JP5914026B2 - Composite material and manufacturing method thereof - 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およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a composite material composed of a boron carbide reinforcing material and a metal silicon matrix, and a method for producing the same.
従来、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炭化ホウ素複合材料が知られている。例えば、特許文献１記載の炭化ホウ素複合材料は、炭化ホウ素充填材にケイ素成分および反応性炭素質成分を有する溶浸材を溶浸させることで製造されている。溶浸材は、充填材料とその場で形成された炭化ケイ素との間に残った空隙を充填するのに十分な量が提供され、炭化ホウ素により形成される多孔質の塊または予備成形品中の相互接続された孔に溶浸する。
Conventionally, a boron carbide composite material composed of a boron carbide reinforcement and a metal silicon matrix is known. For example, the boron carbide composite material described in
しかしながら、このような炭化ホウ素複合材料では、溶融材料の浸透時にはクラックやメタルベインを誘発し、これが一因となって割れが起こりやすい。割れが生じるときには特に一番弱い部分に生じる。図３は、従来の炭化ホウ素複合材料の断面を示す模式図である。図３に示すように、炭化ホウ素複合材料１００では、炭化ホウ素の多孔質体１０１の空隙に金属ケイ素１０２が充填されており、粗大な空隙１０３の存在により割れが生じやすくなっている。
However, in such a boron carbide composite material, cracks and metal vanes are induced at the time of infiltration of the molten material, and this tends to cause cracks. When cracking occurs, it occurs particularly at the weakest part. FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of a conventional boron carbide composite material. As shown in FIG. 3, in the boron carbide
炭化ホウ素は硬度が高く、被粉砕性に著しく劣る。そのため体積粉砕が進みにくく、表面粉砕で形成される扁平な粒子の割合が、他のセラミック粒子に比べ多い。例えば締め固め充填させてプリフォームを形成しても、プリフォームには粗大な空隙が残りやすい。粗大な空隙はプリフォームの強度低下につながり、炭化ホウ素プリフォームは、他のセラミックプリフォームに比べ強度が低くなりやすい。炭化ホウ素粒子の球形度が、炭化ケイ素並みに高ければ、空隙径を小さくすることができるが、そのような粒種の炭化ホウ素の粉末は少なくとも現在市販されていない。 Boron carbide has high hardness and is extremely inferior in grindability. For this reason, volume pulverization is difficult to proceed, and the proportion of flat particles formed by surface pulverization is larger than other ceramic particles. For example, even if the preform is formed by compaction and filling, coarse voids are likely to remain in the preform. Coarse voids lead to a decrease in the strength of the preform, and the boron carbide preform tends to have a lower strength than other ceramic preforms. If the sphericity of the boron carbide particles is as high as that of silicon carbide, the void diameter can be reduced. However, at least a boron carbide powder of such a grain type is not commercially available at present.
特に、バインダで炭化ホウ素の成形体を作製し炭化させて脱脂して得られたプリフォームでは、粗大な空隙による強度低下の影響は更に大きい。このようなプリフォームの強度低下により、浸透までの形状保持力が劣化し、浸透後のクラックが誘発される。 In particular, in a preform obtained by producing a boron carbide molded body with a binder and carbonizing and degreasing, the effect of strength reduction due to coarse voids is even greater. Due to such a decrease in the strength of the preform, the shape retention force until penetration deteriorates and cracks after penetration are induced.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、浸透時のクラックやメタルベインを防ぎ、割れを生じ難くした複合材料およびそ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 composite material which prevented the crack at the time of osmosis | permeation, and a metal vane, and made it hard to produce a crack, and its manufacturing method.
（１）上記の目的を達成するため、本発明の複合材料は、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る複合材料であって、炭化ホウ素により形成される多孔質体の空隙に金属ケイ素が充填され、１００μｍ□断面内において観察される前記多孔質体の空隙の最大径が１０μｍ以下であることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, the composite material of the present invention is a composite material comprising a boron carbide reinforcement and a metal silicon matrix, and a metal is formed in the voids of the porous body formed of boron carbide. The maximum diameter of the voids of the porous body, which is filled with silicon and observed in the cross section of 100 μm □, is 10 μm or less.
このように、本発明の複合材料は炭化ホウ素の空隙が微小であるため、浸透によるクラックを原因とする強度低下を防止できる。特に、炭化ホウ素で形成された多孔質体は硬度が大きい扁平な粒子が多く含んで形成されているため、有効である。 Thus, since the composite material of the present invention has very small voids in boron carbide, it can prevent a decrease in strength due to cracks due to penetration. In particular, a porous body made of boron carbide is effective because it contains a large number of flat particles with high hardness.
（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、最大粒径４０μｍ以下の炭化ホウ素の原料粉を用いてプリフォームを作製する工程と、金属ケイ素を含む溶融材料を、前記作製された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) Also, the method for producing a composite material of the present invention is a method for producing a composite material comprising a boron carbide reinforcing material and a metal silicon matrix, and using a boron carbide raw material powder having a maximum particle size of 40 μm or less. And a step of impregnating the prepared preform with a molten material containing metallic silicon.
これにより、疎大な空隙が残らないように炭化ホウ素の多孔質のプリフォームを作製でき、金属ケイ素をプリフォームに浸透させる際のクラックの発生を防止することができる。 Thereby, a porous preform of boron carbide can be produced so that no sparse voids remain, and cracks can be prevented when metal silicon penetrates into the preform.
（３）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、最大粒径２０μｍ以下の炭化ホウ素の粉体および最大粒径７０μｍ以下の炭化ホウ素の粉体を混合した原料粉を用いてプリフォームを作製する工程と、金属ケイ素を含む溶融材料を、前記作製された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。 (3) Further, the method for producing a composite material of the present invention is a method for producing a composite material comprising a boron carbide reinforcement and a metal silicon matrix, and a boron carbide powder having a maximum particle size of 20 μm or less and a maximum Including a step of producing a preform using a raw material powder in which a powder of boron carbide having a particle size of 70 μm or less is mixed, and a step of impregnating the produced preform with a molten material containing metallic silicon. It is a feature.
これにより、大きい粒径の粒子により生じた空隙を微小な粒子で埋めて疎大な空隙が残らないように多孔質のプリフォームを作製できる。そして、金属ケイ素をプリフォームに浸透させる際のクラックの発生を防止することができる。また、効率よく充填率を高め、特性を向上できる。 As a result, a porous preform can be produced so that voids generated by particles having a large particle diameter are filled with fine particles so that no sparse voids remain. And generation | occurrence | production of the crack at the time of making a metal silicon osmose | permeate a preform can be prevented. In addition, the filling rate can be increased efficiently and the characteristics can be improved.
（４）また、本発明の複合材料の製造方法は、前記溶融材料を含浸するプリフォームの３点曲げ強度が、２０ＭＰａ以上であることを特徴としている。このように十分な強度を有するプリフォームを用いることで、金属ケイ素を浸透させたときのクラックの発生を防止することができる。 (4) Further, the method for producing a composite material of the present invention is characterized in that the three-point bending strength of the preform impregnated with the molten material is 20 MPa or more. By using a preform having sufficient strength in this way, it is possible to prevent the occurrence of cracks when metal silicon is infiltrated.
本発明によれば、炭化ホウ素の空隙が微小であるため、浸透によるクラックを原因とする強度低下を防止できる。特に、炭化ホウ素で形成された多孔質体は硬度が大きい扁平な粒子が多く含んで形成されているため、有効である。 According to the present invention, since the voids of boron carbide are very small, it is possible to prevent a decrease in strength caused by cracks due to penetration. In particular, a porous body made of boron carbide is effective because it contains a large number of flat particles with high hardness.
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（複合材料の構成）
本発明に係る複合材料（Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料）は、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ、ボロンカーバイド）の強化材と金属ケイ素のマトリックスとから構成されている。図１（ａ）は、単粒度の原料を用いて作製したＢ４Ｃ／Ｓｉ複合材料１０の断面を示す模式図である。Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料１０は、炭化ホウ素により形成される多孔質体１１の空隙に金属ケイ素１２が充填されて構成されている。
(Composition of composite material)
The composite material (B 4 C / Si composite material) according to the present invention is composed of a boron carbide (B 4 C, boron carbide) reinforcing material and a metal silicon matrix. FIG. 1A is a schematic diagram showing a cross section of a B 4 C / Si
炭化ホウ素の多孔質体１１は、粒子間のネッキングにより構成された網目構造（ネットワーク構造）を有する。これにより、複合材料のヤング率や硬度を高くすることができる。Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料１０は、１００μｍ□（一辺１００μｍの正方形（以下、同様））断面内において観察される多孔質体１１の空隙の最大径が１０μｍ以下である。Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料１０は、炭化ホウ素のプリフォームに金属ケイ素を含浸することで得られ、若干の不純物を含んでいてもよい。なお、プリフォームは、金属を含浸する直前の多孔質体を指す。
The
このように、Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料１０は、炭化ホウ素の多孔質体１１の空隙が微小であるため、浸透によるクラックを原因とする強度低下を防止できる。特に、炭化ホウ素で形成された多孔質体１１は硬度が大きい扁平な粒子を多く含んで形成されているため、有効である。
As described above, the B 4 C / Si
なお、炭化ホウ素の多孔質体１１の空隙径は、インターセプト法によって求めることができる。たとえば電子顕微鏡用に研磨調整した試料を観察し、１００μｍ間隔で測定ラインを引き、ライン上にある空隙部分の長さを測定し、最大の長さを最大径とし、全測定長さの平均を平均径として測定できる。
The void diameter of the
（複合材料の製造方法）
上記のように構成されるＢ４Ｃ／Ｓｉ複合材料１０の製造方法を説明する。まず、炭化ホウ素原料粉として粗粒をカットし、最大粒径４０μｍ以下とする。そして、最大粒径４０μｍ以下の炭化ホウ素の原料粉を用いてプリフォームを作製する。プリフォームは、原料粉末にバインダーを加えて成形して脱脂することで作製することができる。炭化ホウ素の粒体を加圧しつつ加熱し、プリフォームを作製してもよい。例えば、カーボン治具により炭化ホウ素の粒体を加圧しながら、ヒータにより加熱することでプリフォームの作製が可能である。
(Production method of composite material)
A method for manufacturing the B 4 C / Si
上記のように原料粒径を小さくすると、粒子の球形度は同程度であっても、空隙径は相対的に小さくなる。そして、プリフォームの強度低下への影響が少なくなり、浸透時にクラックやメタルベインが発生するおそれもを低減できる。その結果、疎大な空隙が残らないように炭化ホウ素の多孔質のプリフォームを作製でき、金属ケイ素をプリフォームに浸透させる際のクラックの発生を防止することができる。 When the raw material particle size is reduced as described above, the void diameter is relatively reduced even if the sphericity of the particles is approximately the same. And the influence on the strength reduction of a preform decreases and the possibility that cracks and metal vanes are generated during penetration can be reduced. As a result, a porous preform of boron carbide can be produced so that no sparse voids remain, and cracks can be prevented when metal silicon is infiltrated into the preform.
なお、溶融材料を含浸するプリフォームの３点曲げ強度は、２０ＭＰａ以上であることが好ましい。このように十分な強度を有するプリフォームを用いることで、金属ケイ素を浸透させたときのクラックの発生を防止することができる。 The three-point bending strength of the preform impregnated with the molten material is preferably 20 MPa or more. By using a preform having sufficient strength in this way, it is possible to prevent the occurrence of cracks when metal silicon is infiltrated.
次に、容器内にプリフォームを設置する。容器は、有底開口の容器であり、後述する溶融金属を保持して、設置されたプリフォームへ浸透させるのに用いられる。プリフォームは、Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料のセッター上に設置できる。 Next, the preform is placed in the container. The container is a container having a bottomed opening, and is used for holding a molten metal, which will be described later, and infiltrating the installed preform. The preform can be placed on a setter of B 4 C / Si composite.
一方、金属ケイ素を含む溶融材料を準備する。その際には、炭化ホウ素含有材料を溶融金属ケイ素に混合し事前に溶解（ドープ）させて準備することもできる。炭化ホウ素含有材料には、Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料の端材を用いることができる。また、炭化ホウ素含有材料は、塊状でも、粉末でもよい。 On the other hand, a molten material containing metallic silicon is prepared. In that case, a boron carbide containing material can be prepared by mixing with molten metal silicon and dissolving (doping) in advance. As the boron carbide-containing material, an end material of a B 4 C / Si composite material can be used. The boron carbide-containing material may be in the form of a lump or powder.
このようにして作製されたプリフォームに、金属ケイ素を含む溶融材料を含浸させる。たとえば１５００℃の温度で６時間以下金属ケイ素を含浸する。含浸工程を行なった後は、容器内を自然冷却し、室温まで冷却された複合材料を容器から分離して取り出す。このようにして得られた複合材料は、加工され例えば耐衝撃材料として用いることができる。 The preform thus produced is impregnated with a molten material containing metallic silicon. For example, the metal silicon is impregnated at a temperature of 1500 ° C. for 6 hours or less. After the impregnation step, the inside of the container is naturally cooled, and the composite material cooled to room temperature is separated from the container and taken out. The composite material thus obtained can be processed and used, for example, as an impact resistant material.
なお、上記では、単一の粒径分布を有する炭化ホウ素を用いて、炭化ホウ素のプリフォームを製造しているが、２つの粒度を有する炭化ホウ素の原料粉末を用いて、プリフォームを製造してもよい。図１（ｂ）は、２粒度の原料を用いて作製したＢ４Ｃ／Ｓｉ複合材料２０の断面を示す模式図である。Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料２０は、炭化ホウ素の粗粒２１（大きい粒径の粒子）および微粒２２（小さい粒径の粒子）で形成された多孔質体の空隙に金属ケイ素２３が充填されることで構成されている。
In the above, a boron carbide preform is manufactured using boron carbide having a single particle size distribution, but a preform is manufactured using a raw material powder of boron carbide having two particle sizes. May be. Figure 1 (b) is a schematic view showing a cross section of B 4 C / Si
２粒度の材料を用いる場合には、最大粒径２０μｍ以下の炭化ホウ素の粉体および最大粒径７０μｍ以下の炭化ホウ素の粉体を混合した原料粉を用いてプリフォームを作製することが好ましい。これにより、粗粒（大きい粒径の粒子）により生じた空隙を微粒（微小な粒子）で埋めて疎大な空隙が残らないように多孔質のプリフォームを作製でき、金属ケイ素をプリフォームに浸透させる際のクラックの発生を防止することができる。また、２粒度の粒子で効率よく充填率を高め、特性を向上できる。 In the case of using a material with two particle sizes, it is preferable to prepare a preform using a raw material powder in which a boron carbide powder having a maximum particle size of 20 μm or less and a boron carbide powder having a maximum particle size of 70 μm or less are mixed. This makes it possible to produce a porous preform so that voids created by coarse particles (particles with large particle diameters) are filled with fine particles (fine particles) and no sparse voids remain, and metal silicon is used as the preform. Generation of cracks when permeating can be prevented. In addition, the filling rate can be increased efficiently and the characteristics can be improved by using particles of two particle sizes.
なお、粗粒と微粒を混合した２粒配合では、充填率は高められるが、部分的に粗大な空隙が残りうる。ただし、炭化ホウ素原料粉として粗粒／微粒の２粒度を配合し、粗粒としては７０μｍ以下を使用することで十分に空隙を小さくすることができる。このように２粒配合とする場合には、単粒の場合に比べると、最大径は大きくできるが、粗粒側の最大径は小さくする必要がある。 In addition, although the filling rate is increased in the case of a two-grain mixture in which coarse particles and fine particles are mixed, a partially coarse void may remain. However, the voids can be made sufficiently small by blending two particle sizes of coarse / fine particles as the boron carbide raw material powder and using 70 μm or less as the coarse particles. Thus, in the case of blending two grains, the maximum diameter can be made larger than in the case of a single grain, but the maximum diameter on the coarse grain side needs to be reduced.
（実施例）
実施例および比較例として各粒度の炭化ホウ素の粉末を配合して複合材料を作製した。図２は、実施例（試料Ｎｏ．５、６、９、１０）および比較例（試料Ｎｏ．１〜４、７、８）の製造の条件および結果を示す表である。
(Example)
As examples and comparative examples, composite materials were prepared by blending boron carbide powder of various particle sizes. 2 is a table showing the manufacturing conditions and results of Examples (Samples Nos. 5, 6, 9, and 10) and Comparative Examples (Samples Nos. 1 to 4, 7, and 8).
まず、各配合の炭化ホウ素の原料粉末を準備した。原料粉末は、炭化ホウ素を粉砕して粉末にし、得られた粉末を篩分け法で粒度に応じて分けた。Ｆ１８０までの粒度は、篩の目開きにより決定し、Ｆ２４０より細かい粒度は、レーザ回折により決定してｄｐ５０を測定した。このようにして得られた各粒度の単粒の炭化ホウ素の粉末（試料Ｎｏ．１〜６）または２粒配合粉末（試料Ｎｏ．７〜１０）を原料粉末とし、バインダーを加えて２０ｍｍ□×５０ｍｍの矩形体の成形体を作製し、成形体の強度を測定した。強度は、３点曲げ強度で測定した。 First, a raw material powder of boron carbide of each formulation was prepared. The raw material powder was obtained by pulverizing boron carbide into powder, and the obtained powder was classified according to the particle size by a sieving method. The particle size up to F180 was determined by the opening of the sieve, and the particle size finer than F240 was determined by laser diffraction to measure dp50. The single particle boron carbide powder (sample Nos. 1 to 6) or the two-grain mixed powder (sample Nos. 7 to 10) obtained in this way was used as a raw material powder, and a binder was added to add 20 mm □ × A 50 mm rectangular compact was produced and the strength of the compact was measured. The strength was measured by a three-point bending strength.
次に、成形体を６００℃で脱脂してプリフォーム（脱脂体）を作製した後、プリフォームの強度を測定し、成形体と同様に３点曲げ強度を測定した。孔径の最大径は顕微鏡観察により測定した。孔径の平均値Ｎ２は、吸着により細孔径測定を行ない、測定した。 Next, after the molded body was degreased at 600 ° C. to prepare a preform (degreasing body), the strength of the preform was measured, and the three-point bending strength was measured in the same manner as the molded body. The maximum pore size was measured by microscopic observation. The average value N 2 of the pore diameter was measured by measuring the pore diameter by adsorption.
次に、１５００℃で金属ケイ素を含浸させ、冷却して取り出し、必要な加工を行なって複合材料の矩形体を得た。そして、浸透後の複合材料の性状を確認した。まず、複合材料に対して炭化ホウ素の多孔質体の孔径測定を行なった。孔径測定は、顕微鏡観察し、インターセプト法で測定した。１００μｍ□断面内において観察される多孔質体の空隙の最大径等を特定した。 Next, metal silicon was impregnated at 1500 ° C., cooled and taken out, and necessary processing was performed to obtain a rectangular body of the composite material. And the property of the composite material after osmosis | permeation was confirmed. First, the pore diameter of the porous body of boron carbide was measured for the composite material. The pore diameter was measured with a microscope and measured by the intercept method. The maximum diameter of the voids of the porous body observed in the 100 μm square cross section was specified.
以上の実験結果によれば、単粒の原料を用いた場合、原料粉を細粒化するほど、空隙径は小さくなり、プリフォーム成形体およびプリフォーム脱脂体の強度とも向上した（試料Ｎｏ．１〜６）。特に炭化ホウ素の最大粒径を４０μｍ以下とすることが好適であることが分かった。複合材料における炭化ホウ素の空隙径が大きい場合の配合では、金属ケイ素の含浸後にクラックが生じたが（試料Ｎｏ．１〜４）、クラック発生の問題は、最大粒径４０μｍ以下の小径の炭化ホウ素粉末を使用した場合には解消されている（試料Ｎｏ．５〜６）。 According to the above experimental results, when a single grain raw material was used, the finer the raw powder, the smaller the void diameter, and the strength of the preform molded body and preform degreased body was improved (Sample No. 1). 1-6). In particular, it has been found that the maximum particle size of boron carbide is preferably 40 μm or less. In the case where the boron carbide in the composite material has a large void diameter, cracks occurred after impregnation with metal silicon (Sample Nos. 1 to 4), but the problem of crack generation is that the boron carbide has a small particle diameter of 40 μm or less. When powder is used, it is eliminated (Sample Nos. 5 to 6).
２粒配合の場合も同様の傾向の結果が得られた（試料Ｎｏ.７〜１０）。２粒配合では、最大粒径を７０μｍ以下とした場合、金属ケイ素の含浸後のクラックが解消された。このとき微粒として最大粒径は２０μｍ以下の炭化ホウ素粉末を用いた。２粒配合では粗粒と微粒の混合比は、６／４であった。なお、単粒および２粒配合の両者に共通して、プリフォームの空隙の最大径は１０μｍ以下でその強度が２０ＭＰａ以上であることが、クラックを回避できる条件であると考えられる。 The result of the same tendency was obtained in the case of blending two grains (Sample Nos. 7 to 10). In the two-grain formulation, cracks after impregnation with metal silicon were eliminated when the maximum particle size was 70 μm or less. At this time, boron carbide powder having a maximum particle size of 20 μm or less was used as fine particles. In the case of blending two grains, the mixing ratio of coarse grains and fine grains was 6/4. In addition, it is thought that it is the conditions which can avoid a crack that the maximum diameter of the space | gap of a preform is 10 micrometers or less and the intensity | strength is 20 Mpa or more common to both a single grain and 2 grain | grain combination.
２粒配合においては、微粒の混合比が低すぎると、所期の空隙細粒化効果が得られない。試料Ｎｏ.１０の配合で、粗粒と微粒との混合比を変化させて同様の試作を行ったところ（試料Ｎｏ.１１〜１６）、微粒の混合比が１０％では１５μｍ程度の空隙が存在し、金属ケイ素の含浸後にクラックが発生した。したがって、微粒の混合比は、２０％以上であることが望ましい。ただし、充填率を考慮すれば、その最大値に近い範囲（粗粒：微粒＝８：２〜５：５）が好ましい。 In the case of blending two grains, if the mixing ratio of the fine grains is too low, the desired void refinement effect cannot be obtained. When the same trial manufacture was carried out by changing the mixing ratio of coarse particles and fine particles with the composition of sample No. 10 (sample Nos. 11 to 16), a gap of about 15 μm exists when the mixing ratio of fine particles is 10% Then, cracks occurred after impregnation with metallic silicon. Therefore, the mixing ratio of the fine particles is desirably 20% or more. However, considering the filling rate, a range close to the maximum value (coarse particles: fine particles = 8: 2 to 5: 5) is preferable.
１０ Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料（複合材料）
１１ 多孔質体
１２ 金属ケイ素
２０ Ｂ４Ｃ／Ｓｉ複合材料（複合材料）
２１ 粗粒
２２ 微粒
２３ 金属ケイ素
10 B 4 C / Si composite material (composite material)
11
21
Claims (4)
炭化ホウ素により形成される多孔質体の空隙に金属ケイ素が充填され、１００μｍ□断面内において観察される前記多孔質体の空隙の最大径が１０μｍ以下であることを特徴とすることを特徴とする複合材料。 A composite material composed of a boron carbide- only reinforcement and a metallic silicon matrix,
The voids of the porous body formed of boron carbide are filled with metal silicon, and the maximum diameter of the voids of the porous body observed in a cross section of 100 μm □ is 10 μm or less. Composite material.
最大粒径３２μｍ以下の炭化ホウ素の原料粉を用いてプリフォームを作製する工程と、
金属ケイ素を含む溶融材料を、前記作製された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 of manufacturing a composite material comprising a boron carbide- only reinforcement and a metallic silicon matrix,
Producing a preform using a raw material powder of boron carbide having a maximum particle size of 32 μm or less;
Impregnating the prepared preform with a molten material containing metallic silicon, and a method for producing a composite material.
最大粒径１９μｍ以下の炭化ホウ素の粉体および最大粒径７０μｍ以下の炭化ホウ素の粉体を、前記最大粒径７０μｍ以下である炭化ホウ素の粉体が合計に対し６０ｗｔ％以下となるように混合した原料粉を用いてプリフォームを作製する工程と、
金属ケイ素を含む溶融材料を、前記作製された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 of manufacturing a composite material comprising a boron carbide- only reinforcement and a metallic silicon matrix,
The boron carbide powder having a maximum particle size of 19 μm or less and the boron carbide powder having a maximum particle size of 70 μm or less are adjusted so that the boron carbide powder having the maximum particle size of 70 μm or less is 60 wt% or less of the total. A step of producing a preform using the mixed raw material powder;
Impregnating the prepared preform with a molten material containing metallic silicon, and a method for producing a composite material.
The method for producing a composite material according to claim 2 or 3, wherein a three-point bending strength of the preform impregnated with the molten material is 20 MPa or more.
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