラリB)を
直線的に減少させ、その後一方(原料スラリA)を直線
的に減少させるとともに他方(原料スラリB)を直線的
に増大させるように変動させてもよい。このようにすれ
ば、同じく図3(a)に示すように、各スラリA,Bに
含まれる成分a,bが、厚み方向の一方の面から他方の
面に向かうにつれて、最初一方(成分a)が直線的に増
大するとともに他方(成分b)が直線的に減少し、その
後一方(成分a)が直線的に減少するとともに他方(成
分b)が直線的に増大するような傾斜機能材料を得るこ
とができる。For example, as shown in FIG. 3 (a), one of the supply rates of the slurries A and B is first (raw material slurry A).
Is linearly increased and the other (raw material slurry B) is linearly decreased, and then one (raw material slurry A) is linearly decreased and the other (raw material slurry B) is linearly increased. May be. By doing so, as shown in FIG. 3A, the components a and b contained in the slurries A and B are initially one (component a) as they go from one surface in the thickness direction to the other surface. ) Linearly increases while the other (component b) linearly decreases, and then one (component a) linearly decreases and the other (component b) linearly increases. Obtainable.
【0026】あるいは図3(b)に示すように、図3
(a)に示す供給速度の変動の態様が連続して二度繰り
返されるように各スラリA,Bの供給速度を変動させて
もよい。このようにすれば、同じく図3(b)に示すよ
うに、図3(a)に示す成分a,bの濃度の変化の態様
が連続して二度繰り返されるような傾斜機能材料を得る
ことができる。Alternatively, as shown in FIG.
The supply speeds of the slurries A and B may be changed so that the mode of change of the supply speed shown in (a) is continuously repeated twice. By doing so, similarly as shown in FIG. 3B, it is possible to obtain a functionally graded material in which the manner of the change in the concentrations of the components a and b shown in FIG. 3A is continuously repeated twice. You can
【0027】・ 前記実施形態においては、各スラリ
A,Bの供給速度を常に変動させたが、供給速度が一定
のまま維持される期間があってもよい。例えば図4
(a)に示すように、スラリA,Bの供給速度につい
て、最初両者とも一定で、その後一方(原料スラリA)
を直線的に増大させるとともに他方(原料スラリB)を
直線的に減少させ、最後再び両者とも一定となるように
変動させてもよい。このようにすれば、同じく図4
(a)に示すように、各スラリA,Bに含まれる成分
a,bが、厚み方向の一方の面から他方の面に向かうに
つれて、最初両者とも一定で、その後一方(成分a)が
直線的に増大するとともに他方(成分b)が直線的に減
少し、最後再び両者とも一定となるような断続的に組成
が変化する傾斜機能材料を得ることができる。In the above-described embodiment, the supply rate of each slurry A, B is constantly changed, but there may be a period in which the supply rate is maintained constant. For example, in FIG.
As shown in (a), the supply rates of slurries A and B were initially constant for both, and then one (raw slurry A)
May be linearly increased and the other (raw material slurry B) may be linearly decreased, and finally both may be changed so as to be constant. By doing this, the same as in FIG.
As shown in (a), the components a and b contained in each of the slurries A and B are initially constant as they go from one surface in the thickness direction to the other surface, and thereafter one (component a) is a straight line. It is possible to obtain a functionally graded material in which the other component (component b) linearly decreases as the temperature increases and finally both of them become constant, and the composition changes intermittently.
【0028】あるいは、図4(b)に示すように、最初
一方(原料スラリA)を直線的に増大させるとともに他
方(原料スラリB)を直線的に減少させ、その後両者と
も一定とした後、最後再び一方(原料スラリA)を直線
的に増大させるとともに他方(原料スラリB)を直線的
に減少させるように変動させてもよい。このようにすれ
ば、同じく図4(b)に示すように、各スラリA,Bに
含まれる成分a,bが、厚み方向の一方の面から他方の
面に向かうにつれて、最初一方(成分a)が直線的に増
大するとともに他方(成分b)が直線的に減少し、その
後両者とも一定で、最後再び一方(成分a)が直線的に
増大するとともに他方(成分b)が直線的に減少するよ
うな断続的に組成が変化する傾斜機能材料を得ることが
できる。Alternatively, as shown in FIG. 4B, first one (raw material slurry A) is linearly increased and the other (raw material slurry B) is linearly decreased, and then both are made constant, Finally, it may be changed again so that one (raw material slurry A) is linearly increased and the other (raw material slurry B) is linearly decreased. By doing so, as shown in FIG. 4B as well, the components a and b contained in the slurries A and B are initially one (component a) as they go from one surface in the thickness direction to the other surface. ) Linearly increases and the other (component b) linearly decreases, then both are constant, and finally one again (component a) linearly increases and the other (component b) linearly decreases. It is possible to obtain a functionally gradient material whose composition changes intermittently as described above.
【0029】・ 前記実施形態においては各スラリA,
Bの供給速度を連続的に変動させたが、段階的に変動さ
せるようにしてもよい。例えば図5に示すように、原料
スラリA,Bの供給速度について、一方(原料スラリ
A)を階段状に増大させ、他方(原料スラリB)を階段
状に減少させるように変動させてもよい。このようにす
れば、同じく図5に示すように、各スラリA,Bに含ま
れる成分a,bが、厚み方向の一方の面から他方の面に
向かうにつれて、一方(成分a)が階段状に増大すると
ともに他方(成分b)が階段状に減少するような段階的
に組成が変化する傾斜機能材料を得ることができる。In the above embodiment, each slurry A,
Although the supply rate of B is continuously changed, it may be changed stepwise. For example, as shown in FIG. 5, the supply velocities of the raw material slurries A and B may be changed so that one (raw material slurry A) increases stepwise and the other (raw material slurry B) decreases stepwise. . By doing so, as shown in FIG. 5 as well, the components a and b contained in the slurries A and B are stepwise in one (component a) as they go from one surface in the thickness direction to the other surface. It is possible to obtain a functionally graded material in which the composition changes stepwise such that the other (component b) decreases stepwise as the other increases.
【0030】・ 前記実施形態においては各スラリA,
Bの供給速度の変動の大きさを常に一定としたが、その
変動の大きさを途中で変化させてもよい。例えば図示し
ないが、原料スラリA,Bの供給速度について、一方を
曲線的に増大させ、他方を曲線的に減少させるように変
動させてもよい。このようにすれば、各スラリA,Bに
含まれる成分a,bが、厚み方向の一方の面から他方の
面に向かうにつれて、一方が曲線的に増大するとともに
他方が曲線的に減少するような傾斜機能材料を得ること
ができる。In the above embodiment, each slurry A,
Although the magnitude of the fluctuation of the supply speed of B is always constant, the magnitude of the fluctuation may be changed on the way. For example, although not shown, the supply slurries of the raw material slurries A and B may be changed so that one is increased in a curve and the other is decreased in a curve. In this way, the components a and b contained in the slurries A and B are increased so that one increases in a curve and the other decreases in a curve from one surface in the thickness direction toward the other surface. It is possible to obtain a functionally gradient material.
【0031】・ 接続管を介して混合・吐出部13に接
続される貯留タンクの数を前記実施形態の二つから三つ
以上に変更してもよい。三つの貯留タンクを備えた製造
装置の場合、各貯留タンクに貯留される三種の原料スラ
リA〜Cの供給速度については、例えば図6に示すよう
に変動させることができる。すなわち、スラリAを直線
的に増大させるとともにスラリBを直線的に減少させ、
その後スラリBの供給を停止してそれに代わってスラリ
Cの供給を開始し、そのスラリCの供給速度を直線的に
増大させるとともにスラリAを減少させる。このように
すれば、同じく図6に示すように、各原料スラリA〜C
に含まれる成分a〜cが、厚み方向の一方の面から他方
の面に向かうにつれて、最初成分aが直線的に増大する
とともに成分bが直線的に減少し、その後成分bに代わ
って成分cが直線的に増大するとともに成分a直線的に
減少するような傾斜機能材料を得ることができる。The number of storage tanks connected to the mixing / discharging section 13 via the connecting pipe may be changed from two in the above embodiment to three or more. In the case of a manufacturing apparatus equipped with three storage tanks, the supply rates of the three kinds of raw material slurries A to C stored in the storage tanks can be varied as shown in FIG. 6, for example. That is, slurry A is increased linearly and slurry B is decreased linearly,
After that, the supply of the slurry B is stopped and the supply of the slurry C is started instead of the supply of the slurry B to linearly increase the supply speed of the slurry C and decrease the slurry A. By doing so, as shown in FIG. 6, the raw material slurries A to C are also used.
The components a to c included in the first component linearly increase and the component b linearly decrease from one surface in the thickness direction to the other surface, and then the component c instead of the component b. It is possible to obtain a functionally gradient material in which the component a increases linearly and the component a decreases linearly.
【0032】・ 前記実施形態及び上記各別例では、傾
斜機能材料として連続的、段階的又は断続的に組成を変
化させたものを例示したが、連続的、段階的又は断続的
に組織を変化させたものであってもよい。In the embodiment and each of the above-described examples, the functionally gradient material whose composition is continuously, stepwisely or intermittently changed is exemplified, but the structure is continuously, stepwisely or intermittently changed. It may be made to be.
【0033】連続的、段階的又は断続的に組織が変化す
る傾斜機能材料を得る方法の一つとしては、原料スラリ
A,Bのうち少なくともいずれか一方に気孔付与材を添
加し、前記実施形態と同様に操作して気孔付与材の分布
が厚み方向で異なる成形体を得た後、その成形体を焼成
して気孔付与材を焼失させる方法がある。こうすれば、
連続的、段階的又は断続的に密度が変化する傾斜機能材
料を得ることができる。このときの気孔付与材の具体例
としては、焼成によって消失するアクリル樹脂などの合
成樹脂、デンプン、セルロース等の有機化合物、炭素、
無機バルーンなどが挙げられる。As one of the methods for obtaining a functionally graded material whose structure changes continuously, stepwise or intermittently, a porosity imparting material is added to at least one of the raw material slurries A and B, and In the same manner as above, there is a method of obtaining a molded body having a distribution of the pore-forming material different in the thickness direction, and then burning the molded body to burn off the pore-forming material. This way
It is possible to obtain a functionally graded material whose density changes continuously, stepwise, or intermittently. Specific examples of the pore-imparting material at this time include synthetic resins such as acrylic resin that disappear by firing, starch, organic compounds such as cellulose, carbon,
Examples include inorganic balloons.
【0034】また、連続的、断続的又は段階的に密度が
変化する傾斜機能材料を得る別の方法としては、原料ス
ラリA,Bのうち少なくともいずれか一方に焼結助剤を
添加し、前記実施形態と同様に操作して焼結助剤の分布
が厚み方向で異なる成形体を得た後、その成形体を焼成
する方法がある。焼結助剤の濃度によって焼成後の緻密
さの程度が相違してくるので、焼結助剤の分布を厚み方
向で異ならしめることで、厚み方向で密度の異なる傾斜
機能材料を得ることができる。このときの焼結助剤の具
体例としては、酸化アルミニウム、酸化イットリウムな
どが挙げられる。As another method for obtaining a functionally graded material whose density changes continuously, intermittently or stepwise, a sintering aid is added to at least one of the raw material slurries A and B, and There is a method of operating the same as in the embodiment to obtain a molded body in which the distribution of the sintering aid is different in the thickness direction, and then firing the molded body. Since the degree of denseness after firing varies depending on the concentration of the sintering aid, it is possible to obtain a functionally graded material having different densities in the thickness direction by making the distribution of the sintering aid different in the thickness direction. . Specific examples of the sintering aid at this time include aluminum oxide and yttrium oxide.
【0035】・ 原料スラリA,Bとして導電性材料及
び絶縁性材料をスラリ化したものを用い、導電性材料及
び絶縁性材料の分布を厚み方向で異ならしめることで連
続的、段階的又は断続的に電気抵抗が変化するような傾
斜機能材料を作製するようにしてもよい。このときの導
電性材料の具体例としては、チタン・ジルコニウム・ハ
フニウム・バナジウム・タンタル及びニオブの炭化物・
窒化物及びホウ化物、窒化クロム・炭化クロム・炭化タ
ングステン、タングステン・コバルト・モリブデン・ニ
ッケル・マンガン・鉄・チタン・クロム・銅・亜鉛・ス
ズ・アルミニウム等の金属単体及びその一部酸化物、炭
素、黒鉛等が挙げられる。また絶縁性材料の具体例とし
ては、窒化ケイ素・窒化アルミニウム・窒化ホウ素・炭
化ケイ素等の非酸化物系セラミックス、酸化アルミニウ
ム・酸化ジルコニウム・ムライト・ジルコン等の酸化物
系セラミックス、ガラス、熱可塑性樹脂、ゴム等が挙げ
られる。As raw material slurries A and B, a slurry of a conductive material and an insulating material is used, and the distribution of the conductive material and the insulating material is made different in the thickness direction so as to be continuous, stepwise or intermittent. Alternatively, a functionally gradient material whose electric resistance changes may be manufactured. Specific examples of the conductive material at this time include titanium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, and niobium carbide.
Nitride and boride, chromium nitride / chromium carbide / tungsten carbide, tungsten / cobalt / molybdenum / nickel / manganese / iron / titanium / chromium / copper / zinc / tin / aluminum, etc., and their partial oxides and carbon , Graphite and the like. Specific examples of the insulating material include non-oxide ceramics such as silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, and silicon carbide, oxide ceramics such as aluminum oxide, zirconium oxide, mullite, and zircon, glass, and thermoplastic resin. , Rubber and the like.
【0036】・ 前記実施形態では、貯留タンク11
a,11bに投入される流動性を有する材料としてスラ
リ状の材料(原料スラリA,B)を用いたが、それに限
定されない。例えば粉体、液状の樹脂材料又は溶液を、
流動性を有する材料として用いてもよいが、その場合に
は材料の積層充填後に硬化又は固化させる操作が必要で
ある。In the above embodiment, the storage tank 11
Although a slurry-like material (raw material slurry A, B) was used as the material having fluidity to be introduced into a and 11b, the material is not limited thereto. For example, powder, liquid resin material or solution,
It may be used as a material having fluidity, but in that case, an operation of hardening or solidifying after stacking and filling the materials is necessary.
【0037】[0037]
【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形
態をさらに具体的に説明する。
(実施例1)前記実施形態の製造装置を使用して、貯留
タンク11a,11bに下記の表1に示すような組成に
調製された原料スラリA,Bをそれぞれ投入し、両スラ
リA,Bの混合・吐出部13への供給を12分間行っ
て、成形型12内に成形体を得た。このとき、原料スラ
リAについては、初期供給速度を12cc/分として1
cc/分の傾斜で徐々に供給速度を減少させるように
し、原料スラリBについては、初期供給速度を0cc/
分として1cc/分の傾斜で徐々に供給速度を増大させ
るようにした。尚、混合スペース18に供給される2種
類の原料スラリA,Bの合計の供給速度は常に12cc
/分である。EXAMPLES Next, the above-mentioned embodiment will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. (Example 1) Using the manufacturing apparatus of the above-described embodiment, raw material slurries A and B prepared to have compositions as shown in Table 1 below were charged into storage tanks 11a and 11b, respectively. The mixture was supplied to the mixing / discharging section 13 for 12 minutes to obtain a molded body in the molding die 12. At this time, with respect to the raw material slurry A, the initial supply rate was set to 12 cc / min and 1
For the raw material slurry B, the initial feed rate was set to 0 cc / min.
The supply rate was gradually increased at a rate of 1 cc / minute. The total supply speed of the two raw material slurries A and B supplied to the mixing space 18 is always 12 cc.
/ Min.
【0038】[0038]
【表1】
ここで本実施例では、接続管16a,16bには内径4
mmのフッ素樹脂製のチューブ、吐出口20の径は1.
2mm、スプレー圧は0.1MPa、混合スペース18
の容積は0.8cc(直径5mmのジルコニアボールの
体積を除く)とした。[Table 1] Here, in this embodiment, the connecting pipes 16a and 16b have an inner diameter of 4 mm.
mm of fluororesin tube, the diameter of the discharge port 20 is 1.
2 mm, spray pressure 0.1 MPa, mixing space 18
Was 0.8 cc (excluding the volume of zirconia balls having a diameter of 5 mm).
【0039】得られた成形体は雰囲気焼成法により焼成
して焼成体とした。具体的には、0.7MPaの窒素雰
囲気下、1750℃で3時間にわたって成形体を焼成し
て焼成体とした。The obtained molded body was fired by an atmosphere firing method to obtain a fired body. Specifically, the molded body was fired at 1750 ° C. for 3 hours under a 0.7 MPa nitrogen atmosphere to obtain a fired body.
【0040】得られた焼成体にはやや湾曲が見られたも
のの、ひび割れは認められなかった。この焼成体につい
て、積層方向に5等分し、各サンプル中に含まれるケイ
素及びチタンをX線マイクロアナライザ(株式会社堀場
製作所製)を使用して分析した。図7は、その分析結果
を示すグラフである。同図に示すように、チタンのピー
クの高さは(a)から(e)に向かうほど小さくなる。
従って、積層方向(厚さ方向)に沿って徐々にチタンの
含有量(濃度)は減少しており、積層方向に組成が変化
していることが示された。The fired body obtained had some curvature, but no cracking was observed. This fired body was divided into 5 equal parts in the stacking direction, and silicon and titanium contained in each sample were analyzed using an X-ray microanalyzer (manufactured by Horiba, Ltd.). FIG. 7 is a graph showing the analysis result. As shown in the figure, the height of the peak of titanium becomes smaller from (a) to (e).
Therefore, it was shown that the titanium content (concentration) gradually decreased along the stacking direction (thickness direction), and the composition changed in the stacking direction.
【0041】(実施例2)実施例1において、雰囲気焼
成法でなくホットプレス焼成法により成形体の焼成を行
うように変更した。具体的には、9.8MPaのプレス
圧を加えながら(プレス開始温度1100℃)0.7M
Paの窒素雰囲気下、1600℃で2時間にわたって成
形体を焼成するように変更した。それ以外は実施例1と
同様に操作して、焼成体を得た。(Example 2) In Example 1, a change was made so that the compact was fired by the hot press firing method instead of the atmosphere firing method. Specifically, while applying a press pressure of 9.8 MPa (press start temperature 1100 ° C.), 0.7 M
It was changed so that the molded body was fired at 1600 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere of Pa. Other than that was operated similarly to Example 1, and the baked body was obtained.
【0042】得られた焼成体には、湾曲、ひび割れとも
認められなかった。この焼成体について、日本電子株式
会社製の電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)
にて分析した。そうしたところ、積層方向に沿って切断
した断面(積層方向切断面)において、ケイ素は一方か
ら他方に向かうにつれて徐々に濃度が増大し、チタンは
その逆に他方から一方に向かうにつれて徐々に濃度が増
大するような濃度分布を示すことがわかった。(図8
(a)及び(b)参照)
また、得られた焼成体の電気抵抗についてテスターを使
って測定したところ、積層方向切断面において一方の端
面側から他方の端面側に向かうにつれて電気抵抗が0〜
1000Ωの範囲で連続的に変化することが示された。No bending or cracking was observed in the obtained fired body. About this fired body, an electronic probe microanalyzer (EPMA) manufactured by JEOL Ltd.
Was analyzed. As a result, in the cross section cut along the stacking direction (cross section in the stacking direction), the concentration of silicon gradually increases from one side to the other, and conversely, the concentration of titanium gradually increases from the other side to one. It was found that such a concentration distribution was exhibited. (Fig. 8
(See (a) and (b)) Further, when the electric resistance of the obtained fired body was measured using a tester, the electric resistance was 0 to 0 from one end face side to the other end face side in the cutting plane in the stacking direction.
It was shown to change continuously in the range of 1000Ω.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、次のような効果を奏する。請求項1及び請求項
2、請求項4から請求項8に記載の発明によれば、種々
の傾斜パターンで組成又は組織が変化する傾斜機能材料
を得ることができる。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. Claim 1 and Claim
2. According to the inventions of claims 4 to 8 , it is possible to obtain a functionally graded material whose composition or structure changes in various gradient patterns.
【0044】また、狭小な混合スペースであっても確実
に原料スラリを混合させることができる。 Further, the raw material slurry can be surely mixed even in a narrow mixing space .
【0045】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は請求項2に記載の発明の効果に加え、原料スラリ中
の分散粒子の沈降・分離を防止することができる。請求
項9に記載の発明によれば、請求項4〜請求項7のいず
れか一項に記載の発明の効果に加え、連続的、段階的又
は断続的に密度が変化する傾斜機能材料を得ることがで
きる。請求項10に記載の発明によれば、請求項4〜請
求項7のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、連続
的、段階的又は断続的に電気抵抗が変化するような傾斜
機能材料を得ることができる。 [0045] According to the invention described in claim 3, claim 1
Alternatively , in addition to the effect of the invention described in claim 2, sedimentation / separation of dispersed particles in the raw material slurry can be prevented. Claim
According to the invention of claim 9, any one of claims 4 to 7
In addition to the effect of the invention described in any one of the above, continuous, stepwise or
It is possible to obtain a functionally graded material whose density changes intermittently.
Wear. According to the invention described in claim 10, claims 4 to
In addition to the effect of the invention described in any one of claim 7, continuous
Slope that changes electrical resistance in a static, stepwise or intermittent manner
A functional material can be obtained.
【図1】 (a)は本実施形態の傾斜機能材料の製造装
置を示す概念図、(b)は同製造装置の混合・吐出部を
拡大して示す半断面図。FIG. 1A is a conceptual view showing a manufacturing apparatus of a functionally graded material of the present embodiment, and FIG. 1B is a half sectional view showing an enlarged mixing / discharging section of the manufacturing apparatus.
【図2】 (a)は原料スラリの供給速度と時間との関
係を示すグラフ、(b)は傾斜機能材料における各原料
スラリに含まれる成分の濃度と、厚み方向における位置
との関係を示すグラフ。FIG. 2 (a) is a graph showing the relationship between the feed rate of the raw material slurry and time, and FIG. 2 (b) shows the relationship between the concentration of the components contained in each raw material slurry in the functionally gradient material and the position in the thickness direction. Graph.
【図3】 (a)及び(b)は原料スラリの供給速度と
時間との関係を示すグラフ。3A and 3B are graphs showing the relationship between the feed rate of the raw material slurry and time.
【図4】 (a)及び(b)は原料スラリの供給速度と
時間との関係を示すグラフ。4A and 4B are graphs showing the relationship between the feed rate of the raw material slurry and time.
【図5】 (a)及び(b)は原料スラリの供給速度と
時間との関係を示すグラフ。5A and 5B are graphs showing the relationship between the feed rate of the raw material slurry and time.
【図6】 (a)及び(b)は原料スラリの供給速度と
時間との関係を示すグラフ。6A and 6B are graphs showing the relationship between the feed rate of the raw material slurry and time.
【図7】 (a)〜(e)は、X線マイクロアナライザ
を使用して実施例1の傾斜機能材料を分析した結果を示
すグラフ。7A to 7E are graphs showing the results of analyzing the functionally gradient material of Example 1 using an X-ray microanalyzer.
【図8】 (a)は実施例2の傾斜機能材料の積層方向
切断面におけるケイ素の濃度分布を示すマッピング像、
(b)は同じくチタンの濃度分布を示すマッピング像。FIG. 8A is a mapping image showing a concentration distribution of silicon in a cut surface in the stacking direction of the functionally gradient material of Example 2;
(B) is a mapping image showing the concentration distribution of titanium.
A,B…流動性を有する材料としての原料スラリ、12
…成形型、18…混合スペース。A, B ... Raw material slurry as a material having fluidity, 12
... Mold, 18 ... Mixing space.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 貴徳 岐阜県美濃市前野777 岐阜県製品技術 研究所 美濃分室 内 (56)参考文献 特開 平6−297429(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B28B 1/14 - 1/16 B28B 1/32 B28B 13/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takanori Nomura 777 Maeno, Mino City, Gifu Prefecture Gifu Prefecture Product Technology Research Laboratory, Mino Branch Office (56) Reference JP-A-6-297429 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B28B 1/14-1/16 B28B 1/32 B28B 13/02
Claims (10)
織が変化する傾斜機能材料を製造する傾斜機能材料の製
造方法であって、 二種以上の流動性を有する原料スラリを、各原料スラリ
の供給速度の和を常に一定に保ちながら、各原料スラリ
の比率を連続的、段階的又は断続的に変動させながら混
合スペースに供給する工程と、 前記混合スペースにて前記原料スラリを混合して混合ス
ラリを得る工程と、 前記混合スラリをスプレー吐出して成形型内に積層充填
する工程とを備えるとともに、前記混合スペースの容積は、混合スペースによる混合処
理速度が、各原料スラリの供給速度の和と略同一となる
ような容積であり、変動しながら 混合スペースに供給さ
れるときの各原料スラリの比率が、混合スラリにおいて
も維持されるようにしたことを特徴とする傾斜機能材料
の製造方法。1. A method of producing a functionally gradient material, the composition or composition of which is continuously, stepwisely or intermittently changed, wherein the raw material slurry having two or more kinds of fluidity is used for each raw material. Supplying the raw material slurry to the mixing space while continuously, stepwise or intermittently varying the ratio of each raw material slurry while always keeping the sum of the supply rates of the slurry constant, and mixing the raw material slurry in the mixing space. And a step of spray-discharging the mixed slurry and stacking and filling the mixture in a molding die, and the volume of the mixing space is determined by the mixing process by the mixing space.
The processing speed is almost the same as the sum of the supply speed of each raw material slurry
A method for producing a functionally gradient material, characterized in that the volume ratio is such that the ratio of each raw material slurry when it is supplied to the mixing space while fluctuating is maintained also in the mixing slurry.
収容され、混合スペースを振動させることによる振盪混
合に加えて混合用ボールによる攪拌混合も同時に行われ
ることにより混合スラリが得られ、 前記混合スペースにて前記原料スラリを混合して混合ス
ラリとすると同時に該混合スラリをスプレー吐出するこ
とを特徴とする請求項1に記載の傾斜機能材料の製造方
法。The 2. A front Symbol mixing space and mixed for ball housing, stirring and mixing well mixed slurry obtained by carried out simultaneously by mixing ball in addition to the shaking mixing by vibrating the mixing space, wherein The method for producing a functionally gradient material according to claim 1, wherein the raw material slurry is mixed in a mixing space to form a mixed slurry, and the mixed slurry is simultaneously spray-discharged.
離を防止する安定剤が添加されていることを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載の傾斜機能材料の製造方
法。3. The raw material slurry contains sedimentation particles of dispersed particles.
The method for producing a functionally gradient material according to claim 1 or 2 , wherein a stabilizer that prevents separation is added .
を混合することにより得られ、前記各原料スラリの供給
速度について、一の原料スラリを時間の経過とともに直
線的に増大させると同時に、二の原料スラリを直線的に
減少させるようにしたことを特徴とする請求項1から請
求項3のいずれか一項に記載の傾斜機能材料の製造方
法。 4. The mixed slurry is two kinds of raw material slurry.
Of each raw material slurry obtained by mixing
Regarding the speed, one raw material slurry was measured directly over time.
Linearly increase the second raw material slurry at the same time
The method for producing a functionally gradient material according to claim 1, wherein the functionally graded material is reduced .
を混合することにより得られ、前記各原料スラリの供給
速度について、最初に一の原料スラリを直線的に増大さ
せるとともに二の原料スラリを直線的に減少させ、その
後各原料スラリの供給速度の変動の方向を途中で逆転さ
せて、一の原料スラリを直線的に減少させるとともに二
の原料スラリを直線的に増大させるように変動させる工
程を一又は二度繰り返すことを特徴とする請求項1から
請求項3のいずれか一項に記載の傾斜機能材料の製造方
法。 5. The mixed slurry is two kinds of raw material slurry.
Of each raw material slurry obtained by mixing
In terms of speed, first increase the raw material slurry linearly.
And decrease the second raw material slurry linearly,
After that, the direction of fluctuations in the feed rate of each raw material slurry was reversed halfway.
Therefore, the raw material slurry of 1 is reduced linearly and
Of changing the raw material slurry to increase linearly
The process is repeated once or twice.
A method for manufacturing the functionally graded material according to claim 3.
Law.
を混合することにより得られ、前記各原料スラリの供給
速度について、最初に各原料スラリとも一定で、その後
一の原料スラリを直線的に増大させるとともに、二の原
料スラリを直線的に減少させ、最後に再び各原料スラリ
の供給速度を一定となるように変動させることを特徴と
する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の傾斜
機能材料の製造方法。 6. The mixed slurry is two kinds of raw material slurry.
Of each raw material slurry obtained by mixing
Regarding the speed, first, each raw material slurry was constant, and then
While linearly increasing the raw material slurry of No. 1
The material slurry is reduced linearly, and finally each material slurry
It is characterized by changing the supply rate of
The inclination according to any one of claims 1 to 3.
Manufacturing method of functional materials.
を混合することにより得られ、前記各原料スラリの供給
速度について、最初に一の原料スラリを直線的に増大さ
せるとともに、二の原料スラリを直線的に減少させ、そ
の後各原料スラリの供給速度を一定とした後、最後に再
び一の原料スラリを直線的に増大させるとともに二の原
料スラリを直線的に減少させるように変動させたことを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載
の傾斜機能材料の製造方法。 7. The mixed slurry is two kinds of raw material slurry.
Of each raw material slurry obtained by mixing
In terms of speed, first increase the raw material slurry linearly.
And linearly reduce the second raw material slurry,
After making the feed rate of each raw material slurry constant,
And linearly increasing the raw material slurry of
That the slurry was changed to decrease linearly
Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned.
Manufacturing method of functionally gradient material of.
を混合することにより得られ、前記各原料スラリの供給
速度について、一の原料スラリを直線的に増大させると
ともに、二の原料スラリを直線的に減少させ、その後二
の原料スラリの供給を停止してそれに代わって三の原料
スラリの供給を開始し、かかる三の原料スラリの供給速
度を直線的に増大させるとともに、一の原料スラリを減
少させるように変動させたことを特徴とする請求項1か
ら請求項3のいずれか一項に記載の傾斜機能材料の製造
方法。 8. The mixed slurry is three kinds of raw material slurry.
Of each raw material slurry obtained by mixing
Regarding the speed, if one raw material slurry is increased linearly,
In both cases, the second raw material slurry was decreased linearly, and
Supply of raw material slurry was stopped and replaced with three raw materials
Supply of slurry was started, and the supply speed of these three raw material slurries
Linearly increase the degree and reduce one raw material slurry
The method according to claim 1, characterized in that it is changed so as to be reduced.
To the production of the functionally graded material according to claim 3.
Method.
を混合することにより得られ、かかる二種類の原料スラ
リのうち少なくとも一方に気孔付与材及び焼結助剤のう
ち少なくとも一つを添加したことを特徴とする請求項4
から請求項7のいずれか一項に記載の傾 斜機能材料の製
造方法。 9. The mixed slurry is two kinds of raw material slurry.
Is obtained by mixing
Of at least one of the
5. At least one of them is added.
Made in tilting the swash functional material according to any one of claims 7
Build method.
縁性材料の二種類の原料スラリを混合することにより得
られることを特徴とする請求項4から請求項7のいずれ
か一項に記載の傾斜機能材料の製造方法。 10. The mixed slurry comprises a conductive material and an insulating material.
Obtained by mixing two types of raw material slurries
Any of claims 4 to 7 characterized in that
A method for producing a functionally graded material as described in 1 above.
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