JP5462618B2 - Manufacturing method of composite material - Google Patents

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Description

本発明は、炭化ホウ素の強化材と金属ケイ素のマトリックスとからなる複合材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a composite material comprising a boron carbide reinforcement and a metallic silicon matrix.

近年、炭化ホウ素の強化材と金属ケイ素のマトリックスとの複合材料(以下、BC/Si複合材料)が様々な分野で利用されている。このような複合材料の製造工程において金属ケイ素を炭化ホウ素のプリフォームへ含浸させる際に炭化ホウ素の強化材と反応し、クラックが生じる場合がある。そして、このようなクラックの防止するための炭化ホウ素複合体の製造方法が提案されている(たとえば特許文献1参照)。 In recent years, composite materials of boron carbide reinforcement and metal silicon matrix (hereinafter, B 4 C / Si composite materials) have been used in various fields. In the manufacturing process of such a composite material, when metal boron is impregnated into a boron carbide preform, it may react with the boron carbide reinforcing material to cause cracks. And the manufacturing method of the boron carbide composite body for preventing such a crack is proposed (for example, refer patent document 1).

特許文献1記載の炭化ホウ素複合体の製造方法は、反応性炭素質成分の不在の下で溶浸を行い、ケイ素化した炭化ホウ素を製造する。そして、ケイ素溶浸材が炭化ホウ素に接触する前に、ホウ素源もしくは炭素源、またはホウ素と炭素の両方をケイ素中に合金化または溶解させることによって炭化ホウ素と溶浸中のケイ素との反応を抑制している。   In the method for producing a boron carbide composite described in Patent Document 1, infiltration is performed in the absence of a reactive carbonaceous component to produce siliconized boron carbide. Then, before the silicon infiltrant contacts the boron carbide, the boron carbide and the silicon being infiltrated can be reacted by alloying or dissolving the boron source or carbon source or both boron and carbon in the silicon. Suppressed.

特表2007−513854号公報Special table 2007-513854 gazette

図9、図10は、このような従来の炭化ホウ素複合体の製造方法の一場面を示す断面図である。図9、図10に示すように、容器910内に炭化ホウ素のプリフォーム930および炭化ホウ素含有材料940を配置しておき、溶融金属950をプリフォーム930に含有させることで、上記の炭化ホウ素複合体を製造することができる。   9 and 10 are cross-sectional views showing one scene of a method for producing such a conventional boron carbide composite. As shown in FIGS. 9 and 10, boron carbide preform 930 and boron carbide-containing material 940 are placed in container 910, and molten metal 950 is contained in preform 930, so that the above boron carbide composite The body can be manufactured.

しかしながら、特許文献1記載の炭化ホウ素複合体の製造方法は、炭化ホウ素成分を事前に金属ケイ素に溶解させることにより炭化ホウ素プリフォームに含浸させているが、十分に事前溶解しないうちに含浸が行われるとクラックが発生しやすくなる。   However, in the method for producing the boron carbide composite described in Patent Document 1, the boron carbide preform is impregnated in the silicon carbide preform by dissolving the boron carbide component in the metal silicon in advance. Cracks are likely to occur.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、プリフォーム含浸時の反応を軽減することができ、クラックの発生を防止できる複合材料の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the manufacturing method of the composite material which can reduce reaction at the time of preform impregnation, and can prevent generation | occurrence | production of a crack.

(1)上記の目的を達成するため、本発明の複合材料の製造方法は、炭化ホウ素の強化材と金属ケイ素のマトリックスとからなる複合材料の製造方法であって、炭化ホウ素のプリフォームから分離して、溶融金属ケイ素に炭化ホウ素含有材料を混合し事前溶解させ、前記炭化ホウ素含有材料を混合した事前溶解材料を前記プリフォームに含浸させることを特徴としている。   (1) In order to achieve the above object, a method for producing a composite material according to the present invention is a method for producing a composite material comprising a boron carbide reinforcement and a metal silicon matrix, which is separated from a boron carbide preform. Then, the boron carbide-containing material is mixed and pre-dissolved in molten metal silicon, and the preform is impregnated with the pre-dissolved material mixed with the boron carbide-containing material.

このように、金属ケイ素の含浸前に金属ケイ素に炭化ホウ素を溶け込ませることで、プリフォームへの含浸時の反応を軽減することができ、クラックを防止することができる。   Thus, by dissolving boron carbide in metal silicon before impregnation with metal silicon, the reaction at the time of impregnation into the preform can be reduced, and cracks can be prevented.

(2)また、本発明の複合材料の製造方法は、炭化ホウ素の強化材と金属ケイ素のマトリックスとからなる複合材料の製造方法であって、外容器内に溶融金属を浸透可能にする内容器を設置し、前記外容器内で内容器外に炭化ホウ素のプリフォームを設置し、前記内容器内に金属ケイ素および炭化ホウ素含有材料を設置する工程と、前記内容器内で金属ケイ素を溶融させ、前記炭化ホウ素含有材料を溶融金属ケイ素に混合し事前溶解させ、事前溶解材料を生成する工程と、前記事前溶解材料に前記内容器を浸透させ、前記内容器を浸透した事前溶解材料を前記プリフォームに含浸させる工程とを含むことを特徴としている。   (2) The method for producing a composite material according to the present invention is a method for producing a composite material comprising a boron carbide reinforcing material and a metal silicon matrix, and allows the molten metal to penetrate into the outer container. Installing a boron carbide preform outside the inner container in the outer container, placing metal silicon and boron carbide-containing material in the inner container, and melting the metal silicon in the inner container The boron carbide-containing material is mixed with molten metal silicon and pre-dissolved to produce a pre-dissolved material, the inner container is infiltrated into the pre-dissolved material, and the pre-dissolved material that has permeated the inner container is And a step of impregnating the preform.

このように、あらかじめ内容器内で溶融金属ケイ素に炭化ホウ素を溶け込ませ、その事前溶解材料の内容器からの浸透を利用して、プリフォームに含浸させることで、プリフォーム含浸時の反応を軽減することができ、クラックを防止することができる。   In this way, boron carbide is dissolved in molten metal silicon in the inner container in advance, and the preform is impregnated using the penetration of the pre-dissolved material from the inner container, thereby reducing the reaction during the impregnation of the preform. And cracking can be prevented.

(3)また、本発明の複合材料の製造方法は、前記内容器は、カーボン製シートにより形成されていることを特徴としている。これにより、溶融ケイ素がカーボンと反応しつつ、内容器を浸透するため、溶融金属をプリフォームに含浸させることができる。   (3) Moreover, the manufacturing method of the composite material of this invention is characterized by the said inner container being formed with the sheet | seat made from carbon. Thereby, since molten silicon reacts with carbon and permeates the inner container, it is possible to impregnate the preform with molten metal.

本発明によれば、プリフォーム含浸時の反応を軽減することができ、クラックの発生を防止できる。   According to the present invention, the reaction at the time of impregnation with a preform can be reduced and the occurrence of cracks can be prevented.

第1の実施形態に係る複合材料の製造方法の一場面を示す平面図である。It is a top view which shows one scene of the manufacturing method of the composite material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the composite material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the composite material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the composite material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the composite material which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the composite material which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the composite material which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the composite material which concerns on 2nd Embodiment. 従来の複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the conventional composite material. 従来の複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one scene of the manufacturing method of the conventional composite material.

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。また、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in order to facilitate understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the respective drawings, and duplicate descriptions are omitted.

[第1の実施形態]
本発明に係るBC/Si複合材料(複合材料)は、炭化ホウ素の強化材と金属ケイ素のマトリックスとからなり、マトリックス中に強化材が分散した構造を有している。BC/Siは、炭化ホウ素(BC、ボロンカーバイド)のプリフォームに金属ケイ素を含浸することで得られる。用いられる金属ケイ素は、単体でも合金でもよい。なお、BC/Si複合材料は、実質的に炭化ホウ素の強化材と金属ケイ素のマトリックスとからなるものであり、若干の不純物を含んでいてもよい。
[First Embodiment]
The B 4 C / Si composite material (composite material) according to the present invention comprises a boron carbide reinforcing material and a metal silicon matrix, and has a structure in which the reinforcing material is dispersed in the matrix. B 4 C / Si is obtained by impregnating metallic silicon into a boron carbide (B 4 C, boron carbide) preform. The metal silicon used may be a simple substance or an alloy. The B 4 C / Si composite material is substantially composed of a boron carbide reinforcing material and a metal silicon matrix, and may contain some impurities.

図1は、複合材料の製造方法の一場面を示す平面図、図2〜図5は、複合材料の製造方法の一場面を示す断面図である。図1および図2に示すように、まず外容器110内に、内容器120を設置し、外容器110の内で、内容器120の外に、炭化ホウ素のセラミック多孔質体からなるプリフォーム130を設置する。なお、図2は、図1の断面Aを矢印の方向から見た断面図である。   FIG. 1 is a plan view showing one scene of a method for manufacturing a composite material, and FIGS. 2 to 5 are cross-sectional views showing one scene of a method for manufacturing a composite material. As shown in FIGS. 1 and 2, first, an inner container 120 is installed in the outer container 110, and a preform 130 made of a ceramic porous body of boron carbide outside the inner container 120 in the outer container 110. Is installed. FIG. 2 is a cross-sectional view of the cross section A of FIG. 1 as viewed from the direction of the arrow.

外容器110は、有底開口の容器であり、溶融金属ケイ素150の含浸時に金属を保持する。そして、内容器120は、有底開口の容器であり、溶融金属を保持しうるが、容器の壁が孔径の細かい多孔体で形成されている。したがって、溶融金属を保持しつつ、所定時間後は浸透により透過する。このように、内容器120は、所定時間、溶融金属を分離できるものが好ましい。このような内容器120は、カーボン製シートを折り込んで作製できる。これにより、溶融金属ケイ素150を溶融させたとき、溶融金属がカーボンと反応しつつ、内容器を浸透するため、内容器120を透過した溶融金属をプリフォームに含浸させることができる。   The outer container 110 is a container having a bottomed opening, and holds the metal when the molten metal silicon 150 is impregnated. The inner container 120 is a container having a bottomed opening and can hold molten metal, but the wall of the container is formed of a porous body having a fine pore diameter. Therefore, it permeates by permeation after a predetermined time while holding the molten metal. Thus, it is preferable that the inner container 120 is capable of separating the molten metal for a predetermined time. Such an inner container 120 can be produced by folding a carbon sheet. Thereby, when the molten metal silicon 150 is melted, the molten metal reacts with the carbon and penetrates the inner container, so that the preform can be impregnated with the molten metal that has passed through the inner container 120.

カーボン製シートは、比重1程度の多孔体であることが好ましく、その場合の厚さは、0.4〜0.8mm程度であることが好ましい。なお、内容器120は、金属ケイ素とは濡れ性の悪い窒化ホウ素の箱に細かい孔を開けて事前溶解材料を浸み出させるものでもよい。このように、内容器120は、必ずしも上記のような形態に限られるものではなく、金属ケイ素150への炭化ホウ素含有材料の事前溶解および、事前溶解材料のプリフォーム130への含浸を妨げることがなければどのような仕切りでもよい。   The carbon sheet is preferably a porous body having a specific gravity of about 1, and the thickness in that case is preferably about 0.4 to 0.8 mm. The inner container 120 may be one in which a fine hole is made in a box of boron nitride having poor wettability with metal silicon and the pre-dissolved material is leached. As described above, the inner container 120 is not necessarily limited to the above-described form, and may prevent pre-dissolution of the boron carbide-containing material into the metal silicon 150 and impregnation of the pre-dissolution material into the preform 130. Any partition may be used.

次に、内容器120内に、炭化ホウ素含有材料140および金属ケイ素150を設置し、図3に示すように金属ケイ素150を溶融させる。炭化ホウ素含有材料140は、溶融させる金属ケイ素150に対して所定の割合以上含まれたものであればよく、たとえばB4C/Si複合材料の端材でよい。また、炭化ホウ素含有材料140は、塊状であってもよく、粉末であってもよいが、炭化ホウ素を重量比で40%以上含むことが好ましい。   Next, the boron carbide-containing material 140 and the metal silicon 150 are placed in the inner container 120, and the metal silicon 150 is melted as shown in FIG. The boron carbide-containing material 140 only needs to be contained in a predetermined ratio or more with respect to the metal silicon 150 to be melted, and may be an end material of a B4C / Si composite material, for example. The boron carbide-containing material 140 may be in the form of a mass or powder, but preferably contains 40% or more of boron carbide by weight.

これにより、図4に示すように含浸前に分離された金属ケイ素150に炭化ホウ素含有材料140が溶けて反応し、事前溶解材料155が生成される。このように、含浸前に金属にプリフォームを構成する材料を溶け込ませることで、プリフォーム130への含浸時の反応を軽減することができ、クラックを防止することができる。   Thereby, as shown in FIG. 4, the boron carbide-containing material 140 is dissolved and reacted with the metal silicon 150 separated before the impregnation, and the pre-dissolved material 155 is generated. Thus, by dissolving the material constituting the preform into the metal before impregnation, the reaction during the impregnation of the preform 130 can be reduced, and cracks can be prevented.

次に、時間を超えると内容器120の側壁から事前溶解材料155が浸み出す。そして、図5に示すように、事前溶解材料155をプリフォーム130に含浸させる。なお、含浸工程において、溶融した金属ケイ素150が直接に接触しないように治具を設け、プリフォーム130を外容器110の底から浮かせてもよい。   Next, when the time is exceeded, the pre-dissolved material 155 oozes out from the side wall of the inner container 120. Then, as shown in FIG. 5, the preform 130 is impregnated with the pre-dissolved material 155. In the impregnation step, a jig may be provided so that the molten metal silicon 150 is not in direct contact, and the preform 130 may be floated from the bottom of the outer container 110.

次に、外容器110内を自然冷却し、室温まで冷却する。このようにして冷却された複合材料160を外容器110から分離して取り出すことで、複合材料160を得ることができる。得られた複合材料160は、たとえば耐衝撃材料として用いることができる。   Next, the inside of the outer container 110 is naturally cooled and cooled to room temperature. The composite material 160 can be obtained by separating the composite material 160 cooled in this way from the outer container 110 and taking it out. The obtained composite material 160 can be used as an impact resistant material, for example.

[第2の実施形態]
上記の実施形態では、事前溶解材料155を、直接、プリフォーム130に含浸させるが、熱膨張率を考慮し両者の間にBC/Si複合材料のセッターを介してもよい。炭化ホウ素の熱膨張率は4.5×10−6/K、ケイ素の熱膨張率は2.6×10−6/Kであるため、金属ケイ素の熱膨張率は、強化材を形成する炭化ホウ素の熱膨張率より小さく、(金属ケイ素の熱膨張率)<(複合材料の熱膨張率)<(炭化ホウ素の熱膨張率)の関係が成立している。BC/Siの熱膨張率は3.0×10−6/Kである。
[Second Embodiment]
In the above embodiment, the preform 130 is directly impregnated with the pre-dissolved material 155. However, a B 4 C / Si composite material setter may be interposed between the two in consideration of the thermal expansion coefficient. Since the thermal expansion coefficient of boron carbide is 4.5 × 10 −6 / K and the thermal expansion coefficient of silicon is 2.6 × 10 −6 / K, the thermal expansion coefficient of metal silicon is the carbonization that forms the reinforcement. The thermal expansion coefficient is smaller than that of boron, and the relationship of (thermal expansion coefficient of metallic silicon) <(thermal expansion coefficient of composite material) <(thermal expansion coefficient of boron carbide) is established. The thermal expansion coefficient of B 4 C / Si is 3.0 × 10 −6 / K.

図6〜図8は、複合材料260の製造方法の一場面を示す断面図である。図6に示すように、まず外容器110内に、セッター270を敷き、セッター270上に、セラミック多孔質体の炭化ホウ素のプリフォーム130を設置する。   6 to 8 are cross-sectional views showing one scene of the method for manufacturing the composite material 260. As shown in FIG. 6, a setter 270 is first laid in the outer container 110, and a ceramic porous boron carbide preform 130 is placed on the setter 270.

次に、図7に示すように、内容器120内に設置した金属ケイ素150を溶融させる。そして、内容器120内で炭化ホウ素含有材料140を金属ケイ素150に溶かし、事前反応させておく。このようにして、生成された事前溶解材料155を、セッター270を介してプリフォーム130に含浸させる。セッター270を介して事前溶解材料155をプリフォーム130に含浸させるため、複合材料260は、残留金属ケイ素150に、直接、接触しない。   Next, as shown in FIG. 7, the metallic silicon 150 installed in the inner container 120 is melted. Then, the boron carbide-containing material 140 is dissolved in the metal silicon 150 in the inner container 120 and reacted in advance. The preform 130 thus produced is impregnated into the preform 130 through the setter 270. Because the preform 130 is impregnated with the pre-dissolved material 155 via the setter 270, the composite material 260 does not contact the residual metal silicon 150 directly.

事前溶解材料155は、金属ケイ素が主成分であり、プリフォーム130を形成するセラミックスの熱膨張率より小さい熱膨張率を有する。したがって、含浸させる事前溶解材料155の熱膨張率は、得られる複合材料260の熱膨張率より小さい。仮にセッター270を設けていなければ、冷却時の複合材料260の収縮により複合材料260に引張力が生じるが、本実施形態ではBC/Si複合材料のセッター270を設けているため、引張力を小さくすることができる。なお、事前溶解材料155が直接に接触しないようにセッター270上に治具を設け、プリフォーム130をセッター270から浮かせてもよい。 The pre-melting material 155 is mainly composed of metallic silicon and has a thermal expansion coefficient smaller than that of the ceramic forming the preform 130. Therefore, the thermal expansion coefficient of the pre-dissolved material 155 to be impregnated is smaller than the thermal expansion coefficient of the resulting composite material 260. If the setter 270 is not provided, a tensile force is generated in the composite material 260 due to the shrinkage of the composite material 260 at the time of cooling. However, in this embodiment, the setter 270 of the B 4 C / Si composite material is provided. Can be reduced. In addition, a jig may be provided on the setter 270 so that the pre-dissolved material 155 does not come into direct contact, and the preform 130 may be floated from the setter 270.

次に、図8に示すように、外容器110内を自然冷却し、室温まで冷却する。複合材料260は、セッター270および事前溶解材料155とともに冷却により収縮するが、材質に応じて収縮率が異なる。複合材料260の収縮率は、金属ケイ素150よりもセッター270の収縮率に近い。したがって、セッター270には金属ケイ素150による引張力が働くが、複合材料260に働く引張力はセッター270によるもののみとなり小さくなる。その結果、形成された複合材料260にクラックが発生し難くなる。このようにして冷却された複合材料260をセッター270から分離して取り出すことで、複合材料260を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 8, the inside of the outer container 110 is naturally cooled and cooled to room temperature. The composite material 260 contracts together with the setter 270 and the pre-dissolved material 155 by cooling, but the contraction rate differs depending on the material. The shrinkage rate of the composite material 260 is closer to that of the setter 270 than the metal silicon 150. Accordingly, the setter 270 is subjected to a tensile force due to the metal silicon 150, but the tensile force acting on the composite material 260 is only due to the setter 270 and is reduced. As a result, cracks are less likely to occur in the formed composite material 260. The composite material 260 can be obtained by separating the composite material 260 thus cooled from the setter 270 and taking it out.

なお、上記のセッター270として炭化ホウ素セラミック多孔質体で形成されているものを用いることもできる。その場合、セッター270を介して事前溶解材料155をプリフォーム130に含浸させるとセッター270にも事前溶解材料155が含浸する。   In addition, what is formed with the boron carbide ceramic porous body as said setter 270 can also be used. In that case, when the preform 130 is impregnated with the pre-dissolved material 155 through the setter 270, the pre-dissolved material 155 is also impregnated into the setter 270.

この場合も、事前溶解材料155が含浸したセッター270が複合材料260に直接に接触することになり、複合材料260は、残留金属ケイ素150と接触しない。そして、(金属の熱膨張率)<(含浸工程後のセッターの熱膨張率)の関係が成り立ち、含浸工程に利用した後のセッター270は、製造される複合材料260の熱膨張率以上の熱膨張率を有する。したがって、複合材料260は冷却時に外部との熱膨張差により受ける引張力が小さくなり、複合材料260にクラックが発生し難くなる。   Also in this case, the setter 270 impregnated with the pre-dissolved material 155 comes into direct contact with the composite material 260, and the composite material 260 does not come into contact with the residual metal silicon 150. The relationship of (metal thermal expansion coefficient) <(thermal expansion coefficient of the setter after the impregnation process) is established, and the setter 270 after being used in the impregnation process has a heat higher than that of the composite material 260 to be manufactured. Has an expansion coefficient. Therefore, the composite material 260 receives a small tensile force due to a difference in thermal expansion from the outside during cooling, and the composite material 260 is less likely to crack.

このようにプリフォーム130の下に、複合材料260と同様若しくは事前溶解材料155よりもプリフォーム130との熱膨張差が小さい材質のセッター270を敷き浸透することにより、冷却収縮による引張力が軽減される。そして、複合材料260の金属含浸時の残留合金における影響から発生する複合材料260の割れ・クラックを抑制することができる。特に、複合材料260を耐衝撃部材として使用する際には、クラックのような不良は人命にも関わるため、効果が大きい。   In this way, the setter 270 made of a material similar to the composite material 260 or having a smaller thermal expansion difference from the preform 130 than the pre-melted material 155 is spread and penetrated under the preform 130, thereby reducing the tensile force due to cooling shrinkage. Is done. And the crack of the composite material 260 which generate | occur | produces from the influence in the residual alloy at the time of metal impregnation of the composite material 260 can be suppressed. In particular, when the composite material 260 is used as an impact-resistant member, a defect such as a crack is also related to human life, so that the effect is great.

(実施例)   (Example)

市販の炭化ホウ素粉末(平均粒径23μm、純度95%以上)にバインダーとして12.8%と水60%を混合したスラリーを型に流しこみ成形したものを、150℃で焼成し、密度1.30g/cmの炭化ホウ素プリフォームを作成した。作成したプリフォームは外容器110内に設置した。また、カーボン製シートを折り込んで形成した内容器には、炭化ホウ素含有材料としてのBC/Si複合材料および含浸に必要量のケイ素合金を入れた。そして、1,410℃で4時間加熱してケイ素合金を溶融させた後、1,550℃で24時間加熱し、事前溶解材料を内容器から透過させると同時に、さらに透過した事前溶解材料をプリフォームに含浸させた。 A slurry obtained by pouring a slurry obtained by mixing 12.8% as a binder and 60% water into a commercially available boron carbide powder (average particle diameter 23 μm, purity 95% or more) into a mold is fired at 150 ° C., and density 1. A 30 g / cm 3 boron carbide preform was prepared. The prepared preform was placed in the outer container 110. In addition, in an inner container formed by folding a carbon sheet, a B 4 C / Si composite material as a boron carbide-containing material and an amount of silicon alloy necessary for impregnation were placed. Then, the silicon alloy is melted by heating at 1,410 ° C. for 4 hours, and then heated at 1,550 ° C. for 24 hours to allow the pre-dissolved material to permeate from the inner container, and at the same time, further permeate the pre-dissolved material. The reform was impregnated.

C/Si複合材料のセッター上にプリフォームを設置した以外は、実施例1の条件と同様にして含浸を行なった。 Impregnation was performed in the same manner as in Example 1 except that a preform was placed on a setter of B 4 C / Si composite material.

(結果)
実施例1として、SiC等による変質部分のない複合材料を得ることができた。実施例1の複合材料には、クラックは見つからなかった。実施例2は、さらにセッターの設置により残留合金に接触せず浸透を行なうことができた。実施例2の複合材料にもクラックなどの不具合は発生していなかった。
(result)
As Example 1, it was possible to obtain a composite material having no altered portion due to SiC or the like. In the composite material of Example 1, no crack was found. In Example 2, it was possible to infiltrate without contacting the residual alloy by installing a setter. There were no defects such as cracks in the composite material of Example 2.

110 外容器
120 内容器
130 プリフォーム
140 炭化ホウ素含有材料
150 金属ケイ素
155 事前溶解材料
160、260 BC/Si複合材料(複合材料)
270 セッター
110 Outer container 120 Inner container 130 Preform 140 Boron carbide containing material 150 Metallic silicon 155 Pre-melting material 160, 260 B 4 C / Si composite material (composite material)
270 setter

Claims (2)

炭化ホウ素の強化材と金属ケイ素のマトリックスとからなる複合材料の製造方法であって、
外容器内に溶融金属を浸透可能にする内容器を設置し、前記外容器内で内容器外に炭化ホウ素のプリフォームを設置し、前記内容器内に金属ケイ素および炭化ホウ素含有材料を設置する工程と、
前記内容器内で金属ケイ素を溶融させ、前記炭化ホウ素含有材料を溶融金属ケイ素に混合し事前溶解させ、事前溶解材料を生成する工程と、
前記事前溶解材料に前記内容器を浸透させ、前記内容器を浸透した事前溶解材料を前記プリフォームに含浸させる工程と、を含むことを特徴とする複合材料の製造方法。
A method for producing a composite material comprising a boron carbide reinforcement and a metallic silicon matrix,
An inner container that allows permeation of molten metal is installed in the outer container, a boron carbide preform is installed outside the inner container in the outer container, and a metal-silicon and boron carbide-containing material is installed in the inner container. Process,
Melting the metal silicon in the inner vessel, mixing the boron carbide-containing material with the molten metal silicon and pre-dissolving to produce a pre-dissolved material;
A method of manufacturing a composite material, comprising: impregnating the inner container into the pre-dissolved material, and impregnating the preform with the pre-dissolved material that has permeated the inner container.
前記内容器は、カーボン製シートにより形成されていることを特徴とする請求項1記載の複合材料の製造方法。
The method for producing a composite material according to claim 1 , wherein the inner container is formed of a carbon sheet.
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