JP5152682B2 - Method for producing magnesium-based composite material - Google Patents
Method for producing magnesium-based composite material Download PDFInfo
- Publication number
- JP5152682B2 JP5152682B2 JP2009282048A JP2009282048A JP5152682B2 JP 5152682 B2 JP5152682 B2 JP 5152682B2 JP 2009282048 A JP2009282048 A JP 2009282048A JP 2009282048 A JP2009282048 A JP 2009282048A JP 5152682 B2 JP5152682 B2 JP 5152682B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnesium
- composite material
- sic particles
- dispersion
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 176
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims description 93
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 85
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims description 84
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 42
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 214
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 124
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 102
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 77
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 77
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 76
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 48
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 40
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 32
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000012768 molten material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 2
- 230000001268 conjugating effect Effects 0.000 claims 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 191
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 190
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 10
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
本発明は、金属マトリクス中にセラミクスからなる分散材が分散された複合材料の製造方法に関するものである。特に、純マグネシウム又はマグネシウム合金を金属マトリクスとし、SiC粒子を分散材とするマグネシウム基複合材料の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a composite material in which a dispersion material made of ceramics is dispersed in a metal matrix. In particular, the present invention relates to a method for producing a magnesium-based composite material using pure magnesium or a magnesium alloy as a metal matrix and SiC particles as a dispersing material.
従来、金属マトリクス中にセラミクス粒子が分散された複合材料が種々の分野で利用されている。このような複合材料として、例えば、熱伝導性に優れるセラミクスを含有させて複合材料自体の熱伝導性を向上させると共に、マトリクスとなる金属と異なる熱膨張係数を有するセラミクスとを組み合わせて熱膨張係数を所望の値とした複合材料が知られおり、この複合材料は、例えば、ヒートスプレッダーなどといった半導体素子の放熱部材に利用されている。 Conventionally, composite materials in which ceramic particles are dispersed in a metal matrix have been used in various fields. As such a composite material, for example, a ceramic having excellent thermal conductivity is included to improve the thermal conductivity of the composite material itself, and a thermal expansion coefficient is combined with a ceramic having a different thermal expansion coefficient from that of the metal serving as a matrix. A composite material having a desired value is known, and this composite material is used for a heat radiating member of a semiconductor element such as a heat spreader, for example.
上記放熱部材に利用される複合材料として、アルミニウム合金マトリクス中にSiCといったセラミクスを分散させたアルミニウム基複合材料がある。一方、マグネシウムは、アルミニウムより軽量であるため、純マグネシウムやマグネシウム合金をマトリクスとしたマグネシウム基複合材料にて放熱部材などを作製できれば、部品の軽量化が望まれている電気自動車などの輸送機器に有用である。マグネシウム基複合材料の製造方法として、マトリクスとなる金属粉末と、分散材となるセラミクス粉末とを混合したものを成形型に配置して焼成する粉末法と呼ばれる方法がある。しかし、粉末法は、大気中の酸素と反応し易いマグネシウム合金粉末の取り扱いが難しい、複雑な形状のものが製造しにくいといった不具合がある他、粉末法により得られた複合材料は、内部に気孔などが存在して機械的特性や熱伝導性を低下させ易いといった問題がある。ヒートスプレッダーといった放熱部材は、熱伝導性が高いことが望まれるため、粉末法により得られた複合材料では、放熱部材の形成材料に好ましくない場合がある。 As a composite material used for the heat radiating member, there is an aluminum-based composite material in which ceramic such as SiC is dispersed in an aluminum alloy matrix. On the other hand, since magnesium is lighter than aluminum, if a heat dissipation member can be made from a magnesium-based composite material using pure magnesium or a magnesium alloy as a matrix, it can be used in transportation equipment such as electric vehicles where weight reduction of parts is desired. Useful. As a method for producing a magnesium-based composite material, there is a method called a powder method in which a metal powder serving as a matrix and a ceramic powder serving as a dispersion material are mixed and placed in a mold. However, the powder method has problems that it is difficult to handle magnesium alloy powder that easily reacts with oxygen in the atmosphere, and it is difficult to manufacture a complex shape, and the composite material obtained by the powder method has pores inside. And the like, and there is a problem that the mechanical characteristics and thermal conductivity are easily lowered. Since heat dissipation members such as heat spreaders are desired to have high thermal conductivity, composite materials obtained by a powder method may not be preferable as a material for forming heat dissipation members.
上記粉末法以外の製造方法として、溶融させたマグネシウム合金にセラミクス粉末やセラミクス繊維を投入し、攪拌して混合したものを成形型に供給して冷却し、マグネシウム合金を凝固する溶融法と呼ばれる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。溶融法は、マグネシウム合金粉末の取り扱いがなく、溶融金属を用いることで複雑な形状のものも得ることができるといった利点がある。 As a manufacturing method other than the above powder method, a method called a melting method in which ceramic powder or ceramic fiber is put into a molten magnesium alloy, and the mixture obtained by stirring and stirring is supplied to a mold and cooled to solidify the magnesium alloy. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The melting method has an advantage that a magnesium alloy powder is not handled and a complicated shape can be obtained by using a molten metal.
しかし、溶融法では、混合作業が行いにくいという問題がある。溶融法では、溶融金属にセラミクス粉末などを混合させる際、攪拌することで溶融金属中にガスの巻き込みを生じ易いため、真空雰囲気下で混合を行うことが一般的である(特許文献1段落0055,0056記載参照)。ところが、マグネシウム合金は、蒸気圧が大きいため、真空雰囲気下における作業が行いにくい。従って、作業性の改善が望まれている。また、セラミクスが高割合な複合材料を、成形型を破壊するなどの不具合を生じることなく製造することができる製造方法の開発が望まれる。 However, the melting method has a problem that it is difficult to perform the mixing operation. In the melting method, when ceramic powder or the like is mixed with the molten metal, gas is likely to be entrained in the molten metal by stirring, and therefore, mixing is generally performed in a vacuum atmosphere (Patent Document 1, Paragraph 0055). , 0056). However, a magnesium alloy has a high vapor pressure, so that it is difficult to perform work in a vacuum atmosphere. Therefore, improvement in workability is desired. In addition, it is desired to develop a production method that can produce a composite material having a high proportion of ceramics without causing problems such as destruction of a mold.
そこで、本発明の主目的は、マグネシウム基複合材料、特に、セラミクスが高割合な複合材料を作業性よく製造することができるマグネシウム基複合材料の製造方法を提供することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a method for producing a magnesium-based composite material, in particular, a magnesium-based composite material capable of producing a composite material having a high proportion of ceramics with good workability.
本発明者らは、粉末法や溶融法以外の方法にて、熱伝導性に優れ(熱伝達係数が大きく)、熱膨張係数が小さいといった熱特性を有するマグネシウム基複合材料を得るべく、種々の検討を行った。特に、分散材となるセラミクスがSiCである場合について検討を行った。その結果、マグネシウム基複合材料を得るには、溶融法のように攪拌を行うのではなく、鋳型に分散材となるSiC粉末或いはSiC粉末からなる成形体を予め配置し、この状態で鋳型にマグネシウム合金や純マグネシウムの溶湯を注湯して上記SiC粉末やその成形体に接触させ、SiC粉末などと溶湯とを溶浸させて複合させた後、この複合物を冷却して溶湯を凝固させる、という手法が好ましいとの知見を得た。特に、SiC粉末やその成形体と溶融させた純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯とを接触させる際、不活性雰囲気とすることが好ましいとの知見を得た。 In order to obtain a magnesium-based composite material having thermal properties such as excellent thermal conductivity (large heat transfer coefficient) and low thermal expansion coefficient by a method other than the powder method and the melting method, various methods are available. Study was carried out. In particular, the case where the ceramic used as the dispersing material is SiC was examined. As a result, in order to obtain a magnesium-based composite material, instead of stirring as in the melting method, a SiC powder as a dispersion material or a molded body made of SiC powder is placed in advance in a mold, and in this state, magnesium is placed in the mold. After pouring a molten metal of alloy or pure magnesium to make contact with the SiC powder or its molded body, SiC powder and the molten metal are infiltrated and combined, and then the composite is cooled to solidify the molten metal. The knowledge that this method is preferable was obtained. In particular, it has been found that an inert atmosphere is preferable when SiC powder or a molded body thereof is brought into contact with molten pure magnesium or magnesium alloy.
SiC粒子やその成形体と溶融させた純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯とを接触させる際、雰囲気中に酸素や窒素などのMgと反応するガスが存在すると、溶湯表面にMgと上記ガスとの化合物が生成される。これらガス起因化合物は、Mgが溶解を生じるような高温状態(約650℃以上)において活性であり、SiC粒子と反応してしまう。また、このような高温状態では、SiC粒子そのものも酸素や窒素などのガスと反応して、その表面に窒化物や酸化物を生成し易く、これら窒化物や酸化物もまたマグネシウム合金などの溶湯やガス起因化合物と反応し易い。そのため、複合材料中のSiC成分が低減し、所望の熱伝達係数や熱膨張係数を有する複合材料を得ることが困難になる。 When SiC particles or their compacts are brought into contact with molten pure magnesium or magnesium alloy, if there is a gas that reacts with Mg such as oxygen or nitrogen in the atmosphere, the compound of Mg and the above gas is present on the surface of the molten metal Is generated. These gas-derived compounds are active in a high temperature state (about 650 ° C. or higher) where Mg dissolves and react with SiC particles. Also, in such a high temperature state, the SiC particles themselves react with a gas such as oxygen or nitrogen and easily form nitrides or oxides on the surface, and these nitrides and oxides are also molten metals such as magnesium alloys. It reacts easily with gas-derived compounds. Therefore, the SiC component in the composite material is reduced, and it becomes difficult to obtain a composite material having a desired heat transfer coefficient and thermal expansion coefficient.
そこで、本発明マグネシウム基複合材料の製造方法では、SiC粒子を主体とする分散材原料を鋳型に配置しておき、この分散材原料と溶融状態にある純マグネシウムやマグネシウム合金とを接触させて複合すること、及びこの接触を不活性雰囲気下で行うことを規定する。即ち、本発明は、金属マトリクス中にセラミクスからなる分散材が分散されたマグネシウム基複合材料の製造方法であり、以下の工程を具える。
1. SiC粒子を主体とする分散材原料を用意する工程
2. 上記分散材原料を成形型に配置する工程
3. 上記成形型に配置した分散材原料と、溶融させた純マグネシウム又はマグネシウム合金とを不活性雰囲気下で接触させ、上記分散材原料に溶融金属を溶浸させ、複合させる工程
4. 複合させた複合物を冷却して純マグネシウム又はマグネシウム合金を凝固させる工程
特に、上記分散材原料として、平均粒径が異なるSiC粒子の粉末を複数用意し、これらを混合した混合粉末を用いる。
Therefore, in the method for producing a magnesium-based composite material according to the present invention, a dispersion raw material mainly composed of SiC particles is placed in a mold, and the dispersion raw material is brought into contact with pure magnesium or a magnesium alloy in a molten state to form a composite. And performing this contact in an inert atmosphere. That is, the present invention is a method for producing a magnesium-based composite material in which a ceramic dispersion material is dispersed in a metal matrix, and includes the following steps.
1. Process for preparing dispersion material mainly composed of SiC particles
2. Step of placing the above dispersion material raw material in a mold
3. A step of bringing the dispersion material raw material placed in the mold into contact with molten pure magnesium or a magnesium alloy in an inert atmosphere, infiltrating the molten metal into the dispersion material raw material, and combining them.
4. Cooling the combined composite to solidify pure magnesium or magnesium alloy In particular, a plurality of powders of SiC particles having different average particle diameters are prepared as the dispersion material, and a mixed powder obtained by mixing these powders is used. .
以下、本発明をより詳しく説明する。
本発明において金属マトリクスは、純マグネシウム又はマグネシウム合金とする。純マグネシウムとは、99.8質量％以上のMgと不純物とからなるものとし、マグネシウム合金とは、添加元素と残部がMg及び不純物からなるものとする。添加元素としては、例えば、Al,Zn,Mn,Si,Cu,Zrなどの元素群のうち、少なくとも1種の元素が挙げられる。添加元素の含有量は、合計で20質量％以下が望ましい。このような添加元素を含むマグネシウム合金として、例えば、ASTM記号におけるAZ系,AS系,AM系,ZK系,ZC系などを利用してもよい。また、マグネシウム合金を用いる場合、純マグネシウムを溶解した後、この純マグネシウムの溶湯に添加元素を添加して合金の溶湯としてもよいし、市販の合金塊を溶解して合金の溶湯としてもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
In the present invention, the metal matrix is pure magnesium or a magnesium alloy. Pure magnesium is composed of 99.8% by mass or more of Mg and impurities, and magnesium alloy is composed of additive elements and the balance Mg and impurities. Examples of the additive element include at least one element in the element group such as Al, Zn, Mn, Si, Cu, and Zr. The total content of additive elements is desirably 20% by mass or less. As a magnesium alloy containing such an additive element, for example, AZ, AS, AM, ZK, ZC, etc. in the ASTM symbol may be used. When a magnesium alloy is used, after pure magnesium is melted, an additive element may be added to the pure magnesium melt to form a molten alloy, or a commercially available alloy lump may be melted to form a molten alloy.
上記金属マトリクス中に分散させる分散材は、SiC(粒子)とする。SiCは、熱伝達係数が高く、熱膨張係数が小さいため、熱伝導性に優れ、熱変形しにくい複合材料の分散材に好適である。そこで、本発明では、SiCを主成分とする分散材原料を用いる。例えば、粒子状のSiC粒子や繊維状のSiC繊維(SiCウィスカ)を用いることができる。特に、分散材原料として高純度のSiC粒子を用いると、SiCの熱特性を十分に活かした複合材料を得ることができるとの知見を得た。SiC粒子を純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯に接触させた際、溶湯は、SiC粒子中のSiC成分とほとんど反応することがなく、SiC粒子中の不純物(大部分がSiO2)と主に反応する。そのため、高純度のSiC粒子であれば、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯に接触させても、溶湯は、SiC粒子とほとんど反応することなくSiC粒子を濡らす、即ち、SiC粒子の表面全体に亘ってほぼ隙間なく接触することができる。特に、SiC粒子中のSiC成分が95質量％以上、換言すると不純物の含有量が5質量％以下のSiC粒子を分散材原料として用いれば、SiC粒子中の不純物とマグネシウム合金などの溶湯との反応が非常に低減され、複合材料の製造性を向上できることがわかった。また、SiC粒子中のSiC成分が95質量％以上といった高純度の場合、不純物であるSiO2とマグネシウム合金などの溶湯とが反応しても、SiC成分が損なわれることがほとんどなく、所望の熱特性を有する複合材料をより確実に製造することができる。 The dispersion material dispersed in the metal matrix is SiC (particles). SiC has a high heat transfer coefficient and a small coefficient of thermal expansion, so it is suitable as a dispersion material for composite materials that have excellent thermal conductivity and are not easily thermally deformed. Therefore, in the present invention, a dispersion material material mainly composed of SiC is used. For example, particulate SiC particles or fibrous SiC fibers (SiC whiskers) can be used. In particular, we have obtained knowledge that using high-purity SiC particles as a raw material for the dispersion can provide a composite material that fully utilizes the thermal properties of SiC. When SiC particles are brought into contact with molten magnesium of pure magnesium or magnesium alloy, the molten metal hardly reacts with the SiC component in the SiC particles and mainly reacts with impurities in the SiC particles (mostly SiO 2 ). . Therefore, if the SiC particles are of high purity, even if they are brought into contact with the molten magnesium or magnesium alloy, the molten metal wets the SiC particles with little reaction with the SiC particles, that is, over the entire surface of the SiC particles. Contact can be made with almost no gap. In particular, if SiC particles with SiC content in SiC particles of 95% by mass or more, in other words, impurities content of 5% by mass or less are used as a dispersion material, reaction between impurities in SiC particles and molten metal such as magnesium alloy It was found that the production of composite materials can be improved. In addition, when the SiC component in the SiC particles has a high purity of 95% by mass or more, even if the impurity SiO 2 reacts with a molten metal such as a magnesium alloy, the SiC component is hardly damaged, and the desired heat A composite material having characteristics can be more reliably manufactured.
従って、上記SiCの熱特性がより有効に活かされた複合材料を得るには、分散材原料としてSiC成分の含有率が高い高純度のもの、特に、純度が95質量％以上のものを用いることが好ましい。上述のようにSiC自体は、純マグネシウムやマグネシウム合金の溶湯とほとんど反応することがない。従って、不純物が少ない、或いは実質的に存在しない高純度のSiC粒子を用い、後述するように不活性雰囲気下でこの高純度のSiC粒子とマグネシウム合金などの溶湯とを接触させることで、SiC粒子と溶湯とが反応して、SiC粒子が損傷したり破壊されたりして、所望の熱伝達係数や熱膨張係数が得られなくなるという不具合を効果的に低減できる。不純物の大部分であるSiO2は、純マグネシウムやマグネシウム合金の溶湯と反応し易く、この反応によりSiC粒子が損傷したり、反応生成物が活性であることから、この反応生成物がSiC成分と反応し、最悪の場合、SiC粒子を破壊することがある。従って、SiC粒子の純度は、高い方が好ましく、具体的には、純度が95質量％以上、特に、SiC粒子の純度が99質量％以上であれば、SiC粒子が損傷するなどの不具合が実質的に生じない。従って、このような高純度のSiC粒子を分散材原料として用いれば、得られた複合材料中に分散されるSiC粒子も高純度の状態が維持される。このようなSiC成分が高い高純度のSiC粒子は、例えば、アチソン法により製造することで得られる。また、SiC成分の表面にSiO2を形成させて、純度を95質量％以上としたSiC粒子を利用してもよい。SiO2の形成には、反応などによりSiC成分が不必要に低減しないような適切な酸化条件にて行うことが好ましい。市販の高純度のSiC粒子粉末を利用してもよい。 Therefore, in order to obtain a composite material in which the thermal characteristics of SiC are more effectively utilized, it is necessary to use a high-purity material with a high SiC component content, particularly a material with a purity of 95% by mass or more as a dispersion material. Is preferred. As described above, SiC itself hardly reacts with pure magnesium or a molten magnesium alloy. Therefore, by using high-purity SiC particles with few or substantially no impurities, and contacting the high-purity SiC particles with a molten metal such as a magnesium alloy in an inert atmosphere as described later, the SiC particles It is possible to effectively reduce the problem that the desired heat transfer coefficient and thermal expansion coefficient cannot be obtained due to the reaction between the molten metal and the molten metal causing damage or destruction of the SiC particles. SiO 2 , which is the majority of impurities, easily reacts with pure magnesium and magnesium alloy melts, and this reaction damages SiC particles and the reaction products are active. Reacts and, in the worst case, destroys SiC particles. Therefore, it is preferable that the purity of the SiC particles is high. Specifically, if the purity is 95% by mass or more, particularly if the purity of the SiC particles is 99% by mass or more, defects such as damage to the SiC particles are substantially caused. Does not occur. Therefore, if such high-purity SiC particles are used as a raw material for the dispersion material, the SiC particles dispersed in the obtained composite material can also be maintained in a high-purity state. Such high-purity SiC particles having a high SiC component can be obtained, for example, by producing them by the Atchison method. Alternatively, SiC particles having a purity of 95% by mass or more by forming SiO 2 on the surface of the SiC component may be used. The formation of SiO 2 is preferably performed under appropriate oxidation conditions that do not unnecessarily reduce the SiC component due to reaction or the like. Commercially available high purity SiC particle powder may be used.
分散材原料として用いるSiC粒子やSiC繊維の大きさは特に問わないが、平均粒径が大き過ぎても、小さ過ぎてもマトリクス金属中に均一的に分散させることが難しくなるため、平均粒径(繊維の場合、平均短径)3000〜1μm程度が適切である。分散材原料として用いるSiC粒子は、上記のようにSiC粒子中の不純物とマグネシウム合金などの溶湯とが反応することで、損傷したり破壊されたりすることがあるため、複合材料中におけるSiC成分が所望の量(体積％)となるように調整するとよい。得られた複合材料は、その中のSiC粒子の含有量(体積％)やSiC粒子の大きさ、SiC粒子の分散状態により、熱伝達係数及び熱膨張係数が変化する。従って、分散材原料となるSiC粒子の含有量を適宜変更調整したり、損傷されないようにすることで、複合材料中のSiC粒子の含有量やSiC粒子の大きさ、分散状態を所望の状態とし、所望の熱伝達係数及び熱膨張係数を有する複合材料がより確実に得られる。 The size of the SiC particles or SiC fibers used as the dispersion material is not particularly limited, but it is difficult to uniformly disperse in the matrix metal if the average particle size is too large or too small. (In the case of fibers, an average minor axis) of about 3000 to 1 μm is appropriate. SiC particles used as a dispersion material may be damaged or destroyed due to the reaction of impurities in SiC particles with molten metal such as magnesium alloy as described above. It is good to adjust so that it may become a desired quantity (volume%). The obtained composite material changes in heat transfer coefficient and thermal expansion coefficient depending on the content (volume%) of SiC particles, the size of the SiC particles, and the dispersion state of the SiC particles. Therefore, by adjusting and adjusting the content of the SiC particles that are the raw material of the dispersion material as appropriate, or by preventing damage, the content of the SiC particles in the composite material, the size of the SiC particles, and the dispersion state are set to a desired state. A composite material having a desired heat transfer coefficient and thermal expansion coefficient can be obtained more reliably.
特に、本発明では、複合材料中のSiCの含有量(体積割合)が40体積％以上70体積％以下といった高割合の複合材料を得ることもできる。このとき、SiCが高割合な複合材料、特に、SiCが50体積％超の複合材料を得る場合、分散材原料として、ある平均粒径のSiC粒子を1種類用いるよりも、平均粒径が異なるSiC粒子を複数用意し、これらを混合したものを用いることが好ましい。SiCが高割合である複合材料を得るには、分散材原料となるSiC粒子の含有量を増大させればよいが、大量のSiC粒子を成形型に配置するには、粒子間に生じる隙間をできる限りなくして、SiC粒子同士が互いに接触するように行う必要がある。このようにSiC粒子を配置させるには、粒子間の隙間をなくすべく、SiC粒子を成形型に配置後、例えば、振動を与えたり、圧縮させることが考えられる。しかし、SiC粒子の粉末を単独で用いた場合、振動や圧縮させたとしても、含有できる量は、せいぜい40〜50体積％であり、それ以上となると、圧縮時に成形型が圧縮力の増大により割れたり破損する恐れがある。そこで、一種類の大きさのSiC粒子を単独で用いるのではなく、ある平均粒径のSiC粒子間の隙間に存在することが可能な大きさを有する別のSiC粒子を用いれば、成形型を破壊するなどの不具合を生じることなく、SiC粒子の含有量を増加させることができる。そこで、本発明では、平均粒径が異なる複数の粉末を用いることを規定する。具体的には、平均粒径が大きなSiC粒子と、平均粒径が小さいSiC粒子とを組み合わせて用いることで、SiC成分の体積割合がより高い、具体的には、50体積％超といった非常に高割合の複合材料を得ることができる。しかし、複合材料中のSiC粒子の体積割合が70体積％を超えると、分散材原料として平均粒径が異なるSiC粒子の混合粉末を用いても、成形型に配置した後、過剰な圧縮が必要であり、成形型が破損する恐れがある。従って、SiC粒子の含有量は、70体積％が上限である。用いるSiC粒子粉末の具体的な大きさとしては、例えば、平均粒径が大きい第一粉末と、この第一粉末よりも平均粒径が小さい第二粉末とを用意し、上記第二粉末の平均粒径を上記第一粉末の平均粒径の70％以下とすることが好ましい。第二粉末の平均粒径が第一粉末の平均粒径の70％超となると、第一粉末の粒子間の隙間に第二粉末の粒子を存在させにくい。平均粒径が異なるSiC粒子の粉末は、2種類でもよいし、3種類以上組み合わせて用いてもよい。3種以上組み合わせて用いる場合、上記関係を満たす平均粒径を有する粉末を少なくとも1組含むことが好ましい。なお、複合材料中のSiC粒子の体積割合が40体積％未満の複合材料を得る場合は、分散材原料として平均粒径が異なるSiC粒子の混合粉末を用いなくても十分製造することができる。しかし、後述するようにSiC粒子の体積割合が小さい場合、本発明製造方法により得られた複合材料を分散材原料として用いると、低割合の複合材料をより容易に得ることができる。 In particular, in the present invention, it is also possible to obtain a composite material having a high ratio such that the SiC content (volume ratio) in the composite material is 40 volume% or more and 70 volume% or less. At this time, when obtaining a composite material with a high proportion of SiC, particularly a composite material with SiC exceeding 50% by volume, the average particle size is different from using one kind of SiC particles with a certain average particle size as a dispersion material. It is preferable to use a mixture of a plurality of SiC particles. In order to obtain a composite material with a high proportion of SiC, the content of SiC particles, which are the raw material of the dispersion material, can be increased. However, in order to place a large amount of SiC particles in the mold, there are gaps between the particles. It is necessary to do so that the SiC particles are in contact with each other as much as possible. In order to arrange the SiC particles in this way, it is conceivable that, for example, vibrations are applied or compressed after the SiC particles are arranged in the mold in order to eliminate gaps between the particles. However, when the powder of SiC particles is used alone, even if it is vibrated or compressed, the amount that can be contained is at most 40 to 50% by volume. May break or break. Therefore, if one type of SiC particle is not used alone, but another SiC particle having a size that can exist in a gap between SiC particles having a certain average particle size is used, a mold is formed. The content of SiC particles can be increased without causing problems such as destruction. Therefore, in the present invention, it is specified that a plurality of powders having different average particle diameters are used. Specifically, by using a combination of SiC particles having a large average particle size and SiC particles having a small average particle size, the volume fraction of the SiC component is higher, specifically, it is very high, such as more than 50% by volume. A high proportion of composite material can be obtained. However, if the volume fraction of SiC particles in the composite material exceeds 70% by volume, excessive compression is required after placing in the mold even if a mixed powder of SiC particles with different average particle diameters is used as the dispersion material. And the mold may be damaged. Therefore, the upper limit of the content of SiC particles is 70% by volume. As the specific size of the SiC particle powder to be used, for example, a first powder having a large average particle diameter and a second powder having a smaller average particle diameter than the first powder are prepared. The particle size is preferably 70% or less of the average particle size of the first powder. When the average particle size of the second powder exceeds 70% of the average particle size of the first powder, it is difficult for the particles of the second powder to exist in the gaps between the particles of the first powder. Two types of SiC particle powders having different average particle sizes may be used, or three or more types may be used in combination. When three or more kinds are used in combination, it is preferable to include at least one powder having an average particle diameter satisfying the above relationship. In addition, when obtaining the composite material in which the volume ratio of the SiC particles in the composite material is less than 40% by volume, the composite material can be sufficiently produced without using a mixed powder of SiC particles having different average particle diameters as the dispersion material. However, as described later, when the volume ratio of SiC particles is small, a composite material with a low ratio can be obtained more easily by using the composite material obtained by the production method of the present invention as a dispersion material.
上記分散材原料とマグネシウム合金などの溶湯との複合をより容易とするべく、溶浸剤を利用してもよい。溶浸剤としては、例えば、酸化アルミニウム及び酸化珪素の少なくとも1種からなるものが挙げられる。具体的には、酸化アルミニウム粉末や酸化珪素粉末、酸化アルミニウム繊維や酸化珪素繊維などを利用するとよい。これら酸化アルミニウムや酸化珪素は、マグネシウム合金などの溶湯と反応して、反応生成物(例えば、溶浸剤が酸化アルミニウム：Al2O3の場合、MgAlなど)を形成するのと引き換えに、SiC粒子間に溶湯が浸透して溶湯中にSiC粒子が分散する速度を向上させる。但し、溶浸剤や上記反応生成物は、溶湯が凝固されるまでの間に化学反応や拡散などにより、得られた複合材料から実質的に存在しないことが好ましい。これら溶浸剤や溶浸剤に起因した反応生成物が複合材料中に残存すると、複合材料の特性を低下させるからである。実質的に存在しないとは、複合材料中において溶浸剤が化学反応するなどして消費されたり、反応生成物が拡散することにより、これらの存在が確認できないことである。溶浸剤や反応生成物の存在は、例えば、複合材料の断面をSEM(走査電子顕微鏡)やEDX(エネルギー分散型X線分析装置)などで分析観察することで確認できる。一般的にEDXの感度は0.1重量％以上であることから、EDX分析を行った場合、実質的に存在しないとは、分析できない量であること、即ち、0.1重量％未満であることで判断される。SEM分析を行った場合、実質的に存在しないとは、SEMによる確認ができないことで判断される。 An infiltrant may be used to make it easier to combine the dispersion material raw material with a molten metal such as a magnesium alloy. Examples of the infiltrating agent include those made of at least one of aluminum oxide and silicon oxide. Specifically, aluminum oxide powder, silicon oxide powder, aluminum oxide fiber, silicon oxide fiber, or the like may be used. These aluminum oxide and silicon oxide react with a molten metal such as a magnesium alloy to form a reaction product (for example, MgAl when the infiltrant is aluminum oxide: Al 2 O 3 ). The molten metal permeates in between, and the speed at which SiC particles are dispersed in the molten metal is improved. However, it is preferable that the infiltrant and the reaction product are substantially absent from the obtained composite material due to a chemical reaction or diffusion until the molten metal is solidified. This is because if the infiltrant or the reaction product resulting from the infiltrant remains in the composite material, the characteristics of the composite material are deteriorated. “Substantially absent” means that the infiltrant is consumed by chemical reaction in the composite material, or the presence of these products cannot be confirmed due to diffusion of reaction products. The presence of the infiltrant and the reaction product can be confirmed, for example, by analyzing and observing the cross section of the composite material with an SEM (scanning electron microscope) or EDX (energy dispersive X-ray analyzer). Since the sensitivity of EDX is generally 0.1% by weight or more, when EDX analysis is performed, the fact that it does not exist is judged to be an amount that cannot be analyzed, that is, less than 0.1% by weight. The When SEM analysis is performed, the fact that it does not substantially exist is determined by the fact that confirmation by SEM cannot be performed.
溶浸剤や溶浸剤に起因する反応生成物を複合材料中に実質的に存在させないようにするには、溶浸剤として、マグネシウム合金などの溶湯と反応し易いように小さいものを用いることが好適である。特に、溶浸剤の平均粒径又は平均短径が1μm以下であると、溶浸剤やその反応生成物がマグネシウム合金などの溶湯中に拡散し易く好ましい。 In order to prevent the infiltrant and the reaction product resulting from the infiltrant from being substantially present in the composite material, it is preferable to use a small infiltrant so as to easily react with a molten metal such as a magnesium alloy. is there. In particular, it is preferable that the average particle diameter or the average minor axis of the infiltrant is 1 μm or less because the infiltrant and its reaction product are easily diffused in a molten metal such as a magnesium alloy.
また、上述のように、溶浸剤や溶浸剤に起因する反応生成物は、複合工程において化学反応により消費されたり、拡散することで実質的になくなることが好ましい。しかし、溶浸剤や反応生成物が消費されたり拡散してなくなることで、SiC粒子が重力などにより移動して、複合材料中におけるSiC粒子の配置位置(分散状態)に影響を受ける恐れがある。上述のようにSiC粒子の分散状態は、熱伝達係数や熱膨張係数に関与することがあるため、溶浸剤やその反応生成物に起因するSiC粒子の移動は、できるだけ少ないことが望まれる。従って、溶浸剤を用いる場合、複合材料中におけるSiC粒子の配置に多大な影響を与えない程度の大きさ及び量とすることが好ましい。例えば、溶浸剤として、粒子状のものを用いる場合、溶浸剤の平均粒径は、分散材原料となるSiC粒子の平均粒径の70％以下とすることが好ましい。また、溶浸剤は、細長い形状のものや繊維状のものを用いてもよい。このとき、溶浸剤の平均短径は、分散材原料となるSiC粒子の平均粒径の70％以下とすることが好ましい。平均粒径が異なる複数のSiC粒子粉末を用いる場合、溶浸剤の平均粒径又は平均短径は、最小のSiC粒子の平均粒径の70％以下とすることが好ましい。 In addition, as described above, it is preferable that the infiltrant and the reaction product resulting from the infiltrant are substantially eliminated by being consumed or diffused by a chemical reaction in the composite process. However, since the infiltrant and the reaction product are consumed or not diffused, the SiC particles may move due to gravity or the like, and may be affected by the position (dispersion state) of the SiC particles in the composite material. As described above, the dispersion state of the SiC particles may be related to the heat transfer coefficient and the thermal expansion coefficient, so that it is desired that the movement of the SiC particles due to the infiltrant and the reaction product is as small as possible. Therefore, when an infiltrant is used, it is preferable that the size and amount do not significantly affect the arrangement of SiC particles in the composite material. For example, when using a particulate thing as an infiltrant, it is preferable that the average particle diameter of an infiltrant shall be 70% or less of the average particle diameter of the SiC particle used as a dispersing material raw material. The infiltrant may be an elongated shape or a fibrous one. At this time, it is preferable that the average minor axis of the infiltrant is 70% or less of the average particle diameter of the SiC particles used as the dispersion material. When using a plurality of SiC particle powders having different average particle diameters, the average particle diameter or the average minor diameter of the infiltrant is preferably 70% or less of the average particle diameter of the smallest SiC particles.
上記大きさを満足する溶浸剤であっても、過剰に用いた場合、溶浸剤は、複合材料中におけるSiC粒子の配置に影響を与える恐れがある。従って、SiC粒子の配置に影響を与えないようにするためには、溶浸剤の含有量は、分散材原料(溶浸剤を含む)100質量％に対して5質量％以下とすることが好ましい。 Even if the infiltrant satisfies the above size, when used in excess, the infiltrant may affect the arrangement of SiC particles in the composite material. Therefore, in order not to affect the arrangement of the SiC particles, the content of the infiltrant is preferably 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the dispersion material (including the infiltrant).
上述した大きさを満たす溶浸剤を上記含有量で用いることで、SiC粒子が移動することを効果的に低減することができる。また、上述した大きさを満たす溶浸剤を上記含有量で用いることで、溶浸剤とマグネシウム合金などの溶湯との反応により分散材となるSiC粒子が損傷することも抑制できる。このような溶浸剤は、SiC粒子と混合させて分散材原料に含有させた状態で用いるとよい。 By using the infiltrant that satisfies the above-described size at the above-described content, it is possible to effectively reduce the movement of the SiC particles. Moreover, it can also suppress that the SiC particle used as a dispersing material is damaged by reaction of infiltrant and molten metal, such as a magnesium alloy, by using the infiltrating agent satisfy | filling the magnitude | size mentioned above with the said content. Such an infiltrant is preferably used in a state where it is mixed with SiC particles and contained in the dispersion material.
本発明は、上記純マグネシウム又はマグネシウム合金と、上記分散材原料とを用いて、複合材料を形成する。具体的には、分散材原料を成形型に配置→成形型の分散材原料とマグネシウム合金などの溶湯とを接触させ、分散材原料と溶融金属とを複合する→複合物を冷却して溶湯を凝固させる、といった工程により複合材料を製造する。以下、工程順に説明する。まず、成形型への分散材原料の配置は、例えば、分散材原料が流動性を有する場合、具体的には、分散材原料としてSiC粒子の粉末を利用する場合、成形型に流し込むことで行うことができる。流し込みによる分散材原料の配置では、単純な形状の成形型だけでなく、複雑な形状の成形型であっても容易に分散材原料を配置することができる。従って、この方法では、複雑な形状の複合材料を得ることができる。SiC粒子粉末を大量に成形型に配置する場合、成形型に配置後、SiC粒子間に存在する隙間をできる限りなくすことが望まれる。この隙間を低減する操作としては、例えば、成形型を振動させたり、成形型に配置された分散材原料に圧力を加えて圧縮するといったプレス的な手法が挙げられる。プレス的な手法は、成形型の形状に応じて適宜利用する。 In the present invention, a composite material is formed using the pure magnesium or the magnesium alloy and the dispersion material. Specifically, the dispersion material is placed in the mold → the dispersion material of the mold is brought into contact with a molten metal such as a magnesium alloy, and the dispersion material and the molten metal are combined. A composite material is manufactured by a process of solidifying. Hereinafter, it demonstrates in order of a process. First, the dispersion material raw material is placed in the mold, for example, when the dispersion material raw material has fluidity, specifically, when SiC powder is used as the dispersion material raw material, the dispersion material raw material is poured into the mold. be able to. In the disposition of the dispersion material by pouring, the dispersion material can be easily disposed not only with a simple mold but also with a complex mold. Therefore, in this method, a composite material having a complicated shape can be obtained. When a large amount of SiC particle powder is placed in the mold, it is desirable to eliminate as much as possible the gaps between the SiC particles after placement in the mold. As an operation for reducing the gap, for example, a pressing method such as vibrating the molding die or compressing the dispersion material raw material disposed in the molding die by applying pressure can be cited. The press method is appropriately used according to the shape of the mold.
或いは、分散材原料を予め成形体とし、この成形体を成形型に配置させてもよい。成形体の形成には、適宜バインダーを利用して、成形体の形状を維持できるようにしてもよい。バインダーとしては、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウムなどを含有するケイ酸ナトリウム水溶液などが挙げられる。バインダーに添加される酸化珪素や酸化アルミニウムなどのセラミクスは、溶浸剤としても利用される。従って、これらセラミクスも、上述した溶浸剤と同様に、平均粒径がSiC粒子の平均粒径の70％以下、特に、1μm以下のものを用い、分散材原料中における含有量を5質量％以下とすることが好ましい。 Alternatively, the dispersion material raw material may be previously formed into a molded body, and this molded body may be arranged in a mold. For the formation of the molded body, a binder may be appropriately used so that the shape of the molded body can be maintained. Examples of the binder include a sodium silicate aqueous solution containing silicon oxide, aluminum oxide, and the like. Ceramics such as silicon oxide and aluminum oxide added to the binder are also used as an infiltrant. Therefore, similar to the infiltrant described above, these ceramics have an average particle size of 70% or less of the average particle size of the SiC particles, in particular, 1 μm or less, and the content in the dispersion material is 5% by mass or less. It is preferable that
次に、成形型に配置した分散材原料と、溶融させた純マグネシウム又はマグネシウム合金とを接触させ、分散材原料に溶融金属を溶浸させて複合させる。特に、本発明では、この工程を不活性雰囲気下で行うことを特徴とする。上述のようにMgは、活性な金属であり、大気中に置かれると、大気中に含まれる酸素や窒素などといったガスと反応して、ガスとの化合物を生成する。そして、このガスとの生成物は、マグネシウム合金などが溶融される高温状態において活性であり、SiC粒子(特に、SiC成分)と反応する。また、SiC粒子自体も上記高温状態において活性であるため、大気中に置かれると、SiC成分が大気中の酸素や窒素などと反応して、ガスとの生成物を生成する。そして、この生成物は、マグネシウム合金などと反応し易い。即ち、Mgを主成分とするマグネシウム合金などに反応するガスが存在する雰囲気や、高温においてSiC粒子と反応するガスが存在する雰囲気において、マグネシウム合金などとSiC粒子との複合を行うと、SiC粒子が損傷したり破壊されて、所望の特性を有する複合材料が得られない恐れがある。そこで、本発明では、分散材原料と溶融金属との複合を不活性雰囲気で行う。 Next, the dispersion material raw material arranged in the mold is brought into contact with the molten pure magnesium or magnesium alloy, and the molten metal is infiltrated into the dispersion material raw material to be combined. In particular, the present invention is characterized in that this step is performed in an inert atmosphere. As described above, Mg is an active metal and, when placed in the atmosphere, reacts with a gas such as oxygen or nitrogen contained in the atmosphere to produce a compound with the gas. The product with this gas is active in a high temperature state where a magnesium alloy or the like is melted, and reacts with SiC particles (particularly, SiC components). Further, since the SiC particles themselves are active in the high temperature state, when placed in the atmosphere, the SiC component reacts with oxygen, nitrogen, etc. in the atmosphere to generate a product with gas. And this product is easy to react with a magnesium alloy etc. In other words, in an atmosphere where there is a gas that reacts with a magnesium alloy containing Mg as a main component, or an atmosphere where a gas that reacts with SiC particles at a high temperature exists, if SiC particles are combined with a magnesium alloy or the like, SiC particles May be damaged or destroyed, and a composite material having desired characteristics may not be obtained. Therefore, in the present invention, the dispersion material raw material and the molten metal are combined in an inert atmosphere.
上記不活性雰囲気は、雰囲気を形成するガスと純マグネシウムやマグネシウム合金、高温状態にあるSiC粒子とが実質的に反応しない雰囲気であればよく、例えば、Arガスが最適である。複合時における不活性雰囲気の圧力は、大気圧(概ね0.1MPa(1atm))としてもよいが、本発明では、SiC粒子と溶融させたマグネシウム合金などの溶湯との濡れを利用して複合させるため、大気圧とすると、不活性雰囲気を形成するガスがマグネシウム合金などの溶浸の仕方によって取り込まれて(トラップされて)、得られた複合材料中にボイドが存在する恐れがある。ボイドが存在すると、複合材料の特性の低下を招く。そこで、複合工程は、不活性雰囲気を低圧状態で行い、その後の凝固工程は、不活性雰囲気を上記低圧状態よりも圧力が高い状態、例えば大気圧にして行うことで、ボイドを小さくする或いはボイドができないようにすることができる。従って、複合工程における不活性雰囲気の圧力は、大気圧以下、特に、大気圧よりも低くすることが好ましい。しかし、不活性雰囲気の圧力が低過ぎる、即ち、高真空状態であると、Mgは蒸気圧が高いため、溶湯の取り扱いが難しくなる。また、高真空にすることで成形型などが損傷する恐れもある。そこで、複合工程における不活性雰囲気の圧力は、汎用されているロータリーポンプで到達できる程度、具体的には0.1×10-5MPa(1×10-5atm)以上で十分効果がある。 The inert atmosphere may be an atmosphere in which the gas forming the atmosphere does not substantially react with pure magnesium, a magnesium alloy, or SiC particles in a high temperature state. For example, Ar gas is optimal. The pressure of the inert atmosphere at the time of compounding may be atmospheric pressure (generally 0.1 MPa (1 atm)), but in the present invention, it is combined using wetness between SiC particles and molten metal such as a magnesium alloy. At atmospheric pressure, the gas forming the inert atmosphere is taken in (trapped) by the infiltration method of the magnesium alloy or the like, and voids may exist in the obtained composite material. If voids are present, the properties of the composite material are degraded. Therefore, the composite process is performed under a low pressure in an inert atmosphere, and the subsequent solidification process is performed under a condition where the pressure of the inert atmosphere is higher than that in the low pressure state, for example, atmospheric pressure, thereby reducing voids or voids. Can not be. Therefore, it is preferable that the pressure of the inert atmosphere in the composite process is lower than atmospheric pressure, particularly lower than atmospheric pressure. However, when the pressure of the inert atmosphere is too low, that is, in a high vacuum state, Mg has a high vapor pressure, making it difficult to handle the molten metal. In addition, there is a risk that the mold will be damaged by high vacuum. Accordingly, the pressure of the inert atmosphere in the combined process is sufficiently effective to be reached by a general-purpose rotary pump, specifically 0.1 × 10 −5 MPa (1 × 10 −5 atm) or more.
分散材原料と純マグネシウム又はマグネシウム合金とを複合させる際、純マグネシウム又はマグネシウム合金の温度は、融点又は固相線温度以上であればよい。しかし、SiC粒子と純マグネシウム又はマグネシウム合金との濡れ性は、750℃以上で向上するため、純マグネシウム又はマグネシウム合金を750℃以上にして分散材原料との複合を行うことが好ましい。特に、純マグネシウム又はマグネシウム合金を750℃以上にして溶浸を行うと、潜伏時間(純マグネシウム又はマグネシウム合金が分散材原料と接触後、溶浸を開始するまでの時間)がほとんどない。このように複合時においてマグネシウム合金などの温度を高めて濡れ性を向上させることで、生産速度をも向上させることができるため、マグネシウム合金などの温度を750℃以上とすることは、量産に適する。複合時の温度は、高いほど両者の濡れ性を高めることができるが、純マグネシウム又はマグネシウム合金は、大気圧において約1000℃で沸騰を開始するため、1000℃未満とすることが好ましい。また、不活性雰囲気の圧力によっては、1000℃未満でも沸騰を開始するため、純マグネシウム又はマグネシウム合金の温度は、不活性雰囲気の圧力において沸騰しない温度を上限とする。 When the dispersion material and pure magnesium or magnesium alloy are combined, the temperature of the pure magnesium or magnesium alloy may be higher than the melting point or the solidus temperature. However, since the wettability between SiC particles and pure magnesium or magnesium alloy is improved at 750 ° C. or higher, it is preferable to combine pure magnesium or magnesium alloy with the dispersion material at 750 ° C. or higher. Particularly when pure magnesium or a magnesium alloy is infiltrated at 750 ° C. or higher, there is almost no incubation time (time until the infiltration starts after the pure magnesium or magnesium alloy comes into contact with the dispersion material). Since the production rate can be improved by increasing the temperature of the magnesium alloy or the like at the time of compounding in this way and improving the wettability, setting the temperature of the magnesium alloy or the like to 750 ° C. or more is suitable for mass production. . The higher the temperature at the time of compounding, the higher the wettability between the two can be increased. However, since pure magnesium or a magnesium alloy starts boiling at about 1000 ° C. at atmospheric pressure, it is preferable to set the temperature below 1000 ° C. Further, depending on the pressure of the inert atmosphere, boiling starts even at a temperature lower than 1000 ° C. Therefore, the temperature of pure magnesium or a magnesium alloy is limited to a temperature that does not boil at the pressure of the inert atmosphere.
次に、上記複合工程により分散材原料とマグネシウム合金などの溶湯とを複合させた複合物を冷却し、溶湯を凝固させて、純マグネシウム又はマグネシウム合金からなるマトリクス中にSiC粒子が分散された複合材料を得る。この冷却及び凝固も上記複合工程と同様に不活性雰囲気にて行うことが好ましい。このとき、不活性雰囲気の圧力は、大気圧とするとよい。従って、例えば、複合工程を大気圧未満の低圧状態にて行った場合は、溶浸後、不活性雰囲気の圧力を大気圧に戻してから、複合物を冷却し、溶湯を凝固させるとよい。溶湯を凝固させるための冷却は、複合物全体に亘って均一的に行われることが好ましい。また、冷却速度が遅すぎると、晶出物の成長を促進するため、できるだけ速くすることが好ましい。冷却を均一的に行ったり、冷却速度を速めるには、例えば、熱伝導性に優れる材料、具体的には、炭素、黒鉛、ステンレス鋼などで形成した成形型を利用したり、自然放冷だけでなく、ファンなどを用いた空冷や水冷などの強制冷却を行うことが挙げられる。 Next, a composite in which SiC particles are dispersed in a matrix made of pure magnesium or a magnesium alloy by cooling the composite obtained by combining the dispersion material raw material and a molten metal such as a magnesium alloy in the composite process, and solidifying the molten metal. Get the material. This cooling and solidification is preferably performed in an inert atmosphere as in the combined step. At this time, the pressure of the inert atmosphere is preferably atmospheric pressure. Therefore, for example, when the composite process is performed in a low pressure state less than atmospheric pressure, after the infiltration, the pressure of the inert atmosphere is returned to atmospheric pressure, and then the composite is cooled to solidify the molten metal. The cooling for solidifying the molten metal is preferably performed uniformly over the entire composite. Further, if the cooling rate is too slow, it is preferable to make it as fast as possible in order to promote the growth of crystallized matter. In order to uniformly cool or increase the cooling rate, for example, a material having excellent thermal conductivity, specifically, a mold formed of carbon, graphite, stainless steel, or the like, or natural cooling only Instead, forced cooling such as air cooling or water cooling using a fan or the like can be mentioned.
なお、冷却されて複合物が約300℃以下の温度となった後には、純マグネシウム又はマグネシウム合金と大気中の酸素や窒素との反応が許容できるほど小さいため、不活性雰囲気ではなく、通常の雰囲気(大気雰囲気)としてもよい。 In addition, after the composite has been cooled to a temperature of about 300 ° C. or less, the reaction between pure magnesium or a magnesium alloy and oxygen or nitrogen in the atmosphere is so small that it can be tolerated. An atmosphere (air atmosphere) may be used.
上記本発明製造方法により、複合材料中における分散材の含有量が高い、具体的には、40〜70体積％といったマグネシウム基複合材料を得ることができる。即ち、純マグネシウム又はマグネシウム合金からなるマトリクス中にセラミクスからなる分散材が分散されたマグネシウム基複合材料であって、分散材は、純度が質量比で95％以上であるSiC粒子であり、複合材料中の分散材の含有量が40体積％以上70体積％以下であるマグネシウム基複合材料を得ることができる。 By the manufacturing method of the present invention, a magnesium-based composite material having a high content of the dispersing material in the composite material, specifically, 40 to 70% by volume can be obtained. That is, a magnesium-based composite material in which a ceramic dispersion material is dispersed in a matrix made of pure magnesium or a magnesium alloy, and the dispersion material is SiC particles having a purity of 95% or more by mass, and the composite material A magnesium-based composite material in which the content of the dispersing material in the medium is 40% by volume or more and 70% by volume or less can be obtained.
また、上記本発明製造方法により、熱伝導性に優れ、熱変形しにくいといった優れた熱特性を有する複合材料が得られる。即ち、純マグネシウム又はマグネシウム合金からなるマトリクス中にセラミクスからなる分散材が分散されたマグネシウム基複合材料であって、熱伝達係数が150W/m・K以上(150W/m・℃以上)であり、熱膨張係数が6×10-6/K以上16×10-6/K以下(6ppm/K以上16ppm/K以下)であるマグネシウム基複合材料を得ることができる。本発明製造方法では、溶浸剤を利用した場合であっても、上述のように粒径が小さい溶浸剤や溶浸剤の含有量を少なくすることで、複合材料中に溶浸剤や溶浸剤に起因する反応生成物が実質的に存在しない複合材料を得ることができる。そのため、本発明製造方法により、SiCの特性を十分活かして、上記のような熱伝導性に優れ、熱変形しにくいといった優れた熱特性を有する複合材料をより確実に得ることができる。熱伝達係数、熱膨張係数は、主として分散材であるSiC粒子の含有量により変化する。従って、分散材原料の量を適宜調整することで、所望の熱伝達係数、熱膨張係数を有する複合材料を得ることができる。分散材の量を調整することで、熱伝達係数が180W/m・K以上(180W/m・℃以上)といった非常に優れた熱伝導性を有する複合材料とすることもできる。 In addition, the above-described production method of the present invention provides a composite material having excellent thermal properties such as excellent thermal conductivity and resistance to thermal deformation. That is, a magnesium-based composite material in which a ceramic dispersion material is dispersed in a matrix made of pure magnesium or a magnesium alloy, and a heat transfer coefficient is 150 W / m · K or more (150 W / m · ° C. or more), A magnesium-based composite material having a thermal expansion coefficient of 6 × 10 −6 / K to 16 × 10 −6 / K (6 ppm / K to 16 ppm / K) can be obtained. In the manufacturing method of the present invention, even when an infiltrant is used, the content of the infiltrant or infiltrant with a small particle size is reduced as described above, resulting in the infiltrant or infiltrant in the composite material. It is possible to obtain a composite material that is substantially free of reaction products. Therefore, the production method of the present invention can more reliably obtain a composite material having excellent thermal characteristics such as the above-described thermal conductivity and resistance to thermal deformation by fully utilizing the characteristics of SiC. The heat transfer coefficient and the thermal expansion coefficient vary mainly depending on the content of SiC particles as a dispersion material. Therefore, a composite material having a desired heat transfer coefficient and thermal expansion coefficient can be obtained by appropriately adjusting the amount of the dispersion material raw material. By adjusting the amount of the dispersing material, a composite material having a very excellent thermal conductivity such as a heat transfer coefficient of 180 W / m · K or more (180 W / m · ° C. or more) can be obtained.
上記熱膨張係数を有する複合材料は、半導体素子(4×10-6/K〜7×10-6/K程度(例えば、Si:4.2×10-6/K、GaAs:6.5×10-6/K))やその周辺部品(セラミクスパッケージの場合周辺部品を形成するセラミクス、例えば、Al2O3が6.5×10-6/K、プラスチックパッケージの場合周辺部品を形成するプラスチックが12×10-6/K〜17×10-6/K程度)と熱膨張係数の整合性に優れる。従って、上記複合材料は、セラミクスパッケージ、メタルパッケージはもちろんのこと、プラスチックパッケージにおいても、半導体素子の近傍に配置される放熱部材の形成材料として好適に利用することができる。特に、上記複合材料は、アルミニウム系複合材料よりも軽量なマグネシウム系であるため、軽量化が求められている種々の分野での利用に適する。なお、熱伝達係数、熱膨張係数は、半導体素子や周辺部品、その他用途に応じて適宜調整するとよい。 Composite material having the thermal expansion coefficient of the semiconductor element (4 × 10 -6 / K~7 × 10 -6 / K of about (for example, Si: 4.2 × 10 -6 /K,GaAs:6.5×10 -6 / K)) and its peripheral components (ceramics that form peripheral components in the case of ceramic packages, for example, Al 2 O 3 is 6.5 × 10 -6 / K, and plastic packages that form peripheral components are 12 × 10 -6 / K to about 17 × 10 -6 / K) and excellent thermal expansion coefficient consistency. Therefore, the composite material can be suitably used as a material for forming a heat radiating member disposed in the vicinity of a semiconductor element in a plastic package as well as a ceramic package and a metal package. In particular, since the composite material is a magnesium-based material that is lighter than an aluminum-based composite material, it is suitable for use in various fields where weight reduction is required. Note that the heat transfer coefficient and the thermal expansion coefficient may be adjusted as appropriate according to the semiconductor element, peripheral components, and other applications.
上記のように本発明製造方法では、分散材の含有割合が高い複合材料を得ることができるだけでなく、この分散材の含有割合が高い複合材料を分散材原料として用いることで、分散材の含有割合が低い複合材料をも容易に得ることができる。具体的には、不活性雰囲気下において、凝固させて得られた上記複合材料を溶融させた純マグネシウム又はマグネシウム合金に溶解させて希釈し、希釈物を上記分散材原料と同様に成形型に配置し、この希釈物を冷却して純マグネシウム又はマグネシウム合金を凝固させることで分散材の含有割合が低い複合材料が得られる。希釈工程に加えて、上記と同様に冷却凝固工程は、Arガスなどといった不活性ガスを用いて、不活性雰囲気にて行うことが好ましい。また、上記と同様に希釈工程の不活性雰囲気の圧力を低圧状態とし、凝固工程の不活性雰囲気の圧力を大気圧に戻して行ってもよい。複合材料中のSiC粒子の体積割合が40％未満、特に、10〜35体積％といった低割合の場合、個々の粒子を溶湯に添加分散させることが難しい。しかし、SiC粒子が高割合の上記複合材料を分散材原料として用いることで、SiC粒子が10体積％〜35体積％といった低割合の複合材料を容易に得ることができる。希釈物をつくる際の溶湯と、原料として用いたSiC割合が大きい複合材料中のマトリクス金属とは、得られたSiC割合が小さい複合材料のマトリクス金属が所望の組成となるのであれば、同一成分のものであってもよいし、異なる組成であっても構わない。 As described above, in the production method of the present invention, not only can a composite material having a high content ratio of the dispersion material be obtained, but also the composite material having a high content ratio of the dispersion material can be used as a dispersion material material. A composite material having a low ratio can be easily obtained. Specifically, in an inert atmosphere, the composite material obtained by solidification is dissolved and diluted in molten pure magnesium or a magnesium alloy, and the diluted product is placed in a mold in the same manner as the dispersion material raw material. Then, the diluted material is cooled to solidify the pure magnesium or the magnesium alloy, thereby obtaining a composite material having a low content of the dispersing agent. In addition to the dilution step, the cooling and solidification step is preferably performed in an inert atmosphere using an inert gas such as Ar gas as described above. Similarly to the above, the pressure of the inert atmosphere in the dilution step may be set to a low pressure state, and the pressure of the inert atmosphere in the solidification step may be returned to the atmospheric pressure. When the volume ratio of SiC particles in the composite material is less than 40%, particularly a low ratio of 10 to 35% by volume, it is difficult to add and disperse the individual particles in the molten metal. However, by using the composite material having a high proportion of SiC particles as a dispersion material, a composite material having a low proportion of SiC particles of 10% to 35% by volume can be easily obtained. The molten metal used to make the dilution and the matrix metal in the composite material having a large SiC ratio used as a raw material are the same component if the obtained matrix metal of the composite material having a small SiC ratio has a desired composition. It may be different, or may have a different composition.
以上説明したように本発明製造方法によれば、溶融法のように攪拌を行うことなく、所望の特性を有する複合材料を容易に製造することができるという優れた効果を奏し得る。特に、本発明製造方法によれば、分散材の含有量が多い複合材料をも容易に製造することができる。また、本発明製造方法により得られた複合材料は、放熱部材の形成材料に適した熱特性を有する。具体的には、この複合材料は、熱膨張係数が小さいことから半導体素子やその周辺部品の熱膨張係数と整合性が高く、かつ熱伝達係数が高いため、ヒートスプレッダーなどの放熱部材の形成材料に好適に利用することができる。 As described above, according to the production method of the present invention, an excellent effect that a composite material having desired characteristics can be easily produced without stirring as in the melting method can be obtained. In particular, according to the production method of the present invention, it is possible to easily produce a composite material having a high content of the dispersing material. Moreover, the composite material obtained by the manufacturing method of the present invention has thermal characteristics suitable for the material for forming the heat dissipation member. Specifically, since this composite material has a low coefficient of thermal expansion, it is highly compatible with the coefficient of thermal expansion of the semiconductor element and its peripheral components, and has a high heat transfer coefficient. Therefore, it is a material for forming heat dissipation members such as heat spreaders. Can be suitably used.
以下、本発明の実施の形態を説明する。
(試験例1)
マトリクス金属が純マグネシウム又はマグネシウム合金であり、分散材がSiC粒子であるマグネシウム基複合材料を作製した。本例では、マトリクス金属として、純マグネシウム(99.8質量％以上のMg及び不純物からなるもの)、マグネシウム合金(AZ31材,ZC63材)を用意した。また、分散材原料として、SiC粒子の粉末を用意した。表1には、用いたSiC粒子の純度(SiC粒子中のSiC成分の質量割合(質量％))、SiC粒子の平均粒径(μm)、SiC粒子の含有量(体積％)を示す。SiC粒子は、アチソン法により製造した。アチソン法によるSiC粒子は、採取位置により純度が異なるため、採取位置を適正に管理することによりSiC粒子の純度の調整が可能である。SiC粒子の含有量は、成形型のキャビティ(後述)の体積を100体積％として用意した。表1に示す試料のうち、SiC粒子の平均粒径が複数記載されている試料は、表1に示す平均粒径のSiC粒子の粉末をそれぞれ用意し、これら平均粒径が異なるSiC粒子の粉末を混合させた混合粉末を分散材原料として用いた。また、表1に示す試料のうち、溶浸剤が記載されている試料は、SiC粒子と溶浸剤とを混合させ、溶浸剤を含有させたものを分散材原料として用いた。用いた溶浸剤の成分、平均粒径、分散材原料100質量％に対する溶浸剤の含有量(質量％)も表1に示す。
Embodiments of the present invention will be described below.
(Test Example 1)
A magnesium-based composite material in which the matrix metal was pure magnesium or a magnesium alloy and the dispersion material was SiC particles was produced. In this example, pure magnesium (made of 99.8% by mass or more of Mg and impurities) and magnesium alloy (AZ31 material, ZC63 material) were prepared as matrix metals. In addition, SiC particle powder was prepared as a dispersion material. Table 1 shows the purity of the SiC particles used (the mass ratio (mass%) of the SiC component in the SiC particles), the average particle diameter (μm) of the SiC particles, and the content (volume%) of the SiC particles. SiC particles were produced by the Atchison method. Since the purity of SiC particles by the Atchison method varies depending on the sampling position, the purity of the SiC particles can be adjusted by appropriately managing the sampling position. The content of the SiC particles was prepared by setting the volume of the mold cavity (described later) to 100% by volume. Among the samples shown in Table 1, for samples in which the average particle size of SiC particles is described in plural, powders of SiC particles having the average particle size shown in Table 1 are prepared, and powders of SiC particles having different average particle sizes are prepared. A mixed powder in which was mixed was used as a dispersion material raw material. In addition, among the samples shown in Table 1, the sample in which the infiltrant was described was obtained by mixing SiC particles and the infiltrant and containing the infiltrant as a dispersion material material. Table 1 also shows the components of the infiltrant used, the average particle diameter, and the content (% by mass) of the infiltrant relative to 100% by mass of the dispersion material.
複合材料は、以下のようにして作製した。まず、成形型に分散材原料(SiC粒子の粉末、複数のSiC粒子粉末の混合粉末、SiC粒子と溶浸剤との混合物のいずれか)を流し込むことで配置した。これら分散材原料は、流動性を有しており、成形型に容易に配置させることができた。成形型10は、図1に示すようにキャビティ11を有する本体10aと、キャビティ11の開口部を覆うように配置される蓋部10bとを具えるものを用いた。本体10aには、分散材原料やマグネシウム合金などの溶湯をキャビティ11に導入させるための供給口12を有している。キャビティ11は、w:100mm×h:50mm×d:10mmの直方体状とし、w:100mm×h:50mmである一面が開口しており、この開口部が蓋部10bにより覆われる。また、本例において成形型10は黒鉛製のものを用いた。分散材原料の成形型10への配置は、蓋部10bにて本体10aを閉めた状態にて行い、成形型10に分散材原料を流し込むことで行った。また、SiC粒子の体積割合が高い試料については、SiC粒子間の隙間やSiC粒子と溶浸剤間の隙間を低減できるように振動を与えたり、別途用意した、図1に示す成形型とほぼ同様な構成で、原料粉末を圧縮するための押し治具を導入できる成形型を適宜採用した。この押し治具を使用する成形型の材質はステンレス鋼を用いた。
The composite material was produced as follows. First, a dispersion material (SiC particle powder, mixed powder of a plurality of SiC particle powders, or a mixture of SiC particles and an infiltrant) was poured into a mold. These dispersion material raw materials had fluidity and could be easily placed in a mold. As the
次に、Ar雰囲気(大気圧)下において、表1に示す溶湯温度とした純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯を成形型10の供給口12から導入して分散材原料と溶融状態の純マグネシウム又はマグネシウム合金とを接触させ、分散材原料にマグネシウム合金などの溶湯を溶浸させて複合させる。そして、Ar雰囲気(大気圧)のまま、鋳型を強制空冷により冷却してこの複合物を冷却し、溶湯を凝固させて複合材料を得た。このような工程により、複合が良好に行えるか否かを調べた。その結果を表2に示す。
Next, under an Ar atmosphere (atmospheric pressure), a pure magnesium or magnesium alloy molten metal having a molten metal temperature shown in Table 1 is introduced from the
その結果、表2に示すように不活性雰囲気下にて分散材原料と純マグネシウム又はマグネシウム合金とを接触させることで、両者を複合できた。特に、純度が95質量％以上のSiC粒子を用いた場合、SiC粒子の損傷がほとんどなく、良好に複合できた。また、純度が95質量％以上のSiC粒子を用いて良好に複合されたものは、得られた複合材料中のSiC粒子において形状変化を起こすような損傷がほとんど見られず、分散材原料として用いたSiC粒子がほぼそのまま維持されていると共に、均一的に分散されていた。一方、SiC粒子の純度が95質量％未満のものでも、複合可能であるが、得られた複合材料中のSiC粒子に損傷が認められた。これは、SiC粒子中の不純物とマグネシウム合金などの溶湯とが反応したためであると考えられる。 As a result, as shown in Table 2, the dispersion material and pure magnesium or a magnesium alloy were brought into contact with each other in an inert atmosphere, whereby both of them could be combined. In particular, when SiC particles having a purity of 95% by mass or more were used, the SiC particles were hardly damaged and could be combined well. In addition, those that are well compounded using SiC particles with a purity of 95% by mass or more show almost no damage that causes shape changes in the SiC particles in the obtained composite material, and can be used as a raw material for dispersion. The SiC particles were maintained almost as they were and were uniformly dispersed. On the other hand, even if the purity of the SiC particles is less than 95% by mass, they can be combined, but the SiC particles in the obtained composite material were damaged. This is considered to be because impurities in SiC particles and a molten metal such as a magnesium alloy reacted.
また、表1,2に示すようにSiC粒子の含有量が高割合の場合、特に、50体積％を超える場合は、平均粒径が異なるSiC粒子粉末を混合させて用いることで、良好に複合を行うことができた。但し、複数のSiC粒子粉末の混合粉末を用いても、含有量が70体積％を超えると、分散材原料を成形型に配置後に行う粒子間の隙間などを低減するための圧縮作業において、圧縮圧力を増大する必要があり、この増大により、成形型が破損した(表2では、粉末充填時に成形型破損と示す)。一方、一種類のSiC粒子粉末を単独で用いた場合は、SiC粒子の含有量が50体積％超となると、成形型が破損したり、亀裂が生じたりした。逆に、SiC粒子の含有量が40体積％未満といった低割合の場合、SiC粒子粉末にマグネシウム合金などの溶湯を十分に溶浸させることができなかった。 Also, as shown in Tables 1 and 2, when the content of SiC particles is high, especially when it exceeds 50% by volume, it is possible to mix well by mixing SiC particle powders with different average particle sizes. Was able to do. However, even if a mixed powder of a plurality of SiC particle powders is used, if the content exceeds 70% by volume, compression is performed in the compression operation to reduce the gaps between particles after the dispersion material is placed in the mold. The pressure needed to be increased, and this increase resulted in damage to the mold (Table 2 shows mold breakage during powder filling). On the other hand, when one kind of SiC particle powder was used alone, when the content of SiC particles exceeded 50% by volume, the mold was damaged or cracked. On the other hand, when the content of SiC particles is as low as less than 40% by volume, molten metal such as magnesium alloy cannot be sufficiently infiltrated into the SiC particle powder.
更に、分散材原料として、溶浸剤を含有させたものを用いる場合、溶浸剤の平均粒径がSiC粒子の平均粒径の70％超又は、溶浸剤の含有量が5質量％超であると、得られた複合材料中においてSiC粒子の移動が認められた(表2にて粉末の移動ありと示す)。また、溶浸剤の含有量が5質量％よりも大きいと、得られた複合材料には、SiC粒子の損傷が認められた。この損傷は、溶浸剤と溶湯との反応により生じたものと考えられる。従って、溶浸剤の平均粒径は、SiC粒子の平均粒径の70％以下であることが好ましく、溶浸剤の含有量は、分散材原料に対して5質量％以下とすることが好ましい。 Furthermore, when using a material containing an infiltrant as a dispersion material, the average particle size of the infiltrant is more than 70% of the average particle size of the SiC particles, or the content of the infiltrant is more than 5% by mass. In the obtained composite material, movement of SiC particles was observed (shown as having powder movement in Table 2). Further, when the content of the infiltrant was larger than 5% by mass, damage to SiC particles was observed in the obtained composite material. This damage is considered to be caused by the reaction between the infiltrant and the molten metal. Therefore, the average particle size of the infiltrant is preferably 70% or less of the average particle size of the SiC particles, and the content of the infiltrant is preferably 5% by mass or less with respect to the raw material of the dispersion material.
加えて、溶浸剤の平均粒径が1μmを超えると、溶浸剤や溶浸剤に起因する反応生成物(化合物)の残渣が認められた。一方、溶浸剤の平均粒径として1μm以下のものを用いた試料において、得られた複合材料の断面をSEMにて分析すると、上記溶浸剤や反応生成物が確認できず、これら溶浸剤や反応生成物は金属マトリクス中に拡散したものと考えられる。また、溶浸剤の平均粒径として1μm以下のものを用いた場合、得られた複合材料中には、SiC粒子の分散が均一的に行われており、良好な複合材料であった。 In addition, when the average particle size of the infiltrant exceeded 1 μm, residues of the infiltrant and reaction products (compounds) caused by the infiltrant were observed. On the other hand, in a sample using an infiltrant having an average particle size of 1 μm or less, when the cross-section of the obtained composite material is analyzed by SEM, the above infiltrant and reaction product cannot be confirmed. The product is believed to have diffused into the metal matrix. Further, when the average particle size of the infiltrant was 1 μm or less, SiC particles were uniformly dispersed in the obtained composite material, and the composite material was a good composite material.
更に、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯の温度を750℃以上とすると、潜伏時間がほとんどなく、十分に溶浸を行うことができた。 Furthermore, when the temperature of the pure magnesium or magnesium alloy melt was set to 750 ° C. or higher, there was almost no incubation time, and sufficient infiltration could be performed.
(試験例2)
表1の試料No.3〜6に示す分散材原料とマトリクス金属と同一の成分を有するSiC粒子粉末とマトリクス金属粉末とを用意し、いわゆる粉末法により複合材料を作製した(試料No.3'〜6')。粉末法においても成形型は、図1に示すものを用いた。粉末法の条件は、公知の条件で行った。そして、粉末法により製造した複合材料No.3'〜6'と、接触法により製造した試料No.3〜6に対して、気孔率、熱伝達係数、靭性を調べた。気孔率は、一般的なアルキメデス法を用いて行った。靭性は、シャルピー衝撃試験器を用いて測定した。すると、接触法により得られた複合材料(試料No.3〜6)は、粉末法により得られた複合材料(試料No.3'〜6')と比較して、気孔率が少なく、熱伝達係数が高く、靭性も優れていた。
(Test Example 2)
SiC particle powder and matrix metal powder having the same components as the dispersion material raw material and matrix metal shown in sample Nos. 3 to 6 in Table 1 were prepared, and a composite material was prepared by a so-called powder method (sample No. 3 ' ~ 6 '). Also in the powder method, the mold shown in FIG. 1 was used. The conditions for the powder method were known conditions. And the porosity, the heat transfer coefficient, and toughness were investigated with respect to composite material No.3'-6 'manufactured by the powder method, and sample No.3-6 manufactured by the contact method. The porosity was measured using a general Archimedes method. Toughness was measured using a Charpy impact tester. Then, the composite material obtained by the contact method (sample Nos. 3 to 6) has a lower porosity and heat transfer than the composite material obtained by the powder method (samples No. 3 'to 6'). The coefficient was high and the toughness was excellent.
(試験例3)
表1の試料No.3,No.4,No.15と同一の分散材原料とマトリクス金属とを用意し、マトリクス金属が分散材原料中に溶浸する際の温度を変化させて、溶浸を開始する温度を調べた。すると、溶浸を開始する温度は、マトリクス金属が固相線温度以上にあるときであった。次に、マトリクス金属を固相線温度に保持して溶浸状態を調べた。すると、溶浸を開始するまでに潜伏時間が存在した。そこで、マトリクス金属の温度を上昇させて遅延無く複合材料を製造するのに適した温度を調べたところ、750℃以上が好ましいことがわかった。更に、マトリクス金属の温度を上昇させて上限温度を調査したところ、いずれのマトリクス金属も約1000℃で沸騰を開始して、複合が困難となった。このことから、溶浸時のマトリクス金属の温度は、1000℃未満が好ましいことが確認された。なお、溶浸時のAr雰囲気は、大気圧とした。
(Test Example 3)
Prepare the same dispersion material and matrix metal as Sample No. 3, No. 4, and No. 15 in Table 1, and change the temperature when the matrix metal infiltrates into the dispersion material. The temperature at which to start was examined. Then, the temperature at which infiltration started was when the matrix metal was above the solidus temperature. Next, the infiltration state was examined while maintaining the matrix metal at the solidus temperature. Then, there was a latency time before infiltration began. Therefore, when the temperature suitable for producing the composite material without delay by increasing the temperature of the matrix metal was examined, it was found that 750 ° C. or higher was preferable. Further, when the upper limit temperature was investigated by raising the temperature of the matrix metal, the boiling of each matrix metal started at about 1000 ° C., making it difficult to combine. From this, it was confirmed that the temperature of the matrix metal during infiltration is preferably less than 1000 ° C. The Ar atmosphere during infiltration was atmospheric pressure.
(試験例4)
試験例1で得られた試料No.6の複合材料を分散材原料として用いて複合材料を作製した。具体的には、まず、最終的に得られる複合材料のSiC粒子の含有量が20体積％となるように試料No.6を調整し、Ar雰囲気(大気圧)下において、溶湯温度が700℃である純マグネシウムに上記試料No.6の複合材料を溶解して攪拌して希釈物を作製する。この希釈物を図1に示す成形型に配置し、Ar雰囲気(大気圧)下で、冷却凝固することでSiC粒子の含有量が20体積％の複合材料を得た(試料No.4-1)。比較として、試料No.4-1と同等の大きさとなるように、SiC粒子(平均粒径15μm)の含有量が20体積％の複合材料を粉末法にて作製した(試料No.4-1')。そして、粉末法により製造した複合材料No.4-1'と、試料No.6の複合材料を希釈して製造した試料No.4-1に対して、試験例2と同様にして気孔率、熱伝達係数、靭性を調べた。すると、試料No.6の複合材料を用いて製造した試料No.4-1は、粉末法により得られた複合材料No.4-1'と比較して、気孔率が少なく、熱伝達係数が高く、靭性も優れていた。
(Test Example 4)
A composite material was produced using the composite material of Sample No. 6 obtained in Test Example 1 as a dispersion material. Specifically, first, sample No. 6 was adjusted so that the content of SiC particles in the finally obtained composite material was 20% by volume, and the molten metal temperature was 700 ° C. under an Ar atmosphere (atmospheric pressure). The composite material of sample No. 6 is dissolved in pure magnesium and stirred to prepare a diluted product. This diluted product was placed in the mold shown in FIG. 1 and cooled and solidified in an Ar atmosphere (atmospheric pressure) to obtain a composite material having a SiC particle content of 20% by volume (Sample No. 4-1 ). As a comparison, a composite material having a content of SiC particles (average particle size of 15 μm) of 20% by volume was prepared by a powder method so as to have the same size as sample No. 4-1 (sample No. 4-1 '). And for the composite material No. 4-1 ′ produced by the powder method and the sample No. 4-1 produced by diluting the composite material of the sample No. 6, the porosity as in Test Example 2, The heat transfer coefficient and toughness were examined. Then, sample No. 4-1 manufactured using the composite material of sample No. 6 has a lower porosity and a lower heat transfer coefficient than composite material No. 4-1 ′ obtained by the powder method. It was high and toughness was excellent.
また、上記希釈物は、流動性に優れており、図1に示すような直方体状といった単純な形状の成形型だけでなく、複雑な形状の成形型であっても、容易に配置させることができ、複雑な形状の複合材料の作製も可能であった。更に、上記希釈物を用いた方法により、SiC粒子の含有量が10体積％以上40体積％未満の複合材料を容易に作製することができた。 In addition, the dilution is excellent in fluidity, and can be easily placed not only in a simple mold such as a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 1 but also in a complex mold. It was also possible to produce composite materials with complex shapes. Furthermore, a composite material having a SiC particle content of 10% by volume or more and less than 40% by volume could be easily produced by the method using the diluted product.
(試験例5)
分散材原料として予め成形した成形体を利用して、複合材料を作製した。具体的には、炭化珪素ウィスカ(平均短径約0.8μm,アスペクト比約200)と、炭化珪素粒子(平均粒径30μm)とを1対1で混合した後、酸化アルミニウム(平均粒径0.3μm)を0.1質量％(上記炭化珪素混合物を100質量％とする)と、フェノール樹脂と混合する。そして、この樹脂混合物を射出成型し、炭化珪素ウィスカ及び炭化珪素粒子の体積割合が35体積％である成形体(50mm×50mm×10mm)を作製した。成形型として、図2に示すように試験例1で使用した成形型(図1参照)と同様の成形型10を用い、上記成形体13を成形型10の本体10aのキャビティ11に配置して蓋部10bを閉じ、700℃で焼成して樹脂を消失させる。焼成後、Ar雰囲気(大気圧)下、溶湯温度850℃のマグネシウム合金(ZC63材)の溶湯と成形体とを複合させ、凝固させた。このように予め成形した分散材原料を用いても複合材料を製造することができる。また、得られた複合材料を調べたところ、酸化アルミニウムやその反応生成物の残渣などが認められず、また、炭化珪素ウィスカや粒子の損傷やSiC成分の減少なども認められず、良好な複合材料であった。更に、得られた複合材料は、所望の位置のみに分散材を有していた。
(Test Example 5)
A composite material was produced by using a molded body previously formed as a dispersion material. Specifically, silicon carbide whisker (average minor axis: about 0.8 μm, aspect ratio: about 200) and silicon carbide particles (average particle size: 30 μm) were mixed one-to-one, and then aluminum oxide (average particle size: 0.3 μm). ) 0.1% by mass (the above silicon carbide mixture is taken as 100% by mass) and a phenol resin. Then, this resin mixture was injection molded to produce a molded body (50 mm × 50 mm × 10 mm) in which the volume ratio of silicon carbide whisker and silicon carbide particles was 35% by volume. As shown in FIG. 2, a molding die 10 similar to the molding die used in Test Example 1 (see FIG. 1) is used, and the
(試験例6)
試験例5と同様にして、分散材原料の成形体を作製した。具体的には、炭化珪素ウィスカと炭化珪素粒子との混合物の体積割合が35体積％であり、フェノール樹脂を含む成形体(100mm×50mm×10mm)を作製した。用いた炭化珪素ウィスカ、炭化珪素粒子、酸化アルミニウムの量及び大きさは、試験例5と同様である。そして、成形型として、図3に示すように試験例1で使用した成形型(図1参照)と同様の成形型10を用い、この成形体14を成形型10の本体10aのキャビティ11に配置して蓋部10bを閉じ、700℃で焼成する。焼成後、Ar雰囲気(大気圧)下、溶湯温度800℃の純マグネシウムと成形体とを複合させ、凝固させた(試料No.6-1)。一方、同様の方法にて作製した成形体を成形型に配置し、焼成後、Ar雰囲気の圧力を0.1×10-5MPa(1×10-5atm)として、溶湯温度800℃の純マグネシウム合金と成形体とを複合した。そして、溶浸後、Ar雰囲気の圧力を大気圧(0.1MPa(1atm))として、複合物を凝固させた(試料No.6-2)。得られた複合材料(試料No.6-1,6-2)について、試験例2と同様にして気孔率を調べたところ、試料No.6-2は、試料No.6-1と比較してボイドが少なく、気孔率が小さかった。
(Test Example 6)
In the same manner as in Test Example 5, a molded body of the dispersion material was produced. Specifically, the volume ratio of the mixture of silicon carbide whisker and silicon carbide particles was 35% by volume, and a molded body (100 mm × 50 mm × 10 mm) containing a phenol resin was produced. The amounts and sizes of the silicon carbide whiskers, silicon carbide particles, and aluminum oxide used are the same as in Test Example 5. Then, as the mold, as shown in FIG. 3, using the
(試験例7)
試験例1で得られた複合材料をCu-Mo板の代替として、インバータ制御基板用のヒートスプレッダーとして使用した。そして、Cu-Mo板の代替として使用できた複合材料について熱伝達係数を調べた。すると、Cu-Mo板と代替可能な複合材料は、試験例1で得られた複合材料のうち、熱伝達係数が150W/m・K以上の複合材料であった。また、熱伝達係数が150W/m・K超の複合材料について熱膨張係数を調べてみたところ、6〜16×10-6/Kであり、基板に搭載される半導体素子やその周辺機器と整合する値であった。従って、熱伝達係数が150W/m・K以上、熱膨張係数が6〜16×10-6/Kの複合材料は、ヒートスプレッダーに好適に利用できることが確認された。また、これらの複合材料の重さは、Cu-Mo板の半分以下であり、ヒートスプレッダーの軽量化をも図ることができる。
(Test Example 7)
The composite material obtained in Test Example 1 was used as a heat spreader for an inverter control board as an alternative to a Cu-Mo plate. And the heat transfer coefficient was investigated about the composite material which could be used as a substitute of Cu-Mo board. Then, the composite material that can replace the Cu—Mo plate was a composite material having a heat transfer coefficient of 150 W / m · K or more among the composite materials obtained in Test Example 1. Also, when examining the thermal expansion coefficient of a composite material with a heat transfer coefficient exceeding 150 W / m · K, it is 6 to 16 × 10 -6 / K, which is consistent with the semiconductor element mounted on the substrate and its peripheral devices. It was a value to be. Therefore, it was confirmed that a composite material having a heat transfer coefficient of 150 W / m · K or more and a thermal expansion coefficient of 6 to 16 × 10 −6 / K can be suitably used for a heat spreader. Moreover, the weight of these composite materials is less than half that of the Cu—Mo plate, and the weight of the heat spreader can be reduced.
150W/m・K以上を満たした試料のうち、一部の試料ついて熱伝達係数及び熱膨張係数(線膨張係数)を表3に示す。また、比較として、表1に示す分散材原料とマトリクス金属と同一の成分を有するSiC粒子粉末及びマトリクス金属粉末を用意し、粉末法により複合材料を作製した。この複合材料のうち、一部の試料(試料No.1',4',6',14',15',19'、試料No.1,4,6,14,15,19と製造法が異なるもの)について熱伝達係数及び熱膨張係数を調べた。その結果も表3に示す。 Table 3 shows the heat transfer coefficient and the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of some of the samples that satisfy 150 W / m · K or more. For comparison, SiC particle powder and matrix metal powder having the same components as the dispersion material and matrix metal shown in Table 1 were prepared, and a composite material was produced by a powder method. Among these composite materials, some samples (sample No. 1 ', 4', 6 ', 14', 15 ', 19', sample No. 1, 4, 6, 14, 15, 19 The heat transfer coefficient and thermal expansion coefficient were investigated for different ones. The results are also shown in Table 3.
表3に示すように、分散材原料とマグネシウム合金などの溶湯とを不活性雰囲気にて溶浸させて複合することにより得られた複合材料No.1,4,6,14,15,19の方が、熱伝達係数が大きく、かつ熱膨張係数が小さい。 As shown in Table 3, the composite material Nos. 1, 4, 6, 14, 15, and 19 obtained by infiltrating and compounding the dispersion material raw material and the molten metal such as magnesium alloy in an inert atmosphere. However, the heat transfer coefficient is larger and the thermal expansion coefficient is smaller.
本発明複合材料の製造方法は、半導体素子やその周辺部品との熱膨張係数の整合性に優れると共に、熱放散性に優れる複合材料の製造に好適に利用することができる。この複合材料は、ヒートスプレッダーなどといった放熱部材の形成材料に好適に利用することができる。 The method for producing a composite material of the present invention can be suitably used for producing a composite material having excellent thermal expansion coefficient matching with a semiconductor element and its peripheral components and excellent heat dissipation. This composite material can be suitably used as a material for forming a heat dissipation member such as a heat spreader.
10 成形型 10a 本体 10b 蓋部 11 キャビティ 12 供給口
13,14 成形体
10
13,14 compact
Claims (15)
純度が質量比で95％以上のSiC粒子を主体とする分散材原料を用意する工程と、
前記SiC粒子の含有量が体積％で40〜70％となるように、前記分散材原料を成形型に配置する工程と、
前記成形型に配置した分散材原料と、溶融させた純マグネシウム又はマグネシウム合金とを不活性雰囲気下で接触させ、前記分散材原料に溶融状態の純マグネシウム又はマグネシウム合金を溶浸させ、複合させる工程と、
複合させた複合物を冷却して純マグネシウム又はマグネシウム合金を凝固させる工程とを具え、
前記分散材原料として、平均粒径が異なるSiC粒子の粉末を複数用意し、これらを混合した混合粉末を用い、
上記工程により得られた複合材料は、放熱部材として利用されることを特徴とするマグネシウム基複合材料の製造方法。 A method for producing a magnesium-based composite material in which a ceramic dispersion material is dispersed in a metal matrix,
A step of preparing a dispersion raw material mainly composed of SiC particles having a purity of 95% or more by mass ,
Placing the dispersion material raw material in a mold so that the content of the SiC particles is 40 to 70% by volume ;
A step of bringing the dispersion material raw material arranged in the mold into contact with the molten pure magnesium or magnesium alloy in an inert atmosphere , infiltrating the molten material with the pure magnesium or magnesium alloy in a molten state, and combining them. When,
Cooling the combined composite to solidify pure magnesium or a magnesium alloy,
As the dispersion material, a plurality of powders of SiC particles having different average particle diameters are prepared, and a mixed powder obtained by mixing them is used .
The composite material obtained by the said process is utilized as a heat radiating member , The manufacturing method of the magnesium group composite material characterized by the above-mentioned .
得られた複合材料の熱伝達係数が180W/m・K以上であることを特徴とする請求項1に記載のマグネシウム基複合材料の製造方法。2. The method for producing a magnesium-based composite material according to claim 1, wherein a heat transfer coefficient of the obtained composite material is 180 W / m · K or more.
前記第二粉末の平均粒径は、前記第一粉末の平均粒径の70％以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のマグネシウム基複合材料の製造方法。 As the dispersion material, a first powder and a second powder having an average particle size smaller than the first powder are prepared,
3. The method for producing a magnesium-based composite material according to claim 1, wherein the average particle size of the second powder is 70% or less of the average particle size of the first powder.
前記溶浸剤は、酸化アルミニウム及び酸化珪素の少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のマグネシウム基複合材料の製造方法。 The dispersion material raw material contains an infiltrant,
The method for producing a magnesium-based composite material according to any one of claims 1 to 4 , wherein the infiltrant is made of at least one of aluminum oxide and silicon oxide.
希釈物を成形型に配置する工程と、
前記成形型に配置した前記希釈物を冷却して前記純マグネシウム又はマグネシウム合金を凝固させる工程とを具えることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のマグネシウム基複合材料の製造方法。 Furthermore, in an inert atmosphere, a step of dissolving and diluting the obtained composite material in molten pure magnesium or a magnesium alloy;
Placing the dilution in a mold;
The magnesium-based composite material according to any one of claims 1 to 13 , comprising a step of solidifying the pure magnesium or the magnesium alloy by cooling the dilution disposed in the mold. Production method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009282048A JP5152682B2 (en) | 2009-12-11 | 2009-12-11 | Method for producing magnesium-based composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009282048A JP5152682B2 (en) | 2009-12-11 | 2009-12-11 | Method for producing magnesium-based composite material |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005118763A Division JP4720981B2 (en) | 2005-04-15 | 2005-04-15 | Magnesium matrix composite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010106365A JP2010106365A (en) | 2010-05-13 |
| JP5152682B2 true JP5152682B2 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=42296091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009282048A Active JP5152682B2 (en) | 2009-12-11 | 2009-12-11 | Method for producing magnesium-based composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5152682B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115369277A (en) * | 2022-07-14 | 2022-11-22 | 南昌航空大学 | SiC p And method for forming Mg composite material |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2921030B2 (en) * | 1990-05-22 | 1999-07-19 | スズキ株式会社 | Vane pump vane material and manufacturing method thereof |
| JPH07310131A (en) * | 1994-03-24 | 1995-11-28 | Suzuki Motor Corp | Production of mg-base composite material |
| JPH0881722A (en) * | 1994-09-14 | 1996-03-26 | Suzuki Motor Corp | Production of mg-base partially reinforced composite member |
| JPH11130568A (en) * | 1997-10-24 | 1999-05-18 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Composite material and heat sink using the same |
| JP2000087156A (en) * | 1998-09-16 | 2000-03-28 | Taiheiyo Cement Corp | Metal-ceramic composite material for casting and its manufacture |
| JP2002285258A (en) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Taiheiyo Cement Corp | Metal-ceramic composite material and production method therefor |
| JP3655207B2 (en) * | 2001-03-26 | 2005-06-02 | 株式会社豊田自動織機 | Heat dissipation member for electronic device and method for manufacturing the same |
-
2009
- 2009-12-11 JP JP2009282048A patent/JP5152682B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010106365A (en) | 2010-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4720981B2 (en) | Magnesium matrix composite | |
| Mazahery et al. | Characterization of cast A356 alloy reinforced with nano SiC composites | |
| EP2954083B1 (en) | Metal matrix composite and method of forming | |
| CN101182604B (en) | Method for manufacturing carbon-nano composite material and method for manufacturing metal product | |
| WO2010038483A1 (en) | Composite member | |
| Amirkhanlou et al. | Effects of reinforcement distribution on low and high temperature tensile properties of Al356/SiCp cast composites produced by a novel reinforcement dispersion technique | |
| US8945466B2 (en) | Composite material for heat dissipating plate and method of production of same | |
| Anish et al. | Techniques for processing metal matrix composite; A survey | |
| Dmitruk et al. | Development of pore-free Ti-Si-C MAX/Al-Si composite materials manufactured by squeeze casting infiltration | |
| JP2017039997A (en) | Aluminum alloy-ceramic composite material and production method for aluminum alloy-ceramic composite material | |
| Gui M.-C. et al. | Microstructure and mechanical properties of cast (Al–Si)/SiCp composites produced by liquid and semisolid double stirring process | |
| JP2011089161A (en) | Composite material | |
| JP5152682B2 (en) | Method for producing magnesium-based composite material | |
| Liu et al. | High-Si reinforced Al matrix composites prepared by powder semi-solid squeeze | |
| CN102021473A (en) | Method for preparing Fe3Al-Al2O3 composite material | |
| JP5152683B2 (en) | Method for producing magnesium-based composite material | |
| Chong et al. | Effects of Spark Plasma Sintering Parameters on Microstructure and Properties of Al–50 wt.% Si Alloys | |
| JP4220598B2 (en) | Method for producing metal / ceramic composite material for casting | |
| JP4594433B1 (en) | Heat dissipation member | |
| JP2017150040A (en) | Aluminum alloy-ceramic composite material and manufacturing method of aluminum alloy-ceramic composite material | |
| Paidpilli et al. | Sintering Response of Aluminum 6061-TiB 2 Composite: Effect of Prealloyed and Premixed Matrix | |
| JP2020196946A (en) | Particle-reinforced aluminum composite material, pressure-resistant component using the same and method for manufacturing pressure-resistant component | |
| JP4167317B2 (en) | Method for producing metal / ceramic composite material for casting | |
| JP2007204808A (en) | Method for forming metal matrix composite | |
| JP4233133B2 (en) | Silicon carbide composite and heat dissipation component using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120820 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121017 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121109 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121122 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5152682 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |