JP3987201B2

JP3987201B2 - 接合体の製造方法

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Publication number: JP3987201B2
Application number: JP12229098A
Authority: JP
Inventors: 玄章大橋; 知之藤井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: KR100322785B1; KR19990087983A; US6328198B1; EP0953553A1; JPH11314974A; TW387870B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金のマトリックスとセラミックス強化材とのアルミニウム基複合材料からなる、少なくとも一対の基材の接合体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属をセラミックス繊維で補強することによって、金属基複合材料を作製するという考え方は、周知である。しかし、一般にはセラミックスは溶融金属に濡れないため、セラミックスと金属との複合化は困難であった。このため、溶融金属を多孔質のセラミックス成形体（プリフォーム）中に加圧によって押し込んだり、あるいは溶融金属とセラミックス粒子とを攪拌し、強制的に混ぜ入れることが行われていた。こうした金属基複合材料においては、セラミックスと金属との界面は、必ずしも強固に結合しておらず、セラミックスの均一な分散も困難であった。
【０００３】
このため、ランクサイド方式によって、セラミックス基複合材料や金属基複合材料を製造することが知られている（例えば、「セラミックス」３２（１９９７）Ｎｏ．２第９３頁−９７頁、「ランクサイド方式によるＣＭＣおよびＭＭＣのネットシェイプ製造技術」）。例えば、炭化珪素／アルミニウム系、アルミナ／アルミニウム系の各複合材料において、ランクサイド法を適用し、溶融アルミニウムとセラミックスとの間の濡れ性を良好にすることが知られている。この方法は、一般に非加圧金属浸透法と呼ばれている。
【０００４】
この方法では、強化材である炭化珪素やアルミナを用いて、最終的な目的形状に近い形状を有するプリフォームを成形し、プリフォームのうちアルミニウム合金に接触する表面以外の表面に、成長停止用のバリアー膜を設ける。このプリフォームを、通常８００℃程度の窒素中でアルミニウム合金と接触させると、アルミニウムがセラミックスを濡らしながらプリフォーム中の空洞に浸透し、複合材料を形成する。この複合材料においては、セラミックスとアルミニウムとの界面に窒化アルミニウム層の存在が確認されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アルミニウム基複合材料を種々の用途に適用し、市場を拡大するためには、今だ問題が残されている。即ち、例えば液晶パネル上に半導体や導体回路を形成するためには、液晶パネルを載置するサセプターの寸法を、できるだけ巨大化させることが望まれており、例えばサセプターの直径を１ｍ以上とすることが望まれている。また、サセプターに対して、別途シャフトや裏板などの他の構造部材を取り付ける必要があるが、かりにサセプターとシャフトや裏板とを一体化するためには、プリフォームの段階から、そのように成形する必要がある。
【０００６】
このように、アルミニウム基複合材料を広範囲の用途に展開するためには、大型化を可能とし、かつ異形品を製造する必要があるが、大型かつ異形のプリフォームを成形することは困難であるし、こうした大型かつ異形のプリフォームに対してアルミニウム合金を適切に浸透させることも困難である。
【０００７】
このため、本発明者は、寸法の相対的に小さい各基材を作製し、各基材を互いに接合することを検討した。しかし、アルミニウム基複合材料を、高強度でかつ気体のリークを防止できるように気密に接合する技術は、これまで検討されてこなかった。
【０００８】
本発明の課題は、アルミニウムまたはアルミニウム合金のマトリックスとセラミックス強化材とのアルミニウム基複合材料からなる少なくとも一対の基材の接合体を製造するための、新規な方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金のマトリックスとセラミックス強化材とのアルミニウム基複合材料からなる少なくとも一対の基材の接合体を製造するのに際して、各基材の各接合面の間に、アルミニウム含有量が７０ｍｏｌ％以上であるアルミニウム合金からなる浸透材を介在させ、各基材および浸透材を高真空中でマトリックスと浸透材とが溶融する温度で熱処理することによって、マトリックスと浸透材とを共溶融させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、各基材の各接合面を接触させ、アルミニウム含有量が７０ｍｏｌ％以上であるアルミニウム合金からなる浸透材を各基材の少なくとも一方に接触させ、各基材と浸透材とを高真空中でマトリックスおよび浸透材が溶融する温度で熱処理することによって、浸透材を構成するアルミニウム合金を基材中へと浸透させ、溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金を各基材の各接合面を横断するように拡散させることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、各基材の接合界面における異物が少ない、あるいは異物が検出されないような、アルミニウム基複合材料からなる接合体が得られる。この接合部分は、耐熱性が高く、かつ脆さがなく、接合強度が高い。
【００１２】
例えば図１（ａ）に模式的に示すように、一方の基材１Ａと他方の基材１Ｂを準備し、各基材の各接合面１ａを対向させ、各接合面の間に、シート状、フィルム状の浸透材２を介在させる。浸透材２は、アルミニウム含有量が７０ｍｏｌ％以上であるアルミニウム合金からなる。各基材１Ａ、１Ｂおよび浸透材２を、高真空中で、マトリックスと浸透材とが溶融する温度で熱処理することによって、マトリックスと浸透材とを共溶融させる。浸透材は矢印Ｂのように拡散し、マトリックスと融合する。
【００１３】
特に好ましくは、各基材１Ａ、１Ｂおよび浸透材２を熱処理する際に、各基材の各接合面１ａに垂直な方向（矢印Ａ方向）に対して、２０ｇｆ／ｃｍ²以上の圧力を加える。この圧力の上限は、各基材が破壊しないような圧力であるが、実用的には１００ｋｇｆ／ｃｍ²以下である。浸透材２の厚さは、５−５００μｍが特に好ましい。
【００１４】
また、本発明において特に好ましくは、各基材１Ａ、１Ｂのうち少なくとも一方の基材の接合面１ａ側において、マトリックスが部分的に浸透しており、空洞が残留している部分浸透領域が形成されており、熱処理の間に浸透材を部分浸透領域中の空洞に浸透させる。
【００１５】
例えば図１（ｂ）に模式的に示すように、各基材１１Ａ、１１Ｂが、それぞれその接合面１１ａ側に部分浸透領域１１ｂを備えている。各基材の各部分浸透領域１１ｂの外側には、それぞれ、アルミニウムが浸透している領域１１ｃか形成されている。ここで、領域１１ｃは、通常のアルミニウム基複合材料であり、複合材料中の空洞がマトリックスによって充填されており、空洞がほとんど存在しないものである。領域１１ｃにおける相対密度は、好ましくは９０％以上である。
【００１６】
これに対して、部分浸透領域１１ｂにおいては、複合材料の空洞中にマトリックスが生成しているが、このマトリックスは空洞の全体を充填するに至っていないものである。領域１１ｃにおける相対密度は、好ましくは５０−８０％である。
【００１７】
熱処理の間に、浸透材２が矢印Ｂのように各部分浸透領域１１ｂ中に拡散し、浸透する。この際、部分浸透領域を設けることによって、各基材中に浸透材が一層浸透しやすくなり、基材の接合強度が一層向上する。各部分浸透領域中に浸透した浸透材は、マトリックスとして作用する。各基材を接合した後には、浸透材は各基材の接合界面に残留することもあるが、浸透材が接合界面から消失するまで浸透を継続させることができる。
【００１８】
また、図２（ａ）に模式的に示す実施形態では、各基材１Ａ、１Ｂの各接合面１ａを接触させ、アルミニウム含有量が７０ｍｏｌ％以上であるアルミニウム合金からなる浸透材１２を、例えば一方の基材１Ａに接触させる。そして、各基材１Ａ、１Ｂと浸透材１２とを、高真空中で、マトリックスおよび浸透材１２が溶融する温度で熱処理することによって、浸透材１２を構成するアルミニウム合金を、矢印Ｃのように基材１Ａ中へと浸透させる。これに伴い、溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金が、矢印Ｄのように、各基材１Ａ、１Ｂの各接合面１ａを横断するように拡散する。この結果、一体の接合体が得られ、接合体の接合界面には第三相が見られないようにできる。
【００１９】
特に好ましくは、図２（ｂ）に示すように、各基材の少なくとも一方の基材、好ましくは両方の基材１１Ａ、１１Ｂが、マトリックスが部分的に浸透しており、空洞が残留している部分浸透領域を備えている。熱処理の間に、アルミニウムまたはアルミニウム合金を部分浸透領域１１ｂ中の空洞に浸透させ、更に少なくとも一方の基材側から矢印Ｄのように各基材の各接合面１１ａを横断するように拡散させる。
【００２０】
また、他の実施形態においては、各基材の少なくとも一方の基材が、マトリックスが部分的に浸透しており、空洞が残留している部分浸透アルミニウム基複合材料からなる。
【００２１】
本発明において特に好ましくは、浸透材の溶融温度が、アルミニウム基複合材料中のマトリックスの溶融温度よりも低い。この溶融温度の差は、マトリックスの溶融よりも浸透材の溶融が先行するようであれば良いが、両者の差が１５℃以上であることが特に好ましい。これによって、接合体の全体としての保形性が向上する。
【００２２】
熱処理時の雰囲気は、接合界面，各基材の表面の酸化、窒化を防止するのに有効な程度、高真空である必要がある。好ましくは、熱処理時の圧力が１×１０^-3Ｔｏｒｒ以下であり、更に好ましくは、１×１０^-4Ｔｏｒｒ以下である。他方、熱処理時の金属成分の蒸発を防止するという観点からは、１×１０^-7Ｔｏｒｒ以上であることが好ましい。
【００２３】
本発明の接合体は、半導体製造装置及び液晶ディスプレイ製造装置内の部材、例えば、反応チャンバー内や、発熱体を埋設した大型ヒーターなどの耐高温部材として好適に用いることができる。
【００２４】
こうした部材としては、発熱体、静電チャック用電極、高周波発生用電極が埋設されているサセプターと、このサセプターに対して接合されているシャフトや裏板とを備えている装置を例示できる。また、シャドーリング、チューブ、ドーム、シャワー板等の装置を例示できる。
【００２５】
次にプリフォームについて述べる。プリフォームを構成するセラミックスは、アルミニウムまたはアルミニウム合金が浸透可能であれば限定されないが、アルミニウム系セラミックスが好ましく、アルミナ、窒化アルミニウムが特に好ましい。
【００２６】
プリフォームを製造するには、例えば、所定のセラミックス粒子を、イソプロパノールなどの溶媒に分散させた後、液状アクリル共重合物バインダなどの有機バインダーと混合させ、大型ポットミルで２−４０時間攪拌混合して、スラリーを形成する。その後、スラリーを防爆型スプレードライ機を用いて、粒径３０−１００μｍに造粒する。次いで、造粒粉末を所定の金型に入れ、油圧プレス機などにより２００−７０００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で加圧成形することにより、プリフォームを製造する。
【００２７】
なお、有機バインダーによってスラリーを製造する代わりに、セラミックス粒子にエタノールなどを噴霧により混合させた粉末を得、これを上記と同様に加圧成形することによって、プリフォームを製造することもできる。
【００２８】
プリフォームにアルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透させる際には、例えば、自発浸透法、加圧浸透法、真空浸透法を採用できる。特に好ましくは、アルミニウム合金中に、マグネシウム、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群より選ばれた一種以上の活性金属を添加し、非加圧金属浸透法によってアルミニウム合金のマトリックスをプリフォームの空洞中に浸透させ、マトリックスと、プリフォームを構成するセラミックスとの界面に、窒化アルミニウムを生成させることによって、セラミックスとマトリックスとの濡れ性を良好にする。
【００２９】
基材に部分浸透領域を作製するためには、アルミニウム合金の浸透を途中で止めることが好ましいが、例えばアルミニウムをプリフォームの全体に浸透させてアルミニウム基複合材料を得た後に、複合材料を酸で処理して、マトリックスを選択的に溶解させることもできる。基材の全体を、部分浸透アルミニウム基複合材料から形成する場合も、同様である。
【００３０】
本発明において、浸透材は、アルミニウム含有量が７０ｍｏｌ％以上であるアルミニウム合金からなる。ここで、アルミニウムの含有量が７０ｍｏｌ％未満であると、残余の金属元素と、マトリックス中のアルミニウムもしくはアルミニウム合金が、合金化し、あるいは金属間化合物を生成し、脆化の原因となる。
【００３１】
好ましくは、合金中には、マグネシウム、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群より選ばれた一種以上の活性金属（特に好ましくはマグネシウム）を、１ｍｏｌ％以上、１０ｍｏｌ％以下含有している。
【００３２】
活性金属の割合を１ｍｏｌ％以上とすることによって、基材中の金属成分や強化材との親和性が向上し、浸透しやすくなる。活性金属の割合を１０ｍｏｌ％以下とすることによって、脆化の原因となる金属間化合物等の局所的な生成を抑制することができる。
【００３３】
なお、合金中のアルミニウムの含有量は、浸透材または浸透材の全含有量を１００ｍｏｌ％とした場合に、活性金属成分の含有量および後述する第３成分の含有量の合計を、１００ｍｏｌ％から差し引いた残部である。
【００３４】
浸透材または浸透材中には、第３成分を含有させることができる。第３成分として珪素またはホウ素を用いることが、アルミニウムに影響を与えない点から好ましい。こうした第３成分の作用は、融点の降下である。同じ温度でも、第３成分を添加することによって、浸透材の流動性が良くなる。第３成分の含有割合は、１．５−１０ｍｏｌ％とすると、更に好ましい。
【００３５】
更に、浸透材または浸透材を構成する合金は、マグネシウムを１−６ｍｏｌ％含有し、珪素を１．５−１０ｍｏｌ％含有していることが好ましい。
【００３６】
また、接合にあたり、基材の接合面と浸透材との間に、あるいは各基材の各接合面との間に、マグネシウム、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群より選ばれた一種以上の金属からなる膜を、スパッタ、蒸着、摩擦圧接、メッキ等の方法により設けることができる。また、接合にあたり、基材の接合面と浸透材との間に、あるいは各基材の各接合面の間に、マグネシウム、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群より選ばれた一種以上の金属からなる箔を介在させることができる。
【００３７】
また、熱処理の前に、各基材の各接合面を酸溶液またはアルカリ溶液で洗浄することによって、各接合面上の酸化膜と窒化膜との少なくとも一方を除去することが好ましい。こうした酸化膜あるいは窒化膜が接合界面に残留していると、浸透材やマトリックスが、接合界面を横断して基材中へと浸透していくのを、阻害するおそれがある。
【００３８】
【実施例】
（実験１）
平均粒径１６μｍの窒化アルミニウム粒子を、イソプロパノール溶媒中に分散させ、液状アクリル共重合物バインダを添加して、大型ポットミルで４時間攪拌混合させ、スラリーを得た。このスラリーを、防爆型スプレードライ機によって造粒させて、粒径約１５０μｍの球状造粒粉を得た。この造粒粉を所定の金型に充填し、油圧プレスを用いて２００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で一軸加圧成形し、直径３８０、厚さ３０ｍｍの大型プリフォームを製造した。
【００３９】
このプリフォームを十分乾燥、脱脂させた後、アルミニウム合金（アルミニウム９２．６ｍｏｌ％、マグネシウム５．５ｍｏｌ％、シリコン１．９ｍｏｌ％）の融液に、窒素−１％水素の雰囲気中、１．５気圧の圧力下、９００℃で２４時間接触させ、非加圧金属浸透法によって、アルミニウムを含浸させ、プリフォームを融液から引き上げ、アルミニウム基複合材料を得た。
【００４０】
この複合材料から、図３に示すように、寸法２０ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍの基材１Ｃ、１Ｄを切り出し、各基材の接合面を♯８００の砥石で研削した。次いで、各接合面をアセトンおよびイソプロピルアルコールで洗浄し、７０℃の３０％アンモニア水で１０分間洗浄した。各接合面にニッケルメッキを施した。寸法２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．１ｍｍに圧延されたアルミニウム合金シート（シリコン８．７ｍｏｌ％、マグネシウム１．１ｍｏｌ％）１枚を、図３に示すように、各基材の各接合面の間に挿入した。更に、上側の基材１Ｃの上に、寸法２０ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍのカーボンブロック５と、２０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのモリブデンブロック６とを積み重ねた。この積層体を、３×１０^-5Ｔｏｒｒ以上の真空中で７００℃まで加熱し、７００℃で１０分間保持し、炉内で冷却し、接合体を得た。
【００４１】
（実験２）
実験１と同様にして接合体を作製した。ただし、熱処理の前に、各基材の接合面にニッケルメッキを設けることなく、各接合面と浸透材との間に、それぞれ、寸法２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．００５ｍｍのチタン箔を挿入した。
【００４２】
（実験３）
実験１と同様にして接合体を作製した。ただし、各基材の各接合面をアンモニアで洗浄する代りに、２０℃の１％塩酸溶液で１分間洗浄した。
【００４３】
（実験４）
実験１と同様にしてアルミニウム基複合材料を製造し、この複合材料から、寸法６０ｍｍ×６０ｍｍ×２０ｍｍの平板状基材と、外径５０ｍｍ、内径４０ｍｍ、長さ３０ｍｍの環状基材とを切り出した。平板状基材と環状基材との各接合面を、♯８００の砥石によって研削加工し、アセトンおよびイソプロピルアルコールで洗浄し、７０℃の３０％アンモニア水で１０分間洗浄した。
【００４４】
寸法２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．１ｍｍに圧延されたアルミニウム合金シート（シリコン８．７ｍｏｌ％、マグネシウム１．１ｍｏｌ％）１枚を、平板状基材と環状基材との間に挿入するとともに、平板状基材とシートとの間、環状基材とシートとの間に、それぞれ、厚さ１０μｍのチタン箔を挿入した。更に、上側の環状基材の上に、寸法７０ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍｍのカーボンブロックと、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５０ｍｍのモリブデンブロックとを積み重ねた。この積層体を、３×１０^-5Ｔｏｒｒ以上の真空中で７００℃まで加熱し、７００℃で１０分間保持し、炉内で冷却し、接合体を得た。
【００４５】
（実験５）
図４（ａ）、（ｂ）に示すようにして、接合試験を行った。平均粒径２３μｍの窒化アルミニウム粒子を、イソプロパノール溶媒中に分散させ、液状アクリル共重合物バインダを添加して、大型ポットミルで４時間攪拌混合させ、スラリーを得た。このスラリーを、防爆型スプレードライ機によって造粒させて、粒径約１５０μｍの球状造粒粉を得た。この造粒粉を所定の金型に充填し、油圧プレスを用いて２００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で一軸加圧成形し、直径３８０、厚さ３０ｍｍの大型プリフォームを製造した。
【００４６】
このプリフォームから、研削加工によって、サセプター用基材１１Ｄと、シャフト用基材１１Ｃとの各プリフォームを切り出し、脱脂した。ただし、基材１１Ｄ用のプリフォームの寸法は、縦６０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚さ１０ｍｍであり、シャフト用基材１１Ｃ用のプリフォームの環状部分７の寸法は、外径３６ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ１５ｍｍであり、円環形状のフランジ部８の寸法は、外径５０ｍｍ、内径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍであった。各プリフォームの充填率は、理論密度の５７％（空隙率４３％）であった。
【００４７】
次いで、各プリフォームについて、上面に塊状のアルミニウム合金（シリコン２．９ｍｏｌ％、マグネシウム５．５ｍｏｌ％）を載せ、大気圧下、窒素９６％、水素４％の雰囲気を流しながら、３００℃／時間で昇温し、９００℃で保持し、アルミニウム合金を各プリフォームに部分浸透させ、各基材１１Ｃ、１１Ｄを得た。１１ｃはほぼ完全に浸透しているが、１１ｂは部分浸透領域である。浸透量は、合金の重量と、９００℃における保持時間とによって制御した。次いで、各接合面１１ａを♯８００の砥石で加工して平坦化し、アセトンおよびイソプロピルアルコールで洗浄し、７０℃の３０％アンモニア水で１０分間洗浄した。
【００４８】
基材１１Ｃのフランジ部８の上に、リング状の合金塊からなる浸透材１２Ａ（シリコン７．７ｍｏｌ％、マグネシウム２．８ｍｏｌ％）を載置した。図４の積層体を電気炉に収容し、大気圧下、窒素９６％−水素４％の雰囲気を流し、昇温速度１５０℃／時間で９００℃に昇温し、９００℃で２２時間加熱し、接合部の近傍まで合金を浸透させた。接合時には、寸法７０ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍｍのカーボンブロック５と、寸法３０ｍｍ×３０ｍｍ×５０ｍｍのモリブデンブロック６とを積み重ねた。
【００４９】
（接合部分の評価）
実験１−５の各接合体について、ヘリウムリーク試験を行ったところ、リーク量は１×１０^-8Ｔｏｒｒ・リットル／秒未満であった。
【００５０】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明の製造方法によれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金のマトリックスとセラミックス強化材とのアルミニウム基複合材料からなる少なくとも一対の基材を接合する、新たな接合方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、基材１Ａ、１１Ａと、基材１Ｂ、１１Ｂとを、浸透材２を使用して接合する方法を説明するための模式的断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、基材１Ａ、１１Ａと、基材１Ｂ、１１Ｂとを、浸透材１２を使用して接合する方法を説明するための模式的断面図である。
【図３】基材１Ｃと１Ｄとを浸透材２Ａを介して接合する方法を説明するための模式的断面図である。
【図４】（ａ）は、基材１１Ｃと１１Ｄとを、浸透材１２Ａを使用して接合する方法を説明するための模式的断面図であり、（ｂ）は同じく正面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄアルミニウム基複合材料からなる基材
１ａ、１１ａ接合面２各基材の各接合面の間に介在する浸透材
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ部分浸透領域を含む基材１１ｂ部分浸透領域１１ｃアルミニウムの完全浸透領域Ａ圧力の方向Ｂ、Ｃ浸透材の浸透の方向Ｄマトリックスの浸透の方向

Claims

アルミニウムまたはアルミニウム合金のマトリックスとセラミックス強化材とのアルミニウム基複合材料からなる少なくとも一対の基材の接合体を製造するのに際して、前記各基材の各接合面の間に、アルミニウム含有量が７０ｍｏｌ％以上であるアルミニウム合金からなる浸透材を介在させ、前記各基材および前記浸透材を高真空中で前記マトリックスと前記浸透材とが溶融する温度で熱処理することによって、前記マトリックスと前記浸透材とを共溶融させることを特徴とする、接合体の製造方法。
前記各基材および前記浸透材を熱処理する際に、前記各基材の前記各接合面に垂直な方向に対して２０ｇｆ／ｃｍ²以上の圧力を加えることを特徴とする、請求項１記載の接合体の製造方法。
前記各基材のうち少なくとも一方の基材の前記接合面側において、前記マトリックスが部分的に浸透しており、空洞が残留している部分浸透領域が形成されており、前記熱処理の間に前記浸透材を前記部分浸透領域中の前記空洞に浸透させることを特徴とする、請求項１または２記載の接合体の製造方法。
アルミニウムまたはアルミニウム合金のマトリックスとセラミックス強化材とのアルミニウム基複合材料からなる少なくとも一対の基材の接合体を製造するのに際して、前記各基材の各接合面を接触させ、アルミニウム含有量が７０ｍｏｌ％以上であるアルミニウム合金からなる浸透材を、前記各基材のうち少なくとも一方の基材に接触させ、前記各基材と前記浸透材とを高真空中で前記マトリックスおよび前記浸透材が溶融する温度で熱処理することによって、前記浸透材を構成する前記アルミニウム合金を前記基材中へと浸透させ、溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金を前記各基材の前記各接合面を横断するように拡散させることを特徴とする、接合体の製造方法。
前記一方の基材の前記接合面側において、前記マトリックスが部分的に浸透しており、空洞が残留している部分浸透領域が形成されており、前記熱処理の間にアルミニウムまたはアルミニウム合金を前記部分浸透領域中の前記空洞に浸透させ、更にこの部分浸透領域から前記各基材の各接合面を横断するように拡散させることを特徴とする、請求項４記載の接合体の製造方法。
前記一方の基材が、前記マトリックスが部分的に浸透しており、空洞が残留している部分浸透アルミニウム基複合材料からなり、前記熱処理の間に前記浸透材を構成する前記アルミニウム合金を前記一方の基材の前記空洞に浸透させ、アルミニウムまたはアルミニウム合金を前記一方の基材側から前記各基材の各接合面を横断するように拡散させることを特徴とする、請求項４記載の接合体の製造方法。
前記浸透材の溶融温度が、前記マトリックスの溶融温度よりも低いことを特徴とする、請求項１−６のいずれか一つの請求項に記載の接合体の製造方法。
前記熱処理の前に、前記各基材の前記各接合面を酸溶液またはアルカリ溶液で洗浄することによって、前記各接合面上の酸化膜と窒化膜との少なくとも一方を除去することを特徴とする、請求項１−７のいずれか一つの請求項に記載の接合体の製造方法。