JPH04165007A - 高強度が要求されるセラミックス／金属系複合体の製法 - Google Patents
高強度が要求されるセラミックス／金属系複合体の製法Info
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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。
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〕
本発明は高強度が要求されるセラミックス／金属系複合
体の製法に係わり、更に詳しくは、高強度が要求される
、特に回転により高トルクがかかる等の部材に望まれる
セラミックス／金属系複合体の製法に関する。
体の製法に係わり、更に詳しくは、高強度が要求される
、特に回転により高トルクがかかる等の部材に望まれる
セラミックス／金属系複合体の製法に関する。
周知の通り、様々な機械、道具等には各種部材が用いら
れている。その部材の中には回転等の力が加わり高トル
クがかかり、その反力で高負荷がかかるので、高強度が
要求されるものがある。
れている。その部材の中には回転等の力が加わり高トル
クがかかり、その反力で高負荷がかかるので、高強度が
要求されるものがある。
以前に於いては、この高強度が要求される部材は一つの
材料で形成されていた。しかし、より強度を増す為、部
材の内部の骨組と、部材の外部の本体とで異なった材料
を用いた複合体が用いられるようになった。
材料で形成されていた。しかし、より強度を増す為、部
材の内部の骨組と、部材の外部の本体とで異なった材料
を用いた複合体が用いられるようになった。
その従来の複合体の製法は、骨組を形成し、その後骨組
の表面に本体を形成するものであった。
の表面に本体を形成するものであった。
またその他にも、内部に骨組空間を形成した本体を形成
し、その後骨組を形成するもの等が考えられた。
し、その後骨組を形成するもの等が考えられた。
上記骨組は金属系材料、上記本体はセラミックス等の材
料が考えられた。
料が考えられた。
上記従来技術によれば、部材の内部の骨組と外部の本体
とで異なった材料を用いた複合体は、高負荷がかかる部
分に適しており、強度も高いものである。
とで異なった材料を用いた複合体は、高負荷がかかる部
分に適しており、強度も高いものである。
ところが、その複合体を製作する段階に於いて、例えば
骨組を形成した後本体を形成する際に粉末セラミックス
をプレスし焼結させる時１．また骨組空間を有する本体
を形成した後骨組を形成する際に金属系材料を骨組空間
に流し込み加熱し成形固化させる時等々、本体又は骨組
を加熱するものである。この時、本体又は骨組の材料は
熱膨張を起してしまうものである。その時、２１！の材
料の膨張、収縮度が異なる為に、複合体全体の寸法が違
ってしまったり、複合体自体が破壊してしまったり等し
てしまうという問題点があった。
骨組を形成した後本体を形成する際に粉末セラミックス
をプレスし焼結させる時１．また骨組空間を有する本体
を形成した後骨組を形成する際に金属系材料を骨組空間
に流し込み加熱し成形固化させる時等々、本体又は骨組
を加熱するものである。この時、本体又は骨組の材料は
熱膨張を起してしまうものである。その時、２１！の材
料の膨張、収縮度が異なる為に、複合体全体の寸法が違
ってしまったり、複合体自体が破壊してしまったり等し
てしまうという問題点があった。
従って、本発明の目的とする所は、本体にセラミックス
、骨組に金属系材料を用いてより高強度にするのは勿論
のこと、製作する過程に於ける加熱によって寸法が違っ
たり、膨張、収縮差を吸収し破壊したりすることがない
ようにした高強度が要求されるセラミックス／金属系複
合体の製法を提供するにある。
、骨組に金属系材料を用いてより高強度にするのは勿論
のこと、製作する過程に於ける加熱によって寸法が違っ
たり、膨張、収縮差を吸収し破壊したりすることがない
ようにした高強度が要求されるセラミックス／金属系複
合体の製法を提供するにある。
上記目的を達成する為に本発明は次の技術的手段を有す
る。即ち、実施例に対応する添付図面中の符号を用いて
これを説明すると、本発明は、金属系の骨組を中にして
、その表面にセラミックス材料の高強度が要求される本
体を成形して成る高強度が要求されるセラミックス／金
属系複合体に於いて、燃焼することによって空間を形成
できる材料により骨組形成体２を形成し、その骨組形成
体２を中にして、その表面にセラミックス粉末Ａを充填
することによって骨組形成体２の外周りに高強度が要求
される本体３を成形し、成形後焼結又は仮焼結し、次い
で全体を加熱することにより上記骨組形成体２を燃焼さ
せ、その骨組形成体２が占有していた空間を骨組空間５
と成し、当該骨組空間５の内面に緩衝材６を一様に付着
せしめ、その状態で金属系材料Ｃを上記骨組空間５に投
入し、その後加熱することによって上記金属系材料Ｃを
成形固化せしめて骨組７を本体３内部に作ることを特徴
とする高強度が要求されるセラミックス／金属系複合体
ｌである。
る。即ち、実施例に対応する添付図面中の符号を用いて
これを説明すると、本発明は、金属系の骨組を中にして
、その表面にセラミックス材料の高強度が要求される本
体を成形して成る高強度が要求されるセラミックス／金
属系複合体に於いて、燃焼することによって空間を形成
できる材料により骨組形成体２を形成し、その骨組形成
体２を中にして、その表面にセラミックス粉末Ａを充填
することによって骨組形成体２の外周りに高強度が要求
される本体３を成形し、成形後焼結又は仮焼結し、次い
で全体を加熱することにより上記骨組形成体２を燃焼さ
せ、その骨組形成体２が占有していた空間を骨組空間５
と成し、当該骨組空間５の内面に緩衝材６を一様に付着
せしめ、その状態で金属系材料Ｃを上記骨組空間５に投
入し、その後加熱することによって上記金属系材料Ｃを
成形固化せしめて骨組７を本体３内部に作ることを特徴
とする高強度が要求されるセラミックス／金属系複合体
ｌである。
上記構成に基づくと、まず骨組形成体２を形成し、その
表面に本体３を成形する０次いで加熱し本体３内部に骨
組空間５を形成し、その骨組空間５内面に緩衝材６を一
様に付着せしめる。そして、金属系材料Ｃを骨組空間５
に投入し、加熱し成形固化させ骨組７と成す、この時の
加熱により２つの材料は熱膨張、収縮を起すものの、両
者の差が緩衝材６により本体３に対してｌＩｉ衝される
。
表面に本体３を成形する０次いで加熱し本体３内部に骨
組空間５を形成し、その骨組空間５内面に緩衝材６を一
様に付着せしめる。そして、金属系材料Ｃを骨組空間５
に投入し、加熱し成形固化させ骨組７と成す、この時の
加熱により２つの材料は熱膨張、収縮を起すものの、両
者の差が緩衝材６により本体３に対してｌＩｉ衝される
。
次に添付図面に従い本発明の好適な実施例を詳述する。
８７図に示すように、本発明の複合体ｌは内部の骨組７
と外部の本体３より成っている。骨組７は金属系材料で
あり、マグネシウム合金、銅合金、アルミニウム合金、
鉄合金のいずれか一つ又はそれらの複合を母材とし、そ
れにカーボン繊維又はＳｉＣｍｍを複合強化せしめた複
合材であり、本体３はセラミ−、クス材料であり、Ｓｉ
Ｃ。
と外部の本体３より成っている。骨組７は金属系材料で
あり、マグネシウム合金、銅合金、アルミニウム合金、
鉄合金のいずれか一つ又はそれらの複合を母材とし、そ
れにカーボン繊維又はＳｉＣｍｍを複合強化せしめた複
合材であり、本体３はセラミ−、クス材料であり、Ｓｉ
Ｃ。
Ａ又２０３ 、窒化物、Ｂ４ Ｃ，ＴｉＢ２ 、Ｂ４
Ｃ−ＴｉＢ２ 、ＷＣ−Ｃｏ 、ＴｉＮ、ＴｉＣ。
Ｃ−ＴｉＢ２ 、ＷＣ−Ｃｏ 、ＴｉＮ、ＴｉＣ。
ＺｒＢ２．ムライト、ジルコニアのいずれか一つ又はそ
れらの複合から成るものである。
れらの複合から成るものである。
上記のようにこの複合体ｌはセラミ−２クス材料と金属
系材料の複合体であり、かなりの高強度を有する。その
為、スクリュー、ロッド、タペット、モーノポンプのロ
ーター等の回転により高トルクがかかり、その反力で高
負荷がかかるものに適している。
系材料の複合体であり、かなりの高強度を有する。その
為、スクリュー、ロッド、タペット、モーノポンプのロ
ーター等の回転により高トルクがかかり、その反力で高
負荷がかかるものに適している。
次に、セラミックス材料ＳｉＣ，Ａと金属系材料である
アルミニウム合金とカーボン繊維の複合材Ｃより成る複
合体スクリュー１の製法を述べる。
アルミニウム合金とカーボン繊維の複合材Ｃより成る複
合体スクリュー１の製法を述べる。
まず、第１図に示すように、燃焼することによって空間
を形成できる材料により骨組形成体２を形成する。これ
は型に嵌めたり、棒状のものより形成したりする。また
、材料として燃焼することによってガス化するカーボン
、ロストワックス、燃焼することによって溶融したり高
多孔組織状態になったりするプラスチックス等を用いる
。
を形成できる材料により骨組形成体２を形成する。これ
は型に嵌めたり、棒状のものより形成したりする。また
、材料として燃焼することによってガス化するカーボン
、ロストワックス、燃焼することによって溶融したり高
多孔組織状態になったりするプラスチックス等を用いる
。
尚、本実施例ではプラスチックスを用いる。
次に、第２図に示すように、骨組形成体２の表面にＳｉ
Ｃの粉末Ａをゴム１１！４を用いて油圧プレスにより充
填する。
Ｃの粉末Ａをゴム１１！４を用いて油圧プレスにより充
填する。
そして、第３図に示すように、焼結又は仮焼結すること
により本体３を成形する。
により本体３を成形する。
更に、第４図に示すように、全体を加熱することにより
本体３内部の骨組形成体２が溶融し、溶融したプラスチ
ックスＢを除去することにより骨組空間５を形成する。
本体３内部の骨組形成体２が溶融し、溶融したプラスチ
ックスＢを除去することにより骨組空間５を形成する。
そして、第５図に示すように、骨組空間５の内面に緩衝
材６を一様に付着せしめる。この緩衝材６はＡＭ、Ｎｉ
、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉのいずれか一つより成るものであ
る。尚、本実施例ではＡｌを用いる。
材６を一様に付着せしめる。この緩衝材６はＡＭ、Ｎｉ
、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉのいずれか一つより成るものであ
る。尚、本実施例ではＡｌを用いる。
そして、第６図に示すように、骨組空間５にアルミニウ
ム合金とカーボン繊維の複合材の粉末Ｃを投入する。そ
の後、第７図に示すように５加熱し成形固化することに
より骨組７を本体３内部に成形し、複合体ｌができるも
のである。
ム合金とカーボン繊維の複合材の粉末Ｃを投入する。そ
の後、第７図に示すように５加熱し成形固化することに
より骨組７を本体３内部に成形し、複合体ｌができるも
のである。
尚、上記製作過程に於ける金属系材料Ｃは粉末状のもの
以外にも、棒状のものを溶融させたり、すでに溶融され
たものを投入したりすること等が考えられる。
以外にも、棒状のものを溶融させたり、すでに溶融され
たものを投入したりすること等が考えられる。
以上のように１本発明の複合体ｌは本体３をセラミ−、
クス材料、骨組７を金属系材料とすることにより高強度
が要求される部分の部材として用いることができるのは
勿論、緩衝材６を用いることによって、複合体ｌ製作過
程に於いて骨組７を成す２つの材料が加熱され熱膨張、
収縮を起こし両者間に差があったとしても、その金属系
材料の骨組７とセラミックス材料の本体３との間で緩衝
効果をなし、複合体ｌを破壊させたり等することなく製
作できるものである。
クス材料、骨組７を金属系材料とすることにより高強度
が要求される部分の部材として用いることができるのは
勿論、緩衝材６を用いることによって、複合体ｌ製作過
程に於いて骨組７を成す２つの材料が加熱され熱膨張、
収縮を起こし両者間に差があったとしても、その金属系
材料の骨組７とセラミックス材料の本体３との間で緩衝
効果をなし、複合体ｌを破壊させたり等することなく製
作できるものである。
以上詳述した如く本発明によれば、複合体の本体にセラ
ミックス材料、骨組に金属系材料を用いることによって
、より高強度を有する複合体を製作できるのは勿論、骨
組空間が形成された本体の骨組空間内面に緩衝材を一様
に付着することにより、その後骨組を成す金属系材料を
投入し、骨組として成形固化させる為に加熱し、２つの
材料間で熱膨張、収縮差が生じたとしても、複合体が破
壊しにくいという利点を有する。
ミックス材料、骨組に金属系材料を用いることによって
、より高強度を有する複合体を製作できるのは勿論、骨
組空間が形成された本体の骨組空間内面に緩衝材を一様
に付着することにより、その後骨組を成す金属系材料を
投入し、骨組として成形固化させる為に加熱し、２つの
材料間で熱膨張、収縮差が生じたとしても、複合体が破
壊しにくいという利点を有する。
添付図面は本発明の実施例を示し、第１図は骨組形成体
の図、第２図は骨組形成体にセラミックス材料を充填し
ている図、第３図は骨組形成体の表面に本体が成形され
た図、第４図は骨組空間が形成された図、第５図は本体
の骨組空間内面に緩衝材が付着された図、第６図は骨組
空間に金属系材料が投入された図、第７図は複合体完成
の図であり、図中１は複合体、２は骨組形成体、３は本
体、４はゴム膜、５は骨組空間、６は緩衝材、７は骨組
、Ａはセラミックス材料、Ｂは骨組形成体材料、Ｃは金
属系材料である。 鴇７圓 ３ ６７ Ｉ
の図、第２図は骨組形成体にセラミックス材料を充填し
ている図、第３図は骨組形成体の表面に本体が成形され
た図、第４図は骨組空間が形成された図、第５図は本体
の骨組空間内面に緩衝材が付着された図、第６図は骨組
空間に金属系材料が投入された図、第７図は複合体完成
の図であり、図中１は複合体、２は骨組形成体、３は本
体、４はゴム膜、５は骨組空間、６は緩衝材、７は骨組
、Ａはセラミックス材料、Ｂは骨組形成体材料、Ｃは金
属系材料である。 鴇７圓 ３ ６７ Ｉ
Claims (7)
- （１） 金属系の骨組を中にして、その表面にセラミッ
クス材料の高強度が要求される本体を成形して成る高強
度が要求されるセラミックス／金属系複合体の製法に於
いて； 燃焼することによって空間を形成できる材料により骨組
形成体２を形成し、その骨組形成体２を中にして、その
表面にセラミックス粉末Ａを充填することによって骨組
形成体２の外周りに高強度が要求される本体３を成形し
、成形後焼結又は仮焼結し、次いで全体を加熱すること
により上記骨組形成体２を燃焼させ、その骨組形成体２
が占有していた空間を骨組空間５と成し、当該骨組空間
５の内面に緩衝材６を一様に付着せしめ、その状態で金
属系材料Ｃを上記骨組空間５に投入し、その後加熱する
ことによって上記金属系材料Ｃを成形固化せしめて骨組
７を本体３内部に作ることを特徴とする高強度が要求さ
れるセラミックス／金属系複合体の製法。 - （２） 上記骨組形成体２は燃焼してガス化してしまう
ものであることを特徴とする請求項第１項記載の高強度
が要求されるセラミックス／金属系複合体の製法。 - （３） 上記骨組形成体２は燃焼して溶融してしまうも
のであることを特徴とする請求項第１項記載の高強度が
要求されるセラミックス／金属系複合体の製法。 - （４） 上記骨組形成体２は燃焼して高多孔組織状態と
なるものであることを特徴とする請求項第１項記載の高
強度が要求されるセラミックス／金属系複合体の製法。 - （５） 上記本体３はＳｉＣ，Ａｌ＿２Ｏ＿３，窒化物
，Ｂ＿４Ｃ，ＴｉＢ＿２，Ｂ＿４Ｃ−ＴｉＢ＿２，ＷＣ
−Ｃｏ，ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＺｒＢ＿２，ムライト，ジル
コニアのいずれか一つ又はそれらの複合から成ることを
特徴とする請求項第１項記載の高強度が要求されるセラ
ミックス／金属系複合体の製法。 - （６） 上記緩衝材６はＡｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ｔｉ
のいずれか一つから成ることを特徴とする請求項第１項
記載の高強度が要求されるセラミックス／金属系複合体
の製法。 - （７） 上記骨組７はマグネシウム合金，銅合金，アル
ミニウム合金，鉄合金のいずれか一つ又はそれらの複合
を母材とし、それにカーボン繊維又はＳｉＣ繊維を複合
強化せしめた複合材より成ることを特徴とする請求項第
１項記載の高強度が要求されるセラミックス／金属系複
合体の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29131790A JPH04165007A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 高強度が要求されるセラミックス／金属系複合体の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29131790A JPH04165007A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 高強度が要求されるセラミックス／金属系複合体の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04165007A true JPH04165007A (ja) | 1992-06-10 |
Family
ID=17767342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29131790A Pending JPH04165007A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 高強度が要求されるセラミックス／金属系複合体の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04165007A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513879A (ja) * | 1999-11-15 | 2003-04-15 | フィリップス−オーリジェン・セラミック・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 硬質網状物品の作製過程 |
| CN102658368A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-09-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种连接碳纤维增强铝基复合材料与金属的方法 |
| CN110306149A (zh) * | 2018-03-20 | 2019-10-08 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高温抗氧化耐烧蚀复合涂层及制备方法 |
| CN110483070A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种短切SiC纤维的复合涂层、SiBCN陶瓷复合材料及制备方法 |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP29131790A patent/JPH04165007A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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