JPH0397679A - Production of metal/ceramics composite - Google Patents

Production of metal/ceramics composite

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JPH0397679A
JPH0397679A JP23464889A JP23464889A JPH0397679A JP H0397679 A JPH0397679 A JP H0397679A JP 23464889 A JP23464889 A JP 23464889A JP 23464889 A JP23464889 A JP 23464889A JP H0397679 A JPH0397679 A JP H0397679A
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ceramic
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ceramics
concentrical
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Naoki Uno
直樹 宇野
Shoji Shiga
志賀 章二
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CHIYOUDENDOU HATSUDEN KANREN KIKI ZAIRYO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
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CHIYOUDENDOU HATSUDEN KANREN KIKI ZAIRYO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
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Abstract

PURPOSE:To obtain the composite having excellent wear resistance, heat resistance, strength, electrical conductivity, and thermal conductivity by subjecting the concentrical laminate of metallic cylindrical bodies and ceramics cylindrical bodies to diametral reduction working, then to a heating treatment at a specific temp. CONSTITUTION:The concentrical laminate is formed by concentrically and alternately disposing plural pieces of the metallic cylindrical bodies and the ceramics cylindrical bodies. This concentrical laminate is subjected to the diametral reduction working. The concentrical laminate after the diametral reduction working is subjected to the heat treatment at the temp. below the m.p. of the above-mentioned metal, by which the desired metal/ceramics composite is obtd. The diametral reduction working stage and the heat treatment stage are preferably executed alternately plural times after the stage for producing the concentrical laminate. The method for forming the concentrical laminate is exemplified by a multifilament method to be executed by forming the ceramics to extremely fine multicores, a jelly roll for winding the sheet like ceramics and metal in multiple layers, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、センサ、傾斜機能材料、超電導導体、マグネ
ット、およびケーブル等に応用される金属・セラミック
ス複合体の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a metal-ceramic composite that is applied to sensors, functionally gradient materials, superconducting conductors, magnets, cables, and the like.

[従来の技術及びその課題] 従来、金属・セラミックス複合体としては、タングステ
ンー炭化タングステン、銅−アルミナ、アルミニウムー
アルミナ、銀一酸化カドミウム等の原料粉末を所望形状
に形成することにより得られるものがある。これらの金
属・セラミックス複合体は、耐摩耗性、耐熱性、高強度
、電気良導性、熱良導性等の特性を持つ。このため、電
気接点材料、加工工具、機械構造部材等に利用されてい
る。
[Prior art and its problems] Conventionally, metal-ceramic composites have been obtained by forming raw material powders of tungsten-tungsten carbide, copper-alumina, aluminum-alumina, silver cadmium monoxide, etc. into a desired shape. There is. These metal-ceramic composites have characteristics such as wear resistance, heat resistance, high strength, good electrical conductivity, and good thermal conductivity. For this reason, it is used in electrical contact materials, processing tools, mechanical structural members, etc.

しかしながら、これらの金属・セラミックス複合体は、
廉価であるが、十分に満足できる特性を有するものでは
ない。
However, these metal-ceramic composites
Although it is inexpensive, it does not have fully satisfactory characteristics.

また、金緘・セラミックス複合体として、例えば、ハス
テロイ上にホウ化チタンをコーティングしたもののよう
な金属上にセラミックスをコーティングしたものや、例
えば、アルミナ上に銅、ニッケル、タングステン等の金
属をメタライジングしたもののようなセラミックス上に
メタライジングしたものがある。これらの金属Iセラミ
ックス複合体は、切削工具、電子機器部材、タービンブ
レード等の機械部材に利用されている。
In addition, as a gold band/ceramic composite, for example, a ceramic coated on a metal such as a titanium boride coated on Hastelloy, or a metalized metal such as copper, nickel, tungsten, etc. on alumina. There are ceramics with metallization on them. These metal-I-ceramic composites are used in mechanical parts such as cutting tools, electronic equipment parts, and turbine blades.

しかしながら、これらの金属・セラミックス複合体も、
廉価であるが、十分に満足できる特性を有するものでは
ない。
However, these metal-ceramic composites also
Although it is inexpensive, it does not have fully satisfactory characteristics.

さらに、金属・セラミックス複合体として、カーボン、
炭化ケイ素、アルミナ等のフィラメント或いはウィスカ
一を金属と複合化したCFRM(セラミックス繊維強化
金属)や、金属のフィラメントとセラミックスと複合化
したMFRC (金属繊維強化セラミックス)がある。
Furthermore, as a metal-ceramic composite, carbon,
There are CFRM (ceramic fiber reinforced metal), which is a composite of silicon carbide, alumina, etc. filaments or whiskers with metal, and MFRC (metal fiber reinforced ceramic), which is a composite of metal filaments and ceramics.

これらの金属・セラミックス複合体において、強化する
金属やセラミックスは、複合体の強度や靭性を向上させ
ている。このため、この複合体の実用化が進められてい
る。
In these metal-ceramic composites, the reinforcing metals and ceramics improve the strength and toughness of the composite. For this reason, efforts are being made to put this composite into practical use.

しかしながら、これらの金属・セラミックス複合体は、
上記の2つのタイプの金属・セラミックス複合体よりも
高価である。このため、これらの金属・セラミックス複
合体の利用用途が制限されてしまう。
However, these metal-ceramic composites
It is more expensive than the above two types of metal-ceramic composites. For this reason, the applications of these metal-ceramic composites are limited.

N b T 1 s N b i S n SN b 
3A !l 、V 3 G g等の金属系の超電導体と
金属とを複合化する場合、金属系の超電導体の周囲にC
uSA,77等の導電性金属を配置して塑性加工を施し
て、極細多芯化または多層化している。これらの複合体
は、金属系の超電導体の周囲の導電性金属によって電気
的に安定である。
N b T 1 s N b i S n SN b
3A! When combining metal-based superconductors such as l, V 3 G g, etc. with metal, C is added around the metal-based superconductor.
A conductive metal such as uSA, 77, etc. is arranged and plastically worked to make it ultra-fine and multi-core or multi-layered. These composites are electrically stable due to the conductive metal surrounding the metallic superconductor.

しかしながら、これらの金属系の超電導体は、資源とし
て乏しいのでコストが高く使用が限られる。また、金属
系の超電導体の超電導特性は、液体ヘリウム温度で発揮
されるので、金属系の超電導体の使用に際して高価であ
る液体ヘリウムを必要とする。
However, since these metal-based superconductors are scarce as resources, their cost is high and their use is limited. Furthermore, since the superconducting properties of metallic superconductors are exhibited at liquid helium temperatures, expensive liquid helium is required when using metallic superconductors.

一方、近年、高臨界温度を有する酸化物系セラミックス
超電導体が注目されている。酸化物系セラミックス超電
導体は、安価な液体窒素で冷却することによって超電導
特性を発揮することができるので種々の用途に応用する
ことができるものである。このようなものとして、例え
ば、LnBaCui 07−X  (Ln :希土類元
素)、B i2 S r2 CaCu2 0B s(B
it−x P bx ) 2 S r2 Ca2 (:
u3 010、T () 2 B a 2 C a C
 u 2 0 g、Tl 2 Ba2Ca2 CLI3
 010−T(l Ba2 Caz CLI3 0a9
等が挙げられる。
On the other hand, in recent years, oxide-based ceramic superconductors having high critical temperatures have attracted attention. Oxide-based ceramic superconductors can exhibit superconducting properties when cooled with inexpensive liquid nitrogen, so they can be applied to various uses. Examples of such materials include LnBaCui 07-X (Ln: rare earth element), B i2 S r2 CaCu2 0B s (B
it-x P bx ) 2 S r2 Ca2 (:
u3 010, T () 2 B a 2 C a C
u 2 0 g, Tl 2 Ba2Ca2 CLI3
010-T(l Ba2 Caz CLI3 0a9
etc.

酸化物系セラミックス超電導体を線材化する場合、酸化
物系セラミックス超電導体が塑性加工性を有しないので
以下のような方法を用いている。
When forming an oxide ceramic superconductor into a wire rod, the following method is used since the oxide ceramic superconductor does not have plastic workability.

第1の方法は、酸化物系セラミックス超電導体原料粉末
を有機バインダーと混合し、その混合物を所望形状に押
出成形するものである。第2の方法は、酸化物系セラミ
ックス超電導体原料粉末を金属パイプ内に充填し、その
パイプを伸延するものである。第3の方法は、酸化物系
セラミックス超電導体原料粉末を溶融して紡糸するもの
である。
The first method is to mix oxide-based ceramic superconductor raw material powder with an organic binder and extrude the mixture into a desired shape. The second method is to fill a metal pipe with oxide-based ceramic superconductor raw material powder and then extend the pipe. The third method involves melting and spinning oxide-based ceramic superconductor raw material powder.

しかしながら、これらの方法によって得られた酸化物系
セラミックス超電導線材は、熱伝導性が悪い。このため
、大電流を安定して通電することができない。したがっ
て、この酸化物系セラミックス超電導線材は、ケーブル
等に使用することができない。また、酸化物系セラミッ
クス超電導体は、電磁気的な現象によって臨界状態を超
えて超電導状態が破壊される、いわゆるクエンチ現象を
起こす。このため、クエンチ現象が生じた部分における
超電導電流の全てまたは一部を良好に流すように安定化
材と酸化物系セラミックス超電導体を複合化する必要が
ある。しかし、金属系超電導体と同様に多芯化または多
層化することはなされていない。
However, oxide-based ceramic superconducting wires obtained by these methods have poor thermal conductivity. Therefore, it is not possible to stably supply a large current. Therefore, this oxide-based ceramic superconducting wire cannot be used for cables or the like. Furthermore, oxide-based ceramic superconductors undergo a so-called quench phenomenon in which the superconducting state is destroyed by exceeding a critical state due to electromagnetic phenomena. Therefore, it is necessary to combine the stabilizing material and the oxide-based ceramic superconductor so that all or part of the superconducting current flows well in the portion where the quench phenomenon occurs. However, as with metal-based superconductors, multicore or multilayer structures have not been achieved.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、優れた
耐摩耗性、耐熱性、強度、電気伝導性、および熱伝導性
等の特性を持つ、金属・セラミックス複合体を効率よく
、かつ、容易に製造することができる金属・セラミック
ス複合体の製遣方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to efficiently produce a metal-ceramic composite having properties such as excellent wear resistance, heat resistance, strength, electrical conductivity, and thermal conductivity. The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metal-ceramic composite that can be easily manufactured.

[課題を解決するための手段] 本発明は、金属円筒状体とセラミックス円筒状体の複数
個を同心状に交互に配置して同心積層体を作る工程と、
該同心積層体に縮径加工を施す工程と、縮径加工後の同
心積層体に前記セラミックスの焼結温度以上、前記金属
の融点以下の温度で加熱処理を施す工程とを具備するこ
とを特徴とする金属・セラミックス複合体の製造方法で
ある。
[Means for Solving the Problems] The present invention includes a step of forming a concentric laminate by alternately arranging a plurality of metal cylindrical bodies and ceramic cylindrical bodies concentrically;
It is characterized by comprising the steps of: performing a diameter reduction process on the concentric laminate; and subjecting the concentric laminate after the diameter reduction process to a heat treatment at a temperature above the sintering temperature of the ceramic and below the melting point of the metal. This is a method for manufacturing a metal-ceramic composite.

ここで、縮径加工工程と加熱処理工程は、同心積層体作
製工程の後に、交互に複数回施すものであることが好ま
しい。
Here, it is preferable that the diameter reduction process and the heat treatment process are performed alternately a plurality of times after the concentric laminate manufacturing process.

セラミックスと複合化する金属は、得られる複合体が優
れた電気伝導性、熱伝導性、延性、靭性、溶接性、メッ
キ性、およびハンダ付性等の特性を発揮させることがで
きるものであればよい。このようなものとして、Cu,
AN % AgSAu,FeSNi,CoSW,Mo,
Nb,TaSTi,Zr,およびこれらの合金、Ag−
Pd,Cu−Zn,Cu−Sn,ステンレス、Fe−N
i,Fe−Ni−Co,Mo−Cr−Fe等の合金が挙
げられる。
The metal to be composited with ceramics should be one that allows the resulting composite to exhibit excellent properties such as electrical conductivity, thermal conductivity, ductility, toughness, weldability, plating performance, and solderability. good. As such, Cu,
AN% AgSAu, FeSNi, CoSW, Mo,
Nb, TaSTi, Zr, and their alloys, Ag-
Pd, Cu-Zn, Cu-Sn, stainless steel, Fe-N
Examples include alloys such as i, Fe-Ni-Co, and Mo-Cr-Fe.

セラミックスは、得られる複合体が優れた耐摩耗性、耐
熱性、磁性、および超電導性等の特性を発揮させること
ができるものであればよい。
Any ceramic may be used as long as the resulting composite exhibits excellent properties such as wear resistance, heat resistance, magnetism, and superconductivity.

このようなものとして、Afl203、SiC,Zr○
2  YSZ(イットリア安定化ジルコニア)  Mg
O,BaTiO, 、Fe2 03、Y B a 2 
C tJ 3 07−x sB i2S rCaCu2
0s、 B l +,  P bo4S r2 Ca, Cu3
 0rosT47  2 Ba,  CaCu 2 0
s  、Tjll2  B  a2  C  a2  
C  us  C)+o、TO Ba2 Ca2Cu3
 0a.sおよびこれらの前駆体等が挙げられる。
As such, Afl203, SiC, Zr○
2 YSZ (yttria stabilized zirconia) Mg
O, BaTiO, , Fe2 03, Y Ba 2
C tJ 3 07-x sB i2S rCaCu2
0s, B l +, P bo4S r2 Ca, Cu3
0rosT47 2 Ba, CaCu 2 0
s , Tjll2 B a2 C a2
C us C) + o, TO Ba2 Ca2Cu3
0a. s and their precursors.

同心積層体を作る方法としては、セラミックスを極細多
芯化して行うマルチフィラメント法、シート状のセラミ
ックスおよび金属を多層巻きするジエリーロール法等の
通常の金属系超電導体を安定化させる際に用いられる方
法を使用することができる。また、特に、セラミックス
が超電導体である場合、超電導体を細分化して安定化材
のマトリクスに分布せしめてもよい。このとき、金属は
電気的通路の他にクエンチ時に発生する熱を吸収する役
目を果たす。
Methods for making concentric laminates include the multifilament method, which involves making ceramics into ultra-fine multi-core layers, and the jewelry roll method, which involves winding multiple layers of sheet-shaped ceramics and metals, which are methods used to stabilize ordinary metal-based superconductors. can be used. Also, particularly when the ceramic is a superconductor, the superconductor may be subdivided and distributed in the matrix of stabilizing material. At this time, the metal serves not only as an electrical path but also as absorbing heat generated during quenching.

本発明者らは、第1図〜第3図のような構成のものが、
加工が困難であるセラミックスと金属とを複合化するた
めに効果的であることを見出だした。
The present inventors have discovered that the structure shown in FIGS. 1 to 3 is
It has been found that this method is effective for combining ceramics and metals, which are difficult to process.

第1図において、同心積層体1は、金属円筒状体11と
セラミックス円筒状体12が交互に配置されており、中
心はセラミックスである。また、第2図において、同心
積層体1は、第1図と同様に金属円筒状体11とセラミ
ックス円筒状体12が交互に配置されており、中心は金
属である。第3図においては中心は空芯で、金属円筒状
体11とセラミックス円筒状体12が交互に配置されて
いる。第3図の如く中心を空洞とした構造にすることに
より、この空洞部に液体窒素等の冷媒を流すことができ
、金属との複合化による安定化に加えて冷却効果が良く
なり、クエンチに対して極めて優れたものとなる。
In FIG. 1, a concentric laminate 1 has metal cylindrical bodies 11 and ceramic cylindrical bodies 12 arranged alternately, and the center is made of ceramic. In addition, in FIG. 2, the concentric laminate 1 has metal cylindrical bodies 11 and ceramic cylindrical bodies 12 arranged alternately, as in FIG. 1, and the center is metal. In FIG. 3, the center is an empty core, and metal cylindrical bodies 11 and ceramic cylindrical bodies 12 are arranged alternately. By creating a structure with a cavity in the center as shown in Figure 3, it is possible to flow a refrigerant such as liquid nitrogen into this cavity, which improves the cooling effect in addition to stabilization due to compounding with metal, and improves quenching. It is extremely superior.

第1図〜第3図のような構造を取るためには、以下のよ
うな方法が好ましい。
In order to obtain the structure shown in FIGS. 1 to 3, the following method is preferable.

まず、旋盤等によって金属を所望外径の円筒状体に加工
する。次に、同様にセラミックスの粉末を用いて所望外
径の円筒状体に成形する。その後、それぞれの円筒状体
を交互に嵌合させて、金属とセラミックスを複合化させ
る。このとき、セラミックスの円筒状体には、冷間静水
圧プレス(CIP)、熱間静水圧プレス(H I P)
 、または予備焼結等で成形された成形体をを用いる。
First, metal is processed into a cylindrical body with a desired outer diameter using a lathe or the like. Next, similarly, ceramic powder is used to form a cylindrical body with a desired outer diameter. Thereafter, the respective cylindrical bodies are fitted alternately to form a composite of metal and ceramics. At this time, the ceramic cylindrical body is processed by cold isostatic press (CIP) or hot isostatic press (HIP).
, or use a molded body formed by preliminary sintering or the like.

他の方法としては、第4図および第5図に示すような一
端部が閉じている金属筒体13の間隙14内にセラミッ
クスの粉末をタツビング充填し、他端部を封止する。ま
た、金属筒体13の間隙14内に溶融状態のセラミック
スを流入させて、他端部を封止してもよい。この方法は
、同心積層体の縮径加工が容易になる。セラミックスが
酸化物系超電導体の場合には、特性発現のために酸素が
必要であるから、加熱処理は酸素を含む雰囲気中で行う
ことが好ましい。
Another method, as shown in FIGS. 4 and 5, is to tuft ceramic powder into the gap 14 of the metal cylinder 13, which is closed at one end, and seal the other end. Alternatively, molten ceramic may be flowed into the gap 14 of the metal cylinder 13 to seal the other end. This method facilitates diameter reduction of the concentric laminate. When the ceramic is an oxide-based superconductor, oxygen is required to develop its characteristics, so the heat treatment is preferably performed in an oxygen-containing atmosphere.

〔作用〕[Effect]

本発明の金属・セラミックス複合体の製遣方法によれば
、金属円筒状体とセラミックス円筒状体の複数個を同心
状に交互に配置して同心積層体を作り、次に、その同心
積層体に縮径加工を施し、その後、同心積層体にセラミ
ックスの焼結温度以上、金属の融点以下の温度で加熱処
理を施す。必要に応じて縮径加工および熱処理を繰り返
して施す。
According to the method for producing a metal-ceramic composite of the present invention, a plurality of metal cylindrical bodies and ceramic cylindrical bodies are arranged concentrically and alternately to form a concentric laminate, and then the concentric laminate is After that, the concentric laminate is subjected to a heat treatment at a temperature above the sintering temperature of the ceramic and below the melting point of the metal. Diameter reduction processing and heat treatment are repeated as necessary.

これによって、セラミックスまたはその前駆体の一部が
溶融し、冷却されて再結晶する際にセラミックスの結晶
が複合体の長手方向に配向する。
This causes a portion of the ceramic or its precursor to melt, and when cooled and recrystallized, the ceramic crystals are oriented in the longitudinal direction of the composite.

このため、セラミックスの優れた特性が発揮される。ま
た、金属と複合化されるので、セラミックス単独よりも
電気伝導性および熱伝導性が向上し、複合体としては安
定化されたものとなる。セラミックス特有の現象である
クエンチ現象等が防止される。
Therefore, the excellent characteristics of ceramics are exhibited. Furthermore, since it is composited with metal, the electrical conductivity and thermal conductivity are improved compared to ceramics alone, and the composite becomes more stable. The quench phenomenon, which is a phenomenon peculiar to ceramics, is prevented.

[実施例コ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。[Example code] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施例1 まず、B i,O, 、S rco3、CaCO,、C
uOの粉末をBi:Sr:Cg:Cu−2:2:1:2
となるように秤量して混合した。混合後の粉末を空気中
において850℃で5時間仮焼した。
Example 1 First, B i,O, , S rco3, CaCO,, C
uO powder Bi:Sr:Cg:Cu-2:2:1:2
They were weighed and mixed so that The mixed powder was calcined in air at 850° C. for 5 hours.

仮焼後の粉末を充分に粉砕した。粉砕した粉末を、長さ
100關で外径4關φの棒状のもの、長さ1 0 0 
+emで外径11mIlφ、内径7lIIIφのパイプ
状のもの、長さ1 0 0 mmで外径18m1φ、内
径14關φのバイブ状のもの、および長さ1 0 0 
mmで外径25關φ、内径21開φのバイブ状のものに
成形した。なお、粉末の戊形は冷間静水圧プレス(CI
P)法によって行った。
The powder after calcining was thoroughly pulverized. The pulverized powder is made into a rod shape with a length of 100 mm and an outer diameter of 4 mm, and a length of 100 mm.
+ em pipe-shaped with an outer diameter of 11 mIlφ and an inner diameter of 7 lIIIφ, a vibrator-shaped one with a length of 100 mm and an outer diameter of 18 m1φ and an inner diameter of 14 mm, and a length of 100 mm.
It was molded into a vibrator with an outer diameter of 25 mm and an inner diameter of 21 mm. The shape of the powder is made by cold isostatic pressing (CI).
P) It was done by law.

次に、長さ120+wで外径30mrsφのAg棒を第
4図に示すような一端が閉じている金属筒体に加工した
。なお、3つの間隙部の大きさは、それぞれ長さ100
mmX外径11m膓φ×内径7 mmφ、長さ100m
+eX外径18miφ×内径14mmφ、長さ100m
mX外径25mmφ×内径21開φとした。
Next, an Ag rod having a length of 120+w and an outer diameter of 30 mrsφ was processed into a metal cylinder with one end closed as shown in FIG. In addition, the size of the three gaps is each 100 mm in length.
mm x outer diameter 11 m φ x inner diameter 7 mm φ, length 100 m
+eX outer diameter 18mmφ x inner diameter 14mmφ, length 100m
m x outer diameter 25 mm φ x inner diameter 21 open φ.

上記のように加工したAg製の金属筒体に粉末によって
成形された成形体を嵌合した。その後、Ag製の金属筒
体の他端を封止した。両端が閉じたAg製の金属筒体に
700℃、1000a tmの条件下において熱間静水
圧プレス(HIP)処理を施した。
A molded body formed from powder was fitted into the Ag metal cylinder processed as described above. Thereafter, the other end of the Ag metal cylinder was sealed. A metal cylinder made of Ag with both ends closed was subjected to hot isostatic pressing (HIP) under conditions of 700° C. and 1000 atm.

HIP処理後の金属筒体をスウエージング加工して、外
径を10!IIIφとした。このスウエージング加工後
の金属筒体を圧延して、厚さが6.0maである線材を
作製した。
Swaging the metal cylinder after HIP treatment to reduce the outer diameter to 10! It was set as IIIφ. The metal cylinder after this swaging process was rolled to produce a wire rod having a thickness of 6.0 ma.

次に、得られた線材に空気中において、920℃で1時
間、加熱処理を施した。さらに、この線材に空気中にお
いて、850℃で50時間、加熱処理を施して金属・セ
ラミックス複合体を得た。
Next, the obtained wire rod was subjected to heat treatment at 920° C. for 1 hour in air. Furthermore, this wire was heat-treated in air at 850° C. for 50 hours to obtain a metal-ceramic composite.

得られた金属・セラミックス複合体の臨界電流密度(J
c)および配同率(F)を測定した。その結果を下記第
1表に示す。なお、臨界電流密度は77K,0.IT 
(テスラ)の磁場において測定した。配向率(F)はX
線回折装置によって測定し、その結果を用いて以下の式
によって算出した。
The critical current density (J
c) and distribution ratio (F) were measured. The results are shown in Table 1 below. Note that the critical current density is 77K, 0. IT
(Tesla) magnetic field. Orientation rate (F) is X
It was measured using a line diffraction device, and calculated using the following formula using the results.

F − (Pa   Poo)/  (I   Pao
)P(10−Σ I(OON)/Σ I(hkR)ここ
で、I(hkp)は、ミラー指数[hkNJである結晶
の面におけるX線回折のピーク強度を示す。POOは、
セラミックの無配向材のX線回折のピーク強度比を示す
。Poは測定試料のX線回折のピーク強度比を示す。
F - (Pa Poo) / (I Pao
)P(10-Σ I(OON)/Σ I(hkR) where I(hkp) indicates the peak intensity of X-ray diffraction in the plane of the crystal with Miller index [hkNJ. POO is
The peak intensity ratio of X-ray diffraction of a non-oriented ceramic material is shown. Po indicates the peak intensity ratio of X-ray diffraction of the measurement sample.

実施例2〜6 下記第1表に示す厚さに金属筒体を圧延することを除い
て、実施例1と同様にして金属・セラミックス複合体を
得た。なお、金属筒体の厚さが2.0mm以下のものは
、HIP処理後の金属筒体をスウエージング加工して、
外径を5關φとした。
Examples 2 to 6 Metal-ceramic composites were obtained in the same manner as in Example 1, except that the metal cylinders were rolled to the thickness shown in Table 1 below. In addition, for those with a metal cylinder thickness of 2.0 mm or less, the metal cylinder after HIP treatment is swaged.
The outer diameter was set to 5 mm.

得られた金属・セラミックス複合体の臨界電流密度(J
c)および配向’J(F)を実施例1と同様にしてM1
定した。その結果を下記第1表に併記する。
The critical current density (J
c) and orientation 'J(F) as in Example 1.
Established. The results are also listed in Table 1 below.

比較例1〜6 圧延後の線材に空気中において、920℃で1時間の加
熱処理を施さないこと、および下記第1表に示す厚さに
金属筒体を圧延することを除いて、実施例1と同様にし
て金属・セラミックス複合体を得た。なお、金属筒体の
厚さが2.0mu以下のものは、HIP処理後の金属筒
体をスウエ〜ジング加工して、外径を5關φとした。
Comparative Examples 1 to 6 Examples except that the wire rod after rolling was not subjected to heat treatment at 920°C for 1 hour in air and the metal cylinder was rolled to the thickness shown in Table 1 below. A metal/ceramic composite was obtained in the same manner as in 1. In addition, when the metal cylinder has a thickness of 2.0 mu or less, the metal cylinder after the HIP treatment is subjected to swaging processing to have an outer diameter of 5 mm.

得られた金属・セラミックス復合体の臨界電流密度(J
c)および配向* (F)を実施例]と同様にして測定
した。その結果を下記第1表に併記する。
The critical current density (J
c) and orientation* (F) were measured in the same manner as in Example]. The results are also listed in Table 1 below.

第 1 表 第1表から明らかなように、本発明の方法によって得ら
れた金属・セラミックス複合体(実施例1〜6)は、結
晶の配同率が高く、優れた超電導特性を示した。これに
対して、従来の方法によって得られた金属・セラミック
ス複合体(比較例1〜6)は、結晶がまったく配向して
おらず、超電導特性が低いものであった。
Table 1 As is clear from Table 1, the metal-ceramic composites (Examples 1 to 6) obtained by the method of the present invention had a high crystal coordination ratio and exhibited excellent superconducting properties. On the other hand, in the metal-ceramic composites obtained by the conventional method (Comparative Examples 1 to 6), the crystals were not oriented at all and the superconducting properties were poor.

実施例7 まず、TiB2の粉末を、長さ1. O O m+1で
外径7 amφ、内径4關φのバイブ状のもの、長さ1
 0 0 mmで外径14IIIIIφ、内径1. 1
 inφのバイブ状のもの、長さ1 0 0 m+wで
外径2 1 mmφ、内径18mmφのパイプ状のもの
、および長さ1 0 0 mmで外径28關φ、内径2
5IIIIIφのバイブ状のものに成形した。なお、粉
末の成形は冷間静水圧プレス(C I P)法によって
行った。
Example 7 First, TiB2 powder was coated with a length of 1. O O m+1, a vibrator with an outer diameter of 7 amφ and an inner diameter of 4 mm, length 1
0 0 mm, outer diameter 14IIIφ, inner diameter 1. 1
A vibrator with a length of 100 m+w, an outer diameter of 21 mmφ and an inner diameter of 18 mm, and a pipe-shaped one with a length of 100 mm and an outer diameter of 28 mm and an inner diameter of 2 mm.
It was molded into a vibrator with a diameter of 5IIIφ. The powder was molded by cold isostatic pressing (CIP).

次に、長さ1 2 0 mmで外径3B++uiφのN
i製の棒を第4図に示すような一端が閉じている金属筒
体に加工した。なお、4つの間隙部の大きさは、それぞ
れ長さ100mmX外径11關φ×内径7IIImφ、
長さlOOIII+1×外径18mmφ×内径14關φ
、長さ100關×外径2511!Iφ×内径2l關φと
した。また、長さ100wX外径41IIlφのNi製
の棒を作製した。
Next, N with a length of 120 mm and an outer diameter of 3B++uiφ
A rod manufactured by I was processed into a metal cylinder with one end closed as shown in FIG. The sizes of the four gaps are each 100 mm in length x 11 mm in outer diameter x 7 III m in inner diameter.
Length lOOIII+1 x outer diameter 18mmφ x inner diameter 14mmφ
, Length 100mm x Outer diameter 2511! Iφ×inner diameter 2l×φ. Further, a Ni rod having a length of 100w and an outer diameter of 41IIlφ was prepared.

上記のように加工したNi製の金属筒体に粉末によって
成形された戊形体を嵌合した。また、中心には、Ni製
の棒を嵌合した。その後、Ni製の金属筒体の他端を封
止した。両端が閉じたNi製の金属筒体に800℃、2
000a tmの条件下において、4時間熱間静水圧プ
レス(I{ I P)処理を施した。
A hollow shaped body formed from powder was fitted into the Ni metal cylinder processed as described above. Further, a Ni rod was fitted in the center. After that, the other end of the metal cylinder made of Ni was sealed. A Ni metal cylinder with both ends closed at 800℃ for 2
Hot isostatic pressing (I{I P) treatment was performed for 4 hours under conditions of 000 a tm.

}{IP処理後の金属筒体を800℃の温度で熱間押出
した。続けて、押出した金属筒体にドローベンチによる
引抜加工を施し、外径が7.5mIIφの捧材を作製し
た。
}{The metal cylinder after the IP treatment was hot extruded at a temperature of 800°C. Subsequently, the extruded metal cylindrical body was subjected to drawing processing using a draw bench to produce a tribute material having an outer diameter of 7.5 mIIφ.

次に、得られた捧材に1300℃、2000atmの条
件下において、l8時間HrP処理を施してN i −
T i B2系の金属・セラミックス複合体を得た。
Next, the obtained specimen was subjected to HrP treatment for 18 hours under the conditions of 1300°C and 2000 atm to obtain Ni-
A T i B2-based metal/ceramic composite was obtained.

得られたN i −T i B2系複合体をペレット状
に切断した。このペレットを用いて、Ni−TiB2系
複合体の摩耗試験および接触電圧降下を調べた。その結
果を下記第2表に示す。なお、摩耗試験は、荷重10g
1摺動速度1 0 cm / secで行った。接触電
圧降下は、電流0.1八を通電したときに測定した。
The obtained N i -T i B2 complex was cut into pellets. Using this pellet, the wear test and contact voltage drop of the Ni-TiB2-based composite were investigated. The results are shown in Table 2 below. In addition, the wear test was conducted under a load of 10g.
1 The sliding speed was 10 cm/sec. The contact voltage drop was measured when a current of 0.18% was applied.

実施例8 TiB2の粉末の代わりにNiB2の粉末とPdBの粉
末を1:1の割合で混合したものを用いることを除いて
、実施例7と同様にしてNi −N i B 2  P
 d B系金属・セラミックス複合体を得た。
Example 8 Ni-NiB2P was produced in the same manner as in Example 7, except that a 1:1 mixture of NiB2 powder and PdB powder was used instead of TiB2 powder.
d A B-based metal/ceramic composite was obtained.

得られたNi−NiB2−PdB系複合体のP,5耗試
験および接触電圧降下を実施例7と同}、1にして調べ
た。その結果を下記第2表に併記する。
The P,5 wear test and the contact voltage drop of the obtained Ni-NiB2-PdB composite were examined using the same method as in Example 7}. The results are also listed in Table 2 below.

比較例7 1 300℃、2000a tr7)の条件下において
、18時間のHIP処理を施さないことをμ,κいて実
施例7と同様にして、N i−T i B2系の金薦・
セラミックス複合体を得た。
Comparative Example 7 1 Under the conditions of 300°C and 2000a tr7), the same procedure as in Example 7 was carried out for μ and κ without HIP treatment for 18 hours, and Ni-TiB2-based gold-recommended
A ceramic composite was obtained.

得られたNi−TiB2系複合体の摩耗試験および接触
電圧降下を実施例7と同様にして調べた。
The wear test and contact voltage drop of the obtained Ni-TiB2 composite were investigated in the same manner as in Example 7.

その結果を下記第2表に併記する。The results are also listed in Table 2 below.

比較例8 1300℃、2000a tmの条件下において、18
時間のHIP処理を施さないことを除いて実施例8と同
様にして、Ni  NiB2 PdB系の金属・セラミ
ックス複合体を得た。
Comparative Example 8 Under the conditions of 1300°C and 2000a tm, 18
A Ni NiB2 PdB metal-ceramic composite was obtained in the same manner as in Example 8, except that the HIP process was not performed.

得られたNi−NiB2−PdB系複合体の摩耗試験お
よび接触電圧降下を実施例7と同様にして調べた。その
結果を下記第2表に併記する。
The wear test and contact voltage drop of the obtained Ni-NiB2-PdB composite were investigated in the same manner as in Example 7. The results are also listed in Table 2 below.

比較例9 通常の粉末冶金方法によってNi−3νol%The2
系分散型合金を製造した。
Comparative Example 9 Ni-3νol%The2 was prepared by ordinary powder metallurgy method.
A system-dispersed alloy was manufactured.

得られたNi−3vol%The2系分散型合金の摩耗
試験および接触電圧降下を実施例7と同様にして調べた
。その結果を下記第2表に併記する。
The wear test and contact voltage drop of the obtained Ni-3vol%The2-based dispersed alloy were investigated in the same manner as in Example 7. The results are also listed in Table 2 below.

第 2 表 第2表から明らかなように、本発明の方法によって得ら
れた金属・セラミックス複合体(実施例7,8)は、摩
耗量が少なく、電圧降下も小さいものであった。これに
対して、従来の方法によって得られた金属・セラミック
ス複合体(比較例7〜9)は、摩耗量が多いものであっ
た。
Table 2 As is clear from Table 2, the metal-ceramic composites (Examples 7 and 8) obtained by the method of the present invention had a small amount of wear and a small voltage drop. In contrast, the metal-ceramic composites obtained by conventional methods (Comparative Examples 7 to 9) had a large amount of wear.

[発明の効果] 以上説明した如く、本発明の金属・セラミックス複合体
の製造方法は、優れた耐摩耗性、耐熱性、強度、電気伝
導性、および熱伝導性等の特性を持つ、金属・セラミッ
クス複合体を効率よく、かつ、容易に製造することがで
きる金属・セラミックス複合体の製造方法である。
[Effects of the Invention] As explained above, the method for producing a metal/ceramic composite of the present invention can be applied to metal/ceramic composites having excellent properties such as abrasion resistance, heat resistance, strength, electrical conductivity, and thermal conductivity. This is a method for manufacturing a metal-ceramic composite that can efficiently and easily manufacture a ceramic composite.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第3図は本発明の方法に使用される同心積層体
の構造を示す説明図、第4図は本発明に使用される金属
筒体の一例を示す説明図、第5図は第4図のIV−IV
’断面図である。 1・・・同心積層体、11・・・金属円筒状体、12・
・・セラミックス円筒状体、13・・・金属筒体、14
・・・間hat。
FIGS. 1 to 3 are explanatory diagrams showing the structure of a concentric laminate used in the method of the present invention, FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a metal cylinder used in the present invention, and FIG. IV-IV in Figure 4
'This is a cross-sectional view. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Concentric laminate, 11... Metal cylindrical body, 12.
...Ceramic cylindrical body, 13...Metal cylinder, 14
...Hat.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 金属円筒状体とセラミックス円筒状体の複数個を同心状
に交互に配置して同心積層体を作る工程と、該同心積層
体に縮径加工を施す工程と、縮径加工後の同心積層体に
前記セラミックスの焼結温度以上、前記金属の融点以下
の温度で加熱処理を施す工程とを具備することを特徴と
する金属・セラミックス複合体の製造方法。
A process of forming a concentric laminate by alternately arranging a plurality of metal cylindrical bodies and ceramic cylindrical bodies in a concentric manner, a process of performing a diameter reduction process on the concentric laminate, and a concentric laminate after the diameter reduction process. A method for producing a metal-ceramic composite, comprising the step of: performing heat treatment at a temperature higher than the sintering temperature of the ceramic and lower than the melting point of the metal.
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JP2005338000A (en) * 2004-05-28 2005-12-08 Tohoku Electric Power Co Inc Surge location system and method
CN113414238A (en) * 2021-06-17 2021-09-21 陕西理工大学 Ultrafine grain oriented molybdenum-nickel-boron cermet material and preparation method thereof

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JPS5777076A (en) * 1980-10-29 1982-05-14 Komatsu Mfg Co Ltd Production of composite material

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