JPH0328337A - セラミック粒子強化型金属基複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミック粒子強化型金属基複合材料の製造方
法に係わり，特にセラよ冫ク粒子がそれぞれ互いに接触
することなく金属マトリックス中に極めて均一かつ緻密
に分散した状態の復合材料を比較的簡単な方法で製造す
る方法に関する．〔従来の技術と問題点〕 セラミック粒子強化型金属基複合材料は，マトリックス
金属材料を結合材として，分散材であるセラミック粒子
自身の性質を利用する材料であり，超硬合金やサーメッ
トあるいは電気接点など実用化されているものが多い．
例えば，ＷＣ−Ｃｏ．ＴｉＣ−Ｎｉ−Ｍｏ等のサーメッ
トは，セラミック粒子（ＷＣ，Ｔｉｃ）を金属マトリッ
クス（Ｃｏ，Ｎｉ−Ｍｏ）中に細かく分散させた材料で
あり．セラミックスの脆性を金属の延性によって補強し
た強靭でしかも耐熱性．耐摩耗性に優れた複合材料であ
る． このような複合材料が．材料としての優れた特性を得る
ためには，セラミック粒子の周囲に，金属マトリックス
が緻密に，ｗ４目状に充填した組織が必要である．すな
わち，粒子同士が互いに接触することなく．均一かつ緻
密に分散した状態が望まれる．従来，このような粒子強
化複合材料は，それぞれの戒分の原料粉末を機械的に混
合し．この混合粉末の成形体を液相焼結するという粉末
冶金法によって製造されてきた。しかし．比重等の物性
が異なる２種類以上の粉末を均一に混合することは非常
に困難であり．このように不均一な混合粉末を戒形，焼
結して得られる焼結体も金属マトリックス中にセラξツ
ク粒子が均一に分散した＆Ｉｌｖａとはなり難く，粒子
同士が集積した部分が生じたり，マトリックス部分が異
常に威長した偏りのある＆ｌｍになりやすい． また，液相焼結においては溶融金属によって固体粒子が
完全にぬれることが前提条件であり，ぬれの悪い系の液
相焼結は不可能である．すなわちセラミック粉末と金属
粉末を機械的に混合した混合粉末を或・形し，これを液
相焼結しようとした場合．セラ壽ツクスに対してぬれの
悪い溶融金属はセラａツク粒子と完全に分離し，成形体
は崩壊してしまう．セラ藁ツクスに対してぬれの良い金
属の種類は少なく，新しい金属／セラミックス系複合材
料を開発する上で大きな障害となっている．このような
金属／セラミックス界面のぬれの間題も含めて，複合材
料における界面は非常に重要な役割を演じているにも関
わらず．現在もつとも扱いにくい問題の一つであり．そ
の解決の手法が模索されている．例えば金属／セラミッ
クス系複合材料では界面反応により脆い金属間化合物が
生威しやすく，材料としての十分な強度を得る場合の大
きな障害となっている．したがって，？３［合材料を開
発するにあたっては，良好なぬれおよび確実な接合を呈
する最適な界面を作れるか否かが実用化の成否を決める
ことになる． 同一出願人に係る特開昭６３−２８６５３７号公報にお
いて．微細な粒子（その材料は有機無機を問わない）の
表面にこれとは固溶しない金属材料の被覆を施して威形
および焼結する粒子分散型複合材料の製造法を提案した
．また，この公報記載の発明の実施例では．微細なアル
ミナ粉に銅のスパッタリング被覆を施したうえ更に電気
銅めっきを施した複合粉末を作り，これを戒形し，この
戒形品を鋼の融点以下の温度（９５０゜Ｃ）で焼結した
例を示した． この方法によると，セラミック粉と金属粉を機械的に混
合して威形焼結する場合に比べてマトリックス中にセラ
ミック粒子が緻密で均一に分散しした複合材料を得るこ
とができるが，セラミック粒子に直接的に銅を被覆する
ので．ぬれ性の問題から融点以上の温度で焼結できず，
したがって，焼結強度になお問題があり，特にセラミッ
ク粒子の粒径がさらに大きな場合にはなお一層の改善が
求められた． 〔発明の目的〕 したがって．本発明の目的とするところは，特開昭６３
−２８６５３７号公報で提案した方法をさらに改善し．
特にアルミナセラミック粒子を分散剤とする銅またはニ
ッケルマトリックスの良品質の複合材料を製造すること
にある． 〔発明のｔｉ威〕 本発明によれば，アルミナセラミック粉末の個々の粒子
表面にチタン下地被覆を施したうえ更に銅被覆を施して
なる複合粉末を所望形状に戒形し，この成形体を銅の融
点以上の温度で焼結処理することを特徴とする銅マトリ
ックス中に該セラミ・ンク粒子が分散してなるセラミッ
ク粒子強化型金属基複合材料の製造方法，並びにアルミ
ナセラ果ツク粉末の個々の粒子表面にチタン下地被覆を
施したうえ更にニッケル被覆を施してなる複合粉末を所
望形状に成形し．この成形体をニッケルの融点以上の温
度で焼結処理することを特徴とするニッケルマトリック
ス中に該セラξツク粒子が分散してなるセラミック粒子
強化型金属基複合材料の製造方法を提供する．そのさい
該複合粉末におけるアルミナセラミック粒子は好ましく
はその粒径が１０／／曽から１５０　Ｂ　ｍの範囲．全
被覆金属中のチタン下地被覆層の割合は好ましくは３〜
２０ｗｔ．Ｘの範囲．全被覆金属は好ましくは３５Ｖ６
ｌ％から５０ｖｏ　Ｉ％の範囲とする．また複合粉末の
チタン下地被覆はスパッタリング法により．その上の銅
またはニッケルの被覆層はめっき法により形威させる．
〔発明の詳述〕 第１図は，セラミック材料Ａからなる粒子１とこれとば
ぼ同径の金属材料Ｂからなる粒子２とを機械的に混合し
たうえ．この混合粉末を成形した状態を図解したもので
ある。図示のように，機械的に混合しただけでは粒子ｌ
の周囲に粒子２が均等な割合で存在しているとは限らな
い．特に粒子ｌと２との比重差が大きいほど，また各粒
子の粒径が小さいほど，粒子１の各々の周りに存在する
粒子２の割合変化が生じ．場合によっては同し種類の粒
子ｌ同士が隣合って存在したり，同し種類の粒子２同士
が隣合って存在することもあり，ミクロ的に見た場合に
はセラミックＡと金属Ｂの組威割合が場所によって異な
ることになる。なお，このような粉末威形体中には粒子
間に空間３が必ず存在する． 第２図は．第１図の成形体を焼結した場合の状態を図解
したものであり．第１図の金属粒子２は焼結温度で融解
して金属Ｂのマトリックス４を形戒する．そしてこのマ
トリックス４には気孔３゜が所々散在することになる。

この焼結体においても第１図の成形体のときの各粒子の
偏りがそのまま持ちきたされてしまう．すなわち，成形
体におけるセラミック粒子１同士の間隔の違いが焼結体
でも現れ，緻密化のばらつきを引き起こし，残留する気
孔が大きく，マクロ的には焼結体の寸法精度が悪くなる
恐れもある． 第３図は．第１図と同じセラミック材料Ａからなる同粒
径の粒子ｌの一個一個に，第１図と同じ金属材料Ｂから
なる被覆５を施してなる複合粉末の戒形状態を図解した
ものである．この場合には複合粉末同士が隣接すること
になるので．その核となっているセラ【ツク材料Ａの粒
子１は，どの粒子もその近傍に実質上等しい割合のＢ材
料が存在することになり．場所によってＡとＢの組或割
合が相違することはない．すなわち，このような複合粉
末の成形体はくクロ的にもマクロ的にも粒子Ｉぱ被覆５
を介して均一に且つ互いに接触することなく分散した状
態となる．このような成形体を金属材料Ｂの融点以上の
温度で焼結して得られる焼結体は第４図に示したように
セラミック材料Ａの粒子１が均一かつ緻密に分散した組
識となり，また．残留気孔も小さく．寸法精度の良いも
のとなる．これが，本発明で採用する特徴的なメカニズ
ムであり，これによって，セラミ八ク粒子が金属マトリ
ックス中に極めて均一にかつ互いに接触しないで分散し
たセラミック粒子強化型金属基複合材料を製造するので
ある． 本発明では，分散させるべきセラＱ　７ク粒子として特
にアル旦ナセラミックを採用するが．アル壽ナに対して
一般の金属材料は溶融時のぬれが悪く，液相焼結は不可
能である．しかし，活性金属であるチタンを介在させる
ことで，接触角が低下しぬれが改善される。また，チタ
ンは酸素との結合力が大きいため，セラミックスと金属
との接合においてろう材としても機能する． すなわち本発明は．分散させるアルミナセラごツタ粒子
の表面に，まず，活性金属であるチタンを下地被覆し．
さらにその上にマトリックス金属となる銅またはニッケ
ルを１被覆した２Ｎ被覆を持つ複合粉末を作製し，これ
を原料粉末とすることによって，焼結時における，溶融
金属にょるセラξツク粒子の完全なぬれを実現させて液
相焼結を可能にすると共に，チタンとアルξナとの界面
反応により．マトリソクス金属とアルもナ粒子間の良好
な接合を達戒したものである。

第５図は本発明に従う複合粉末の代表的な粒子断面を示
したものであり，アルミナセラミック粒子６の全表面に
薄いチタン下地被覆Ｎ７が均一に施され．このチタン下
地被覆層７の全表面にマトリックス形或用金属（銅また
はニッケル）の被覆８が均一に施されている． このチタン下地被覆は同一出願人に係る特願平１　−７
４７７０号（平戒１年３月２７日出願．微粉末を被覆す
る方法）に準して行うことができる．これは回転弐バレ
ル型スパッタリング室を本体とする装置により．粉末の
一次粒子表面に均一なスパッタ被覆を施すものである．
本体のスパッタリング室は例えば直径５００ｍｍ，　長
さ３００ｍｍ程度のステンレス製の円筒状であり，これ
が水平軸を中心にモーター駆動により低速回転すること
によって，室内に粉末の流動層を形威する。室内中心付
近には被覆材料となるターゲット（チタン）を室内の粉
末流動層に向かい合うように固定し．マグネトロンスパ
ッタ方式による被覆を行う．スパッタリング室には真空
排気系，雰囲気ガス導入系の配管が接続されている．ま
た，粉末の減圧加熱処理室．流体ジェットミルがスパッ
タリング室とパイプにより連結されており，粉末の加熱
処理室からスパッタリング室への導入，スパッタリング
室から流体ジェットミルへの導入による粉末の解砕．さ
らに加熱処理室への再導入という一連の粉末処理を連続
で行うことができ，スパッタ中の微粉末の一次粒子分散
を可能にしている。被覆方法の基本的原理はバレル型ス
パッタリング室を処理粉末に適した速度で回転させ，室
内に粉末の流動層を形成しながら，所定雰囲気下でスパ
ッタリングを行うものである．なお，本発明で対象とす
るアルミナ粒子は粒径が１０μ−から１５０μ−と比較
的大きいので凝集する恐れが少ない。このため，流体ジ
ェット旦ルによる解砕は行われずスパッタリング室内に
て連続被覆が可能である． 一方，このチタンスバッタを終えた粉末は次いで銅また
はニッケル被覆を施すのであるが．これは，同じく同一
出願人に係る平７ｉ！１年５月２６日付け特許ｒｆＡ（
末番，粉末のコーテンイグ方法および装置）に提案した
粉末のコーティング装置によって行うことができる．こ
の装置は．底面に円形の陰極を有する円筒状のバレル容
器を本体とする内部陽極式傾斜バレルめっき装置により
粒子の一個一個に均一な電気めっきを施すものである．
後記の実施例で試作した複合粉末の作製には．アクリル
樹脂製の小型バレル容器を用いたが，その形状は直径８
０ＩＩｌｍ，高さ９５ｍ＋＋ｓで，陰極は直径３６ＩＩ
Ｉ１のステンレスｔｌｉｌ　（ＳＵＳ３０４）円盤であ
る．バレル容器の内壁には高さ２ｍ−の邪魔板が４カ所
に設けてあり．粉末の撹拌が十分に行えるようになって
いる．バレル容器は４５度の角度に傾けた状態でモータ
ー駆動により回転させる．被覆方法の原理は，バレル容
器内に粉末を入れ．めっき液を満たし，陽極板をめっき
液中に浸漬した状態でバレル容器を回転させる．これに
より陽極と陰極の間に粉末の流動層が形成されるので．
両極間に通電してめっき液中の金属イオンを粉末表面に
析出させるものである。

そのさい．陰極には液中の金属イオンが析出せずに粒子
表面に析出するには，粒子表面が十分に導電性でなけれ
ばならない．チタン被膜が形威されていてもその最外表
面には酸化チタンの被覆が形成されているとこの導電性
が十分ではない。このために，この電気めっきを施す粒
子表面に導電性の皮膜を予め形威させておくのがよい。

これは無電解めっき法を採用すればよく．一般的に用い
られている市販の各種無電解めっき液が通用できる。処
理方法としては．めっき液の入った容器中で撹拌翼によ
り粉末を分散させて，各粒子上で均一な析出反応を起こ
させる．なお無電解めっきに先立つ触媒化に関しても，
市販の処理液を適用し同欅な方法で処理する． 本発明で採用するアルミナセラミック粒子の粒径は１０
μ湯から１５０μ階の範囲とする。粒径が１０ｔＪｍよ
り小さい粒子では前記の電気めっき法による被覆に際し
て，粒子の舞い上がりによるめっき不良や，流動不足に
よる凝集等の問題が生じるし．粒径がｌ５０μｍを越え
る粒子の場合には，液相焼結時の粒子再配列機構によっ
て緻密化が起こりに＜＜，また得られる焼結体も分散粒
子が大きすぎるために分散効果が小さく，複合材料とし
ての十分な特性が期待できなくなる． アルミナ粒子に下地被覆するチタンの量は，マトリック
ス金属によって適切な範囲があり，マトリックス金属が
銅の場合，その効果が期待されるチタンの量は被覆金属
全体に対して３　ｗｔ．χから２０ｗｔ．Ｘの範囲であ
る。チタン量が３　ｗｔ．χより少ない場合はぬれ性の
改善効果が小さく，気孔が多く脆い焼結体しか得られな
いため３−ｔ．χ以上のチタンが必要である。しかし，
チタンが２０ｗｔ，χより多くなると，Ｃｕ−Ｔｉ系状
態図に見られるＴＩ　Ｃ　ｕｓ＋ＴｉｔＣｕｓ，ＴｉＣ
ｕ，ＴｉｉＣｕ等の金属間化合物の生或量が添加チタン
量に応じて多くなってくる。

これらの金属間化合物は脆いため．得られる焼結体の強
度低下をまね＜．シたがって，添加するチタンの量は２
０ｗｔＪ以下が好ましい．一方，マトリックス金属がニ
ッケルの場合，その効果が期待されるチタンの量は被覆
金属全体に対して２ｗｔ．χから１０ｗｔ．Ｘの範囲で
ある．チタン量が’ｌ　ｗｔ．χより少ない場合はぬれ
性の改善効果が小さく，気孔が多く脆い焼結体しか得ら
れないため，　　２ｉ１ｔ．χ以上のチタンが必要であ
る。しかしチタンがｌＱｗｔ．′ｊ．より多くなると，
Ｎｉ−Ｔｉ系状態図に見られるＴｉＮｉ，ＴｉＮｉ．Ｔ
ｉｚＮｉ等の金属間化合物の生或量が添加するチタン量
に応じて多くなってくる。これらの金属間化合物は脆い
ため，得られる焼結体の強度低下をまねく。したがって
，添加するチタンの量はｌＱｗｔ．χ以下が好ましい． チタン下地被覆層とマトリックス金属被覆層を合わせた
全被覆金属量は，　３５ｖｏｌ．χから５０ｖｏｌ．Ｘ
の範囲となるようにする．液相焼結時の粒子再配列機構
により完全な緻密化を達成するためには３５νｏｌ．χ
以上の液相量が必要であり．３５νｏｌ．！より少ない
場合は気孔の多い焼結体しか得られない．また，マトリ
ックス金ＷＡ量が５０ｖｏｌ．！より多くなると分散材
であるセラξツク粒子の量に比較して゜７トリックスの
量が多くなりすぎるため，粒子の分散が緻密でなくなり
，複合材料としての特性が期待できなくなる．同時に，
焼結時の液相量が多くなりすぎるために焼結体が変形す
るおそれがある。

このようにして作製した複合粉末の戒形にあたっては，
冷間ブレス成形，ホットプレス戒形，真空ホントプレス
威形，熱間押し出し戒形，スリップキャスティング，Ｃ
ＩＰ，ＨＩＰ，粉末圧延成形等の一般に用いられている
方法のいずれを用いてもよい。

得られた成形体を焼結するにあたっては，ｗ４被覆の場
合には鋼の融点（１０８３゜Ｃ）以上の温度，ニッケル
被覆の場合にはニッケルの融点（１４５３℃）以上の温
度で焼結処理する．そのさい，融点よりあまり高いとセ
ラミック粒子の配列に変化が起きるので融点〜１５０゜
Ｃ，好ましくは融点〜ｌＯＯ゜Ｃの範囲の焼結温度を採
用するのがよい．いずれにしても，下地被覆層のチタン
によって界面におけるぬれと接合が最適となるような温
度と時間のもとで行うことが必要であり．これによって
．複合粉末を用いたことによる前述の特徴が活かされた
セラξツク粒子強化型金属基複合材料が得られる。その
際．雰囲気としては真空中，不活性雰囲気．還元雰囲気
あるいは酸化雰囲気など，焼結雰囲気を適切に選定して
行うことも有利である．本発明によって得られるセラミ
ンク粒子強化型金属基複合材料は，その特性の向上は単
に機絨的強度のみならず，耐熱性．耐食性，硬度，熱伝
導性，加工性，切削性等の工業上極めて有用な広い諸特
性に及ぶものであり．したがって新しい特性を有する新
材料を市場に供給できる． 〔実施例および比較例〕 本発明を適用してセラミック粒子強化型金属基複合材料
を製造した実施例を銅系について第１表に．ニッケル系
について第２表に，それぞれ比較例と共に示した． 以下に，これらの実施例および比較例の詳細を述べる． アミルナセラ旦ツク粒子として，■マイクロン社製のア
ルξナ球状微粒子を用いた。このアルミナ粒子に下記の
条件でチタンをスパッタリングにより被覆した．スパッ
タリングは前記したように特願平１−７４７７０号（平
或ｌ年３月２７日出願，微粉末を被覆する方法）に準じ
て行った． チタンのスパッタリング条件 型式：マグネトロン型 ターゲット：チタン ガス：アルゴン 出力：５００Ｗ 圧力：　４　Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒ バレル回転数：５ｒμｍ 粉末Ｎ　：　２００ｇ チタンの被覆量は．該第１表および第２表に示した組戒
となるようにスパッタリング時間をｊＪｌ節した． このチタンスパッタリング被覆をもつ実施例１〜６，比
較例２〜３．６〜７のアルミナ粉末，およびチタン被覆
を施さない比較例１と５のアルξナ粉末の各４０ｇに，
下記の条件で２液式の触媒化処理を行った。

触媒化処理条件 奥野製薬■製ＴＭＰセンシタイザー 標準組ｒｔｉ．液１１２５゜Ｃ，　　５分間奥野製薬■
製ＴＭＰアクチベーター 標準組戒液１ｌ，２５゜Ｃ，　　５分間なお，各処理の
後には３分間の水洗を各３回ずつ行った． この触媒化処理を施した粉末のうち．第１表の銅系のも
のには下記の条件で無電解銅めっきを施した後、傾斜バ
レル式電気銅めっきを行った．また，第２表のニッケル
系のものには下記の条件で無電解ニッケルめっきを施し
た後，傾斜バレル式電気ニッケルめっきを行った。傾斜
バル式電気めっきは前記した平成１年５月２６日付け特
許願（未番，粉末のコーテンイグ方法および装置）に記
載の粉末へのコーティング方法に準して行った。銅およ
びニッケルの被覆量はそれぞれ第ｌ表および第２表に示
した組戒となるように通電時間を調節した． ｔ！！４電解銅めっき条件 奥野製薬■製　ＯＰＣカッパー 標準＆［ｌ威液１４！，５０″Ｃ，　　５分間傾斜バレ
ル式電気銅めっき条件 浴組戒：ビロりん酸銅　　　　　２８ｇ／　１ビロりん
酸カリウム　２５４ｇ／　１２くえん酸カリウム　　　
２３ｇ／　Ｑ 陽極：銅板 陰極：ステンレス円盤 浴温：２０〜３０゛Ｃ 電流密度：　１４．７Ａ／ｄ＋＊” バレル回転数：１０〜９０ｒｐＩｌ 無電解ニッケルめっき条件 奥野製薬■製　ＴＰＭ化学ニッケル 標準組戒液Ｍ！，３０″０．２０分間 傾斜バレル式電気ニッケルめっき条件 浴組成：硫酸ニッケル　　　　１５０ｇ／　１塩化アン
モニウム　　　１５ｇ／　１ ほう酸　　　　　　　　１５ｇ／　１ 陽極：ニッケノレ手反 陰極；ステンレス円盤 浴温：２０〜３０℃ 電流密度：　１４．７Ａ／ｄａ” バレル回転数：ｌＯ〜３Ｑｒｐ鴨 なお通電時間にともなう被覆金属量の増加や粒子の表面
状態の変化により．粒子の流動性が悪くなってくるため
．常に均一な流動状態を維持する目的でバレル回転数を
上記の範囲で連続的に大きくした．得られた複合粉末を
よく水洗し，エタノールで洗浄後，ブフナーロートで吸
引濾過し，ついで温風乾燥機中で６０℃で２時間乾燥し
た。

比較例４および８は，上記の被覆方法をいっさい行わず
，単に各戒分の粉末をそれぞれ実施例２および５と同じ
組或となるように混合したものである．混合に用いた金
属粉末は福田金属箔粉工業■製の純銅粉末（粒径４３μ
一以下）と■高純度化学研究所製の純チタン粉末（粒径
４３μ閘以下）および純ニッケル粉末（粒径４３μ情以
下）でありアルもナ粉末は他の例と同種のものである。

混合は乳鉢中で乳棒により行ったが，できるだけ均一に
混合するために粘結剤としてグリセリンをｌｗｔ．２添
加した． 各例で作製した各複合粉末および混合粉末を３ｔｏｎ／
ｃ＠”の圧力で金型戒形し，直径ｌ０１，高さ約１０ｍ
＋ｉの円柱状成形体とした。次いでこの成形体を黒鉛る
つぼ内に並べ，タングステン炉を用いて５Ｘ　１０−’
丁ｏｒｒの真空中において，毎分ｌＯ℃で昇温し．銅系
のものは１ｌ５０゜Ｃで，ニンケル系のものは１５００
゜Ｃで１時間焼結した．その後，約４時間かけて炉冷し
．各試料について気孔率とビッカース硬度を測定した。

なお，気孔率は見掛け比重と理論比重から換算し，ビッ
カース硬度は荷重１０ｋｇで測定した．各測定結果を第
１表および第２表に示した．第１表および第２表の結果
から．本発明による複合材料はいずれも良好な焼結状態
を有して気孔率が低く．銅系のものでは銅単体の硬度Ｈ
ｖ５０より十分に高い硬度を２ニッケル系のものではニ
ッケル単体の硬度Ｈｖ６３より十分に高い硬度を示して
おり，粒子分散強化の効果が現れている．これに対して
．チタン被覆無し、の比較例ｌおよび５では，焼結中に
成形体が崩壊し，焼結体を得ることができなかった．こ
れは焼結中に溶融した金属とアルミナ粒子とが完全に分
離したためであると考えられる．また比較例２および６
ではチタンの被覆量が十分でなく，気孔がかなり多く脆
い焼結体しか得られなかった．一方．チタン量の多い比
較例３およぴ７では気孔率が最も小さい焼結体が得られ
たが，それぞれ実施例１から３および実施例４から６に
比べて硬度が低くなっている．これは，過剰のチタンに
よりアル旦ナ粒子と金属との界面に脆い金属間化合物が
生威したことによるものである．さらに混合粉末による
比較例４で得られた焼結体は．同じ組或である複合粉末
による実施例２の焼結体に比べて気孔率が大きい．これ
らの焼結体を光学顕微鏡で観察したところ，実施例２の
ものではアルミナ粒子が互、いに接触せず均一に分散し
た残留気孔が少ない高密度な組織を有していることがｉ
！認できた．しかし，比較例４では大きな残留気孔が数
多く存在し．アルミナ粒子の分散が不均一で，粒子同士
が集合している部分や．金属のみが偏在している部分が
みられた．同様な組織の差は．実施例５と比較例８の場
合についてもみられた． 以上のことから，他の比較例に対して，本発明に従うセ
ラミック粒子強化型金属基複合材料の特性の優位性は明
らかである．これは，複合材料の原料粉末として２１！
ｌの被覆層を持つ複合粉末を用いたことによるものであ
る．すなわち　チタンの下地被覆層がアルミナ粒子に対
する溶融金属のぬれ性を改善し液相焼結を可能にしたこ
と．並びにアルミナ粒子にマトリックス金属を被覆する
ことにより成形体の状態ですでにアルくナ粒子を均一か
つ緻密に分散させることができたためである。

【図面の簡単な説明】

第１図はセラξツク粒子とこれとほぼ同径の金属粒子と
を機械的に混合して戒形した状態を図解した略断面図，
第２図は第１図の成形体を焼結した場合の状態を図解し
た略断面図，第３図は第１図と同じセラ旦ツク粒子の一
個一個に第１図と同し金属の被覆を施してなる複合粉末
の戒形状態を図解した略断面図，第４図は第３図の成形
体を被覆金属の融点以上の温度で焼結した場合の状態を
図解した略断面図．第５図は本発明に従う複合粉末の構
造を示す粒子断面図である． １・・セラミック材料Ａからなる粒子．２・・金属Ｂか
らなる粒子， ３・・粒子間の空間． ４・・金属Ｂのマトリックス， ３′・・気孔． ５・・金属Ｂの被覆， ６・・アルミナ粒子， ７・・チタン下地被覆層， ８・・銅またはニッケル被覆層。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミナセラミック粉末の個々の粒子表面にチタ
   ン下地被覆を施したうえ更に銅被覆を施してなる複合粉
   末を所望形状に成形し、この成形体を銅の融点以上の温
   度で焼結処理することを特徴とする銅マトリックス中に
   該セラミック粒子が分散したセラミック粒子強化型金属
   基複合材料の製造方法。
2. （２）セラミック粉末は粒径が１０μｍから１５０μｍ
   の範囲にあり、全被覆金属中のチタン下地被覆層の割合
   は３〜２０ｗｔ．％の範囲にある請求項１に記載の製造
   方法。
3. （３）アルミナセラミック粉末の個々の粒子表面にチタ
   ン下地被覆を施したうえ更にニッケル被覆を施してなる
   複合粉末を所望形状に成形し、この成形体をニッケルの
   融点以上の温度で焼結処理することを特徴とするニッケ
   ルマトリックス中に該セラミック粒子が分散したセラミ
   ック粒子強化型金属基複合材料の製造方法。
4. （４）セラミック粉末は粒径が１０μｍから１５０μｍ
   の範囲にあり、全被覆金属中のチタン下地被覆層の割合
   は２〜１０ｗｔ．％の範囲にある請求項３に記載の製造
   方法。
5. （５）複合粉末の全被覆金属は３５ｖｏｌ％から５０ｖ
   ｏｌ％の範囲にある請求項１または３に記載の製造方法
   。
6. （６）複合粉末のチタン下地被覆はスパッタリング法に
   より、その上の銅またはニッケルの被覆層はめっき法に
   より形成させる請求項１または３に記載の製造方法。