JPH04214826A - 複合化材料の製造方法 - Google Patents

複合化材料の製造方法

Info

Publication number
JPH04214826A
JPH04214826A JP3059545A JP5954591A JPH04214826A JP H04214826 A JPH04214826 A JP H04214826A JP 3059545 A JP3059545 A JP 3059545A JP 5954591 A JP5954591 A JP 5954591A JP H04214826 A JPH04214826 A JP H04214826A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
melting point
porosity
heat
pores
high melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3059545A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2950436B2 (ja
Inventor
Masashi Takahashi
雅士 高橋
Yoshiyasu Ito
義康 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3059545A priority Critical patent/JP2950436B2/ja
Priority to EP91103974A priority patent/EP0446934B1/en
Priority to DE69130237T priority patent/DE69130237T2/de
Priority to KR1019910004112A priority patent/KR940008937B1/ko
Publication of JPH04214826A publication Critical patent/JPH04214826A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2950436B2 publication Critical patent/JP2950436B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18After-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F3/26Impregnating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/18Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes sintered

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばW(タングステ
ン)とCu (銅)の如き、融点が異なり、しかも互い
に固溶しない二つの金属材料を複合化する複合化材料の
製造方法ならびに受熱材料と受熱材料の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】活性金属溶解用るつぼ又は受熱板に代表
される超高温場を有する機器においては、高温で高エネ
ルギー密度を持った電子ビームやプラズマ等に耐え得る
材料、つまりビームターゲット材料が必要不可欠な場合
が多い。
【0003】このビームターゲット材料は、過酷な条件
で使用されることから、次の2つの特性を満足するもの
でなけばならない。(1)温度が上昇する熱源直下で耐
熱性が十分であること。(2)熱伝導性が良く、かつ冷
却特性が優れていること。この(2)の特性が必要なの
は、一般に熱源の反対側はなんらかの手段により冷却さ
れているからである。
【0004】ところが、単一の材料では、耐熱性と熱伝
導性を切り離して考えることはできず、片方の特性が決
まれば、他方の特性が決まるため、おのずと限界がある
。このような事から、従来2つの特性を共に上げるため
には、材料の複合化されたものの製造方法が試みられて
いる。この一つとして、金属の中で最も融点が高いWと
熱伝導性の良いCu を複合化し、耐熱性と熱伝導性の
両方の特性に優れた複合化材料の創製が試みられている
【0005】ところが、WとCu を複合化する場合、
この二つの材料は互いに固溶しないため、その接合方法
は限られ、単純な張り合わせやろう付等の主として機械
的接合方法が使用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のようにWとCu
 を複合化したものを、高温場で用いようとする場合、
両者の熱膨張率の差が大きい。具体的には、Wは4.5
×10−6/Kであるのに対し、Cu は17.1×1
0−6/Kと大きく、発生する熱応力も極めて大きい。 このため、WとCu を単にろう付して複合化した場合
には、WとCu の界面で発生する熱応力で剥離や加熱
時に引っ張り応力が、熱膨脹率の小さい側のW中に割れ
が生じやすい。その割れや剥離は、トータルの熱伝導率
を低下させるため、材料の温度上昇につながり、最悪の
場合には溶融事故を引き起こす。
【0007】このような事から、最近2種類の粉末を混
ぜると共に、この混合比率を変えて積層し、この積層し
たものを焼結して傾斜組成材料を得ることが試みられて
いる。ところが、この手法は、混合する2種類の粉末の
融点が互いに類似しているものでは、傾斜組成材料を得
ることが可能であるが、混合する2種類の粉末の融点が
極端に異なる場合には、片方が溶融して他方のみが残る
事になり、傾斜組成材料を製造することは困難である。
【0008】本発明は、互いに接合すべき二つの材料の
界面の接合強度および熱伝導性に優れた複合化材料の製
造方法ならびに受熱材料と受熱材料の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、以下のように構成したものである。請求項
1に対応する発明は、高融点材料と低融点材料とを複合
化した複合化材料の製造方法において、高融点材料に気
孔を形成すると共に、その気孔率が少なくとも表面の一
部分で大きく、またその部分に向かって次第に気孔率が
大きくなるように気孔率分布をもった材料を得る第1の
工程と、この第1の工程で得られた材料の気孔率の大き
い部分から前記低融点側材料を溶浸する第2の工程を含
み、前記高融点材料と低融点材料の組成比率が傾斜分布
するようにしたことを特徴とする複合化材料の製造方法
である。
【0010】請求項3に対応する発明は、高融点材料と
低融点材料とを複合化した複合化材料の製造方法におい
て、前記高融点材料の粉末と、この粉末に固溶する第2
元素の粉末を添加混合する第1の工程と、この第1の工
程で得られた混合物を成形して固溶強化した成形体を得
る第2の工程と、この第2の工程で得た成形体を焼結し
て気孔を形成すると共に、その気孔率が少なくとも表面
の一部分で大きく、またその部分に向かって次第に気孔
率が大きくなるように気孔率分布をもった焼結体を得る
第3の工程と、この第3の工程で得られた焼結体の気孔
に前記低融点材料を溶浸する第4の工程を含んだ複合化
材料の製造方法である。
【0011】請求項4に対応する発明は、高融点材料と
低融点材料とを複合化した複合化材料の製造方法におい
て、前記高融点材料の粉末と、この粉末に反応しない第
2元素または化合物の粉末を添加混合する第1の工程と
、この第1の工程で得られた混合物を成形して分散強化
した成形体を得る第2の工程と、この第2の工程で得た
成形体を焼結して気孔を形成すると共に、その気孔率が
少なくとも表面の一部分で大きく、またその部分に向か
って次第に気孔率が大きくなるように気孔率分布をもっ
た焼結体を得る第3の工程と、この第3の工程で得られ
た焼結体の気孔に前記低融点材料を溶浸する第4の工程
を含んだ複合化材料の製造方法である。
【0012】請求項5に対応する発明は、高融点材料と
低融点材料とを複合化した複合化材料の製造方法におい
て、前記高融点材料を圧延、鍛造等の塑性加工、又は、
合金化により機械的強度を強化した基材を得る第1の工
程と、この第1の工程で得られた基材に、減圧プラズマ
溶射手段により共材を溶射させる事により、気孔を形成
すると共に、その気孔率が少なくとも表面の一部分で大
きく、またその部分に向かって次第に気孔率が大きくな
るように気孔率分布をもった溶射皮膜を形成する第2の
工程と、この第2の工程で得られた溶射皮膜の気孔に前
記低融点材料を溶浸する第3の工程とを含んだ複合化材
料の製造方法である。
【0013】請求項6に対応する発明は、請求項1記載
の複合化材料の製造方法において、第1の工程は、基材
に、これと同一種類の材料を溶射手段により溶射させる
ことにより、気孔を形成したものである。
【0014】請求項7に対応する発明は、請求項1記載
の複合化材料の製造方法において、第1の工程は、基材
に、これと同一種類の材料を溶射手段により溶射させる
ことにより気孔を有する材料を得、この第1の工程で得
られた材料を熱間等方性加圧した後、第2の工程を行う
ことを特徴とするものである。
【0015】請求項9に対応する発明は、超高温場にお
いて使用され、受熱面と反受熱面を有し、前記受熱面側
に融点が高く単結晶化が可能な材料層を形成し、前記受
熱面側から反受熱面側まで組成比率が傾斜分布するよう
にしたことを特徴とする受熱材料である。
【0016】請求項10に対応する発明は、低熱伝導材
料と高熱伝導材料を複合化して受熱材料を製造する場合
、前記低熱伝導材料としてドープ剤添加圧延材、鍛造材
等の塑性材からなる基材を用い、この基材の片面に、こ
の基材と同種類の材料粉末を積層して積層体を得る第1
の工程と、この第1の工程で得られた積層体を加熱焼結
して受熱面となる面を単結晶化し、この受熱面とは反対
側の面に気孔を形成すると共に、その気孔率が少なくと
も表面の一部分で大きく、またその部分に向かって次第
に気孔率が大きくなるように気孔率分布をもった焼結体
を得る第2工程と、この第2工程で得られた焼結体の気
孔に前記高熱伝導材料を溶浸する第3の工程を含んだ受
熱材料の製造方法である。
【0017】
【作用】請求項1に対応する発明によれば、高融点材料
と低融点材料の材料の傾斜組成領域(界面)での組成が
連続的に変化する、いわゆる組成が傾斜化する事から、
両材料の界面の接合強度(密着性)および熱伝導性が優
れる。
【0018】請求項3,4に対応する発明によれば、高
融点材料例えばWにこれに固溶しない第2元素、また第
2の元素あるいは化合物を添加混合して工程を含んでい
るため、高融点側材料が固溶強化または分散強化され、
これにより各材料、各部位の機械的強度が、請求項1に
比べて優れる。
【0019】請求項5に対応する発明によれば、熱応力
の発生が大きい部位を高強度材料で構成することにより
、請求項1,3,4に比べてより過酷な条件、例えばビ
ームターゲットの場合高熱負荷条件に耐え得ることがで
きる。
【0020】請求項6,7に対応する発明によれば、溶
射手段を用いて焼結プロセスを変更するようにしている
ので、円筒等の3次元表面での傾斜組成化が可能となる
【0021】請求項10,11に対応する発明によれば
、粒界脆化が生じやすい粒界をなくすことができ、定常
、非定常の両方の熱負荷に耐え得る受熱材料となる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の複合化材料の製造方法の第
1の実施例を説明するための工程図であり、第1の工程
1では、Wの粉末を得てこれを所望の形状にするために
、図示しない型内に充填する。第2の工程2において、
第1の工程1で得たW粉末の成形体を得る。第3の工程
3では、第2の工程2で得た成形体を焼結して気孔を形
成すると共に、その気孔率が少なくとも表面の一部分で
大きく、またその部分に向かって次第に気孔率が大きく
なるように気孔率分布をもったW焼結体を得る。第4の
工程4では図示しない容器内でCu を溶融すると共に
、この中に第3の工程3で得たW焼結体を溶浸させる。 第5の工程5では、第4工程4で得たものを機械加工し
て最終的に希望する製品形状にする。
【0023】この様にして得られた複合化金属材料によ
れば、以下のような効果が得られる。
【0024】 1)WとCu の界面での組成が略連続的に変化すなわ
ち組成が傾斜化する。図2は前述のように製造された複
合化金属材料の模式図で、図2(a)は組成分布図であ
り、図2(b)はWとCu の重量比に対する分布特性
図である。この図から明らかなように、WとCu の傾
斜組成領域での組成が傾斜化されるので、単純な材料の
張り合わせや溶射等の機械的接合を利用した従来の複合
化金属材料に比べて本実施例の複合化金属材料は、Wと
Cu 間に微視的なネットワーク構造が作られるため、
その結果WとCu の微視的ネットワーク構造が形成さ
れ、微視的接触面積が増大するため、密着性が大幅に向
上する。
【0025】 2)本実施例は、WとCu の混合層における熱膨張率
がほぼ混合比に従い連続的に変化するため、図3に示す
ように前述した従来の機械的接合方法による複合化金属
材料に比べて熱膨張率の差から生じる熱応力(圧縮応力
と引張り応力)が大幅に低減する。このため、WとCu
 の接合部の破断事故をなくすことができる。
【0026】 3)本実施例の材料は、WとCu の接触面積の増大と
ともに、単純な張り合わせの時(従来例)に見られるよ
うな材料間の隙間をなくすことができる。そのため、W
とCu の傾斜組成領域での熱抵抗が低減され、W単体
やCu単体のような優れた熱伝導性をもたせることがで
きる。図4はこれを説明するための熱伝導率特性図であ
り、この図から明らかなように、組成が傾斜化した部位
の熱伝導率が大きいCu に大きく依存する特徴を生か
せば、全体としてもW単体以上の優れた熱伝導性を得る
事ができる。
【0027】次に、前述の第1の実施例によって得られ
た複合化材料を活性金属溶解用るつぼ又は受熱板に適用
した場合の例について、図5を参照して説明する。図5
(a)は活性金属溶解用るつぼ本体11と水冷ハース1
3を示す断面図であり、図5(b)は図5(a)のA部
の微細組織を模式的に示す図である。るつぼ本体11側
は、高温にさらされるため、高融点金属のWで構成され
、また、水冷ハース13は熱伝熱性の優れたCu で構
成され、さらに、WとCu の傾斜組成領域14では連
続的に組成が変化した、いわゆる傾斜組成となっている
。 なお、12は水冷用穴である。
【0028】以上のような構成のものを製造するには、
図6の工程図のように行う。すなわち、第1の工程21
では、W微粉末を作ると共に、これを図5のるつぼ本体
11形状に積層する。第2の工程22では、第1の工程
21で得られた積層体をCIP成形し、W成形体を作成
する。第3の工程23では、この第2の工程22で得ら
れたW成形体を、H2  等の還元高温雰囲気中に数時
間程度保持し、W焼結体を作成する。この第3の工程で
は、Wに気孔を形成すると共に、その気孔率が少なくと
も表面の一部分で大きく、またその部分に向かって次第
に気孔率が大きくなるように気孔率分布をもったW焼結
体を材料を得る。第4の工程24では、第3の工程23
で得たW焼結体を機械加工し、最終的なるつぼ形状に仕
上げる。この場合、界面の傾斜組成部を含んで機械加工
を行う。
【0029】第1〜第4の工程21〜24では、るつぼ
本体11の内側が密度は95%以上になるように、また
、るつぼ本体11の外周側が密度は50%程度になるま
で連続的に変化するように、原料粉末、成形圧、焼結温
度等の製造条件を制御する。
【0030】第5の工程25では、Cu を何等かの手
段により溶融し、このCu の溶融槽内に第3の工程2
3で得たW焼結体を溶浸させ、W焼結体の気孔中に溶融
したCu が十分に染み込む時間保持した後、冷却する
。第5の工程25の処理は、H2等の還元高温雰囲気中
で行うが、第6の工程26では、十分冷却した後は大気
中に取り出し、所定の寸法のるつぼ本体11と水冷ハー
ス13に機械加工で仕上げる。
【0031】以上のような製造方法で製造した複合化金
属材料からなるるつぼ(図5)は、その界面14とWと
Cu の接触面積が大きいために、密着性および熱伝導
性が優れている。また、界面14での組成が傾斜化して
いるため、WとCu の熱膨張率の差に起因して加熱時
に生じる熱応力のピーク値が低減する。
【0032】一方、本実施例のるつぼは、るつぼ本体1
1の外周側で気孔率が連続的に変化するW焼結るつぼが
作成できる大きなポイントとなる。原料粉末が焼結体密
度に与える影響については、図7に示すように粉末粒度
を1μm〜10μmの範囲内で変化させることで、60
%〜95%の相対密度を有するW焼結体が作成できる。 この事を利用すれば、W粉末の積層時に使用するW粉末
粒径を連続的に変化させることにより、95%から60
%まで連続的に密度が変化したW焼結るつぼの作成が可
能となる。また、粉末粒径を変える程効果が大きくない
が、成形圧と焼結温度も焼結体密度を変える方法の一つ
であるために、これらを組み合わせることにより、さら
に効果的に前述のW焼結るつぼ本体11の作成が可能と
なる。また、そのW焼結るつぼ本体11の溶融Cu 中
への溶浸においては、溶融Cu はWと非常に濡れやす
いために、W焼結体の閉気孔中へは染み込む。W焼結体
の閉気孔と開気孔の境は90%程度であるために、W焼
結るつぼ本体11の外周側の密度が低い個所には大部分
Cu が染み込む。従って、W焼結体るつぼ本体11の
外周側の密度は、連続的に変化していることから、これ
でWとCu の組成が傾斜したるつぼが完成する。
【0033】以上述べた第2の実施例によれば、WとC
u の界面の組成が傾斜化し、かつWとCu の接触面
積を増大することにより、次のような効果が得られる。
【0034】 a)界面における14における密着性が向上し、合わせ
て高温使用中における界面14での熱応力が緩和するこ
とにより、界面14での割れや破壊が低減し、寿命が向
上する。
【0035】 b)界面14における熱抵抗が少なくなり、トータルの
熱伝導性が向上することにより、水冷ハース13の水冷
効果を十分生かせる。これにより、るつぼ本体11内の
溶融金属の温度勾配を大きくできるようになるとともに
、るつぼ本体11内壁温度を下げることができるように
なり、るつぼの寿命が向上する。
【0036】以上述べた第2の実施例は、活性金属溶解
用るつぼ又は受熱板をあげたが、これ以外にWとCu 
の組み合わせを必要とする他の高温機器のすべてにおい
ても適用可能である。さらに、実施例では複合化される
材料としてWとCu の組み合わせを取り上げているが
、これに限らず融点が異なり、かつ互いに固溶しない二
つの材料であればなんでも適用できる。いずれの場合で
あっても、高融点側の材料の焼結と、その焼結体の低融
点側の溶融材料中への溶浸工程を必ず経る必要があり、
この工程を経ればできた複合化金属材料の界面において
、組成が傾斜化した材料が得られる。
【0037】次に、本発明の複合化材料の製造方法の第
3の実施例、第4の実施例について、図8〜図10を参
照して説明する。前述の第1の実施例では、WとCu 
界面での熱膨脹率の変化を低減させているので、前述の
従来のろう付け材に比べると、大幅な熱応力の緩和が可
能である。ところが、第1の実施例は、気孔率が少なく
とも表面の一部分で大きく、またその部分に向かって次
第に気孔率が大きくなるように気孔率分布をもったW焼
結体(気孔率は溶浸させる側つまり溶浸した結果溶浸材
料が100%となる側に向かって増大したW焼結体)を
製造する工程と、そのW焼結体の気孔中へのCu の溶
浸からなる焼結溶浸工程を経ているので、機械的強度の
面で見ると必ずしも十分はとはいえない。すなわち、機
械的強度を支配するWは焼結と言う工程を経ているため
、再結晶粒で特に粒界が弱い。さらに、そのW焼結体は
板厚方向に気孔率分布を持つ必要があるために、機械的
強度を上げるための後加工である熱間鍛造等が使用でき
ない。従って、WとCu の界面での組成を傾斜させて
熱応力を緩和させても、機械的強度が低いため、W中に
割れが発生することがある。
【0038】この様なことから、第3の実施例は第1の
実施例の機械的強度を高めるため、W/Cu の傾斜組
成材料のように、単一組成の二つの材料からなる組成材
料において、固溶する第2元素、例えばRe (レニウ
ム)、Ta (タンタル)、Nb (ニオブ)、Hf 
(ハフニウム)粉末等を添加することにより、固溶強化
した組成を傾斜化することによる機能を保持したままで
、機械的強度だけを向上させた複合化材料の製造方法で
ある。
【0039】具体的には、図8の工程図に示すように、
第1の工程31では、それぞれ粒度の異なるW粉末に、
Re 粉末を添加したものを混合している。第2の工程
32では、粒度の小さいものから順に積層している。そ
して、第3の工程33では、第2の工程32で積層され
た積層体を金型プレス成形方法またはCIP成形方法で
成形する。第4の工程34では、第3の工程33で得た
成形体を焼結し、特に固溶する元素はWと合金化し、板
厚方向に気孔率分布を有したW合金焼結体(図9のWー
HIP材)を得ている。第5の工程35では、第4の工
程34で得たW合金焼結体を溶融したCu に浸し、気
孔中にCu を溶浸させて冷却している。第6の工程3
6では、第5の工程35で得た溶浸材を機械加工し、所
望の製品形状にする。
【0040】また、第4の実施例は第3の実施例と同様
に、第1の実施例の機械的強度を高めるため、W/Cu
 の傾斜組成材料のように、単一組成の二つの材料から
なる組成材料において、固溶しない第2元素や化合物、
例えばThO2 (トリヤ)粉末等を添加することによ
り、分散強化し組成を傾斜化することによる機能を保持
したままで、機械的強度だけを向上させた複合化材料の
製造方法である。
【0041】具体的には、第4の実施例は図8の工程図
に示すように、第1の工程31では、それぞれ粒度の異
なるW粉末に、ThO2 (トリヤ)粉末を添加したも
のを混合している。この工程以外は前述の第3の実施例
と同一である。
【0042】以上述べた第3の実施例および第4の実施
例によって得られた材料には次のような効果がある。
【0043】 1)本材料の機械的強度を支配するWは、図9に示すよ
うに合金化により大幅に曲げ強度が向上する。
【0044】 2)W合金とCu の界面が傾斜組成化しているため、
熱膨脹率の急激な変化がなく、従って、従来のろう付け
等による接合体に比べ、熱応力が緩和される。
【0045】 3)W合金の熱伝導率は主として、熱伝導の良いWに支
配されるために、ThO2 の熱伝導率は10W/mk
と低いが、全体としての熱伝導率の低下はほとんどない
【0046】 4)本実施例で得られた材料の工程から明らかなように
、熱伝導性の良いCuがネットワーク状組織となってい
るため、トータルとして非常に熱伝導性が良い。
【0047】第4の実施例では、分散強化材としては、
ThO2 を上げているが、基本的には、化学的に安定
で融点の高い材料なら良く、図10に示す分散強化材料
、すなわち、TaB2 、TiB2 、HfB2 、Y
2 O3 、ZrO2 のいずれでも適用できる。
【0048】以上述べた事から、第3および第4の実施
例によれば、熱応力によるWとCu 界面の剥離や材料
中の割れをなくすことができ、最終的には、剥離や割れ
による熱抵抗の増大に起因した材料温度の上昇、溶融事
故をなくすことができる。
【0049】次に、第3の実施例でできた材料を電子ビ
ームターゲットとして適用した例を図11〜図14を参
照して説明する。図11(a),図11(b)は前述の
第3の実施例によって得られた複合化材料を活性金属溶
解用るつぼ等のビームターゲットに適用した例であり、
図11(a)は電子ビーム(EB)用ターゲットの模式
図であり、図11(b)は図11(a)のAーA線に沿
って切断し、この断面を見た断面図である。ビームター
ゲット121のC側は、EB116にさらされ高温とな
るため、高融点で高強度なW合金で構成されている。
【0050】一方、ビームターゲット121の反対側の
D側は、熱伝導性と加工性に優れたCu で構成されて
おり、水冷パイプ117を有する水冷構造となっている
。 さらに、C側とD側の間は、W合金とCu の組成比が
連続的に変化した、いわゆる、傾斜組成となっている。
【0051】図11(a)、図11(b)に使用する複
合化材料は、以下のように製造する。すなわち、W合金
焼結体118の作成は、図8に示す第1の工程から第4
の工程までは、同じである。ところが、W合金焼結体1
18の気孔中へのCu 119の溶浸の際、図12に示
すように多少大型の黒鉛るつぼ120に気孔率が低い側
を上側にして入れ、その反対側にCu の余盛部を設け
る。 この状態でCu の溶浸が完了した後、機械加工により
所定寸法に仕上げると共に、水冷パイプ117用の穴を
加工する。最後に、水冷パイプ117を、AgーCu 
ろう等を用いてろう付することによりビームターゲット
121が完成する。
【0052】以上のような製造方法で製造したビームタ
ーゲット121は、W合金とCu が傾斜組成化してお
り、また、熱伝導性の良いCu がネットワーク構造と
なっているために、使用中の最高到達温度の低減と熱応
力の緩和ができる。
【0053】図13は、図11に示す電子ビームターゲ
ットに電子ビームをあてた時の温度分布と熱応力(主応
力)分布の解析結果を示すものである。具体的には、図
13(a)と図13(c)は各々5kw/cm 2 の
リニアEBにより加熱したときの温度分布の有限要素法
による解析結果を、W合金/Cu の傾斜組成材料と、
W合金/Cu のろう付材料の二つの場合について比較
したものである。図13(b)と図13(d)は各々5
kw/cm 2 のリニアEBにより加熱したときの熱
応力分布の有限要素法による解析結果を、W合金/Cu
 の傾斜組成材料と、W合金/Cu のろう付材料の二
つの場合について比較したものである。この結果から、
傾斜組成化することにより、最高到達温度を約80k低
下させることができる。 さらに、温度勾配が最も大きくなるEB直下で最大とな
る熱応力も1/3程度に低減できることがわかる。
【0054】また、ビームターゲット121は、Wの合
金化により高強度化を図っているため、破壊に達するま
でのEB入力を増大することができる。図14にEB入
熱密度と発生する最大熱応力、最高到達温度の有限要素
法による解析結果を示している。図13で示したように
、最大熱応力は熱源直下のW合金層で発生しており、C
u との複合化により各部の強度低下はそれ程大きくな
いと思われるので、ビームターゲット121の破壊は、
W合金層で発生する応力が、その強度より大きくなった
場合に起こるものと考えられる。
【0055】ここで、図9に示した常温におけるW、ま
たはW合金の強度測定結果をもとにして、合金化する事
により、与える入熱をどれだけ増大できるかについて考
える。純Wの場合、強度が約0.4GPa であるため
に、与えることができる入熱密度がせいぜい4kw/c
m 2 程度であるのに対し、5%Re を添加したW
ー5Re 合金では、強度が0.8GPa と約2倍に
増大するために、約8kw/cm 2 のEB入力が可
能となる。さらに、入熱密度を9kw/cm 2 とす
ると、最高到達温度がW合金の融点を越えるために、R
e 量を上げて強度を上げても意味がなく、ビームター
ゲット121の適用限界となる。
【0056】以上述べた第3,4の実施例は、ビームタ
ーゲット121で、特に、リニアEB加熱の場合につい
て説明したが、これ以外に、耐熱性と高熱伝導性を必要
とするすべての高温機器部品に適用でき、ビームの形態
もEBに限ったものではなく、すべての熱源に適用でき
る。
【0057】次に、第5の実施例について、図15と図
16を参照して説明する。第5の実施例の製造方法は第
1の工程41から第4の工程44を含んでいる。第1の
工程41では、圧延、鍛造等の塑性加工により高強度基
板45を作成する。第2の工程42では、第1の工程4
1で作成した高強度基板45を、局所的に大きな応力が
生じる材料、EB照射されたビームターゲットの場合に
は加熱表面に、後述する公知の減圧プラズマ溶射装置に
より溶射して、両材料で気孔率が傾斜した溶射皮膜を形
成する。第3の工程43では、第2の工程42で得られ
た材料を、オープンHIP(Hot Isostati
c Pressing  :熱間等方性加圧)装置によ
り破壊の起点となる閉気孔(欠陥)を除去する。第4の
工程44では、第3の工程で得た材料に有する開気孔に
、第2の材料を溶浸することにより、図16に示す傾斜
組成層46を有する複合化材料が完成する。
【0058】ここで、減圧プラズマ溶射装置(VPS)
について、簡単に説明する。高圧容器内に、数十〜数百
TOrrの減圧不活性ガスが封入されており、この雰囲
気内で溶射すべきワークを入れ、これに粉末供給装置か
らの粉末を、プラズマ制御装置からのプラズマともに溶
射するものである。
【0059】また、オープン(カプセルフリー)HIP
は、材料をカプセルに入れないで、熱間等方性加圧を行
うことであり、通常のHIPは、材料内部に圧力がかか
らないようにように、すなわち外圧のみがかかるように
するため、高温で潰される真空カプセルに材料を入れて
行うものとは異なる。
【0060】このようにして得られた複合化材料は、塑
性加工を行った高強度基板45を使用しているので、機
械的強度の強化を図ることができる。また、溶射法によ
る気孔率は、使用する粉末粒子粒径に大きく依存するた
め、逆に言えば、使用する粉末粒径を変えるだけで、気
孔率が傾斜した溶射皮膜を形成することができる。さら
に、減圧プラズマ溶射方法は、数十〜数百TOrrの減
圧不活性雰囲気中で溶射するため、酸化被膜の少ない、
粒子間の結合力の強い、高強度基板との密着性の良い被
膜が形成できる。また、オープンHIPにより、熱抵抗
の増大の原因や、応力集中部となる閉気孔が除去できる
。この場合の溶浸は、不活性ガス、または、還元雰囲気
で常圧、または高圧下で行うことにより、第2の材料で
開気孔を埋めることができる。
【0061】以上ように第5の実施例によれば、電子ビ
ーム加熱時の割れ等の損傷を低減させることができると
同時に、入熱密度を増大させることが可能となる。
【0062】次に、本発明の第6の実施例について、図
17を参照して説明する。この実施例は、図17に示す
ように第1の工程51から第5の工程55を含んでおり
、第1の工程51では、基材の表面を清浄にする。第2
の工程52では、第1の工程51で清浄にした基板と、
これと同一種類の材料を、溶射例えば減圧プラズマ溶射
により、連続傾斜組成化を行う。第3の工程53では、
オープンHIPにより第2の工程52で形成された開気
孔(孔が外部と連通している)を残し、閉気孔(孔が外
部と連通していない)を消滅させる。第4の工程54で
は、第3の工程53で得られた気孔中に低融点金属、例
えばCu を溶浸する。第5の工程55では、機械加工
を行う。
【0063】以上述べた第6の実施例によれば、次のよ
うな効果が得られる。第2の工程52で行う減圧プラズ
マ溶射は、数十Torrの不活性ガス雰囲気で溶射する
ため、材料は酸化しない。また、使用する溶射用粉末を
大粒径とすることで、内部未溶融粒子が飛来付着し、比
較的気孔率の大きな皮膜を形成することができる。
【0064】さらに、第3の工程53で行うオープンH
IP処理では、第2の工程52の減圧プラズマ溶射によ
って形成された開気孔を残し、閉気孔を消滅させること
ができる。このようにして得られた開気孔のみを有し、
この気孔が傾斜化した材料Wに低融点の材料Cu 溶浸
することで、比較的広範囲に溶射し、大型で連続傾斜の
材料を製作できる。
【0065】このようなことから、前述の第1の実施例
で得ることが難しかった3次元曲面上にも、傾斜組成化
組織を形成することが可能で、第1の実施例では段階傾
斜であったものが、連続傾斜組成化となることから、よ
り熱応力緩和が図れる。この事により、コーティング、
継手など異種界面の熱応力緩和が有効に働き、熱サイク
ル特性の向上、耐熱性が改善される。
【0066】第6の実施例の基材としては、W、Mo 
、Ta 、Nb 、Re 、V、Zr O2 、Mg 
O、Al 2 O 3、Y 2O 3、Si C、Si
 3 N 4、BN、Al Nのいずれかを用い、低融
点材料としては、Cu 、Ag 、Fe 、Ni 、C
o あるいはそれらを主成分とする合金のいずれかをも
ちいればよい。
【0067】さらに、第6の実施例で用いた減圧プラズ
マ溶射は、これに限らず耐酸化特性に優れた材料であれ
ば、大気中の溶射法、例えばプラズマ溶射法、ガス溶射
法、アーク溶射法のいずれであっても同様に実施できる
とともに、同様な効果が得られる。
【0068】次に、第7の実施例について、図18の工
程図を参照して説明する。この実施例は、前述の第1の
実施例の第4の工程で第1材料の気孔中に第2の材料を
溶浸する際に、高圧下で処理するHIP溶浸を行ったと
ころに特徴を有する。すなわち、第3の工程63で焼結
体を得た後、第4の工程64としてオープンHIPによ
り溶浸を行い、その後、第5の工程65でHIP溶浸を
行うものである。
【0069】いま、円形の細孔の半径rに、表面張力σ
の流体が入るためには、接触角Θとすると、圧力Pは以
下の式を満足する必要がある。
【0070】 P≧(2σcosΘ)÷r 従って、材料系が決まれば、Θとσは一義的に決まるた
め、小さい孔に液体をしみこませようとすれば、圧力P
を大きくしなければならない。逆に言えば、圧力Pをか
ければ、かける程小さい孔に液体がしみこむことになる
【0071】この事から、高温、高圧場を作ることがで
きるHIP装置を用いて溶浸すれば、開気孔中に第2材
料を確実に溶浸できる。また、ガスの種類として、Ar
 ,He のような不活性ガスを用いれば、材料の酸化
の問題も解消できる。
【0072】一方、温度を上げていけば、一般的には接
触角Θが小さくなる。これに伴って、cosΘも小さく
なるために、圧力Pを一定とした場合、半径rも小さく
できるが、材料の反応が問題となる。
【0073】以上のことから、高圧場でのHIP溶浸に
より開気孔が残らなく、しかも材料間の反応が小さい傾
斜組成材料の作製が可能となる。気孔が無くなることに
より、機械的強度が向上し、熱伝導性の向上が図れる。
【0074】第7の実施例において、接触角Θが小さく
なるように、液体中に活性元素を添加し、微細気孔への
溶浸を促進させるようにしてもよい。
【0075】次に、図19と図20を用いて本発明によ
る受熱材料の製造方法と、この方法によってできた受熱
材料(以下、第8の実施例と称する)に、ついて説明す
る。図22はその製造方法を示す工程図であり、第1の
工程71で受熱面側を、W,Mo の単結晶化とするた
めに、ドープ圧延材を作製する。第2の工程72では、
第1の工程71で得られた圧延材の表面をブラスト等で
粗面化し、W粉末を傾斜積層する。第3の工程73では
、第2の工程72で得られたW圧延材とW粉末を焼結接
合し、第4の工程74では、第3の工程73と同時に、
2次再結晶を利用してW、Mo の最小表面ドープW、
Mo 圧延材部を巨大結晶粒育成を行い、WまたはM0
 のスケルトンを作製する。この場合、受熱面側を単結
晶とする。その後、第5の工程75では、第4の工程7
4で傾斜した気孔中にCu を溶浸し、第6の工程76
で機械加工により仕上げる。
【0076】このような工程によりできた受熱材料77
を図20に示している。この場合、非定常的に受ける大
きな熱応力は、受熱面78の延性の優れた単結晶W,ま
たはMo が受け持ち、定常的な熱応力は、その下部の
W/Cu 傾斜組成により緩和される。粒界脆化を生じ
やすいW、Mo の粒界をなくすことで、極めて延性が
優れたW,Mo が加熱面側に配設された受熱材料を得
ることができ、加熱性に優れると共に、急加熱による熱
衝撃特性が向上する。
【0077】以上述べた受熱材料を製造する実施例は、
次の点も回避している。すなわち、W,Mo のスケル
トンの作製と、巨大結晶粒育成において、W,Mo 粉
末の焼結が進み過ぎて気孔率の傾斜した領域が十分に製
作が出来ないことがある。このため、本実施例では10
ミクロン程度の大きさの粒子を使うことで、それを回避
している。その他、減圧プラズマ溶射により、単結晶板
の裏面に、W,Mo の傾斜組成領域80を形成するこ
とが可能となる。さらに、巨大単結晶成長を先に実施し
、単結晶化した材料の表面にW粉末を傾斜積層し、焼結
結合Cu を溶浸させることによっても同様な受熱板の
製造が可能である。
【0078】受熱材料77を製造する第8の実施例では
、受熱面78がW,またはMo の受熱材料をあげたが
、受熱面をRe 、Vのいずれか、あるいはW,Mo 
,Re ,Vを主とした合金からなるものであっても良
い。 また、図20の受熱面78と反対側の面(例えば水冷却
する面)79に、高熱伝導材料としてCu ,Ag ,
Fe あるいはこれらを主成分とする合金で形成し、受
熱面78からこれと反対側の面まで、組成を傾斜化させ
るようにしても良い。
【0079】前述の実施例では、高融点材料または低熱
伝導性材料に気孔を形成するのに、焼結方法、減圧プラ
ズマ溶射方法のいずれかを使用したが、これに限らず化
学蒸着方法、物理蒸着方法等を使用しても良い。
【0080】
【発明の効果】本発明によれば、二つの材料の接合強度
(密着性)および熱伝導性が優れる複合化材料の製造方
法ならびに受熱材料の製造方法および受熱材料の製造方
法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による複合化材料の製造方法の第1の実
施例を示す工程図。
【図2】図1のWとCu の界面での組成が傾斜化した
複合化金属材料の模式図。
【図3】図1のWとCu の界面で発生する応力の模式
図。
【図4】図1の組成傾斜部のWとCu の混合層での熱
伝導率を示す図。
【図5】図1の実施例により得られた材料を活性金属溶
解用るつぼの断面図およびA部の微細組織を模式的に示
す図。
【図6】本発明による複合化材料の製造方法の第2の実
施例を示す工程図。
【図7】第2の実施例におけるWの粉末粒度や成形圧が
焼結体の相対密度に与える影響を説明するための図。
【図8】本発明による複合化材料の製造方法の第3,第
4の実施例を示す工程図。
【図9】第3の実施例により得られた材料の機械的強度
を説明するための図。
【図10】第3の実施例の分散強化材料の候補例とその
主な特性を示す図。
【図11】第3の実施例でできた材料を電子ビームター
ゲットとして適用した例を説明するための図。
【図12】図11の電子ビームターゲット材を製造する
際のCu の溶浸方法を説明するための図。
【図13】図11に示す電子ビームターゲットに電子ビ
ームをあてた時の温度分布と機械的応力分布の解析結果
を図。
【図14】図11に示す電子ビームターゲットに電子ビ
ームをあてた時の電子ビームの入熱密度と最大主応力(
熱応力)や最高到達温度の関係を示す図。
【図15】本発明による複合化材料の製造方法の第5の
実施例を示す工程図。
【図16】第5の実施例により得られた材料の概略断面
図。
【図17】本発明による複合化材料の製造方法の第6の
実施例を示す工程図。
【図18】本発明による複合化材料の製造方法の第7の
実施例を示す工程図。
【図19】本発明による複合化材料の製造方法の第8の
実施例を示す工程図。
【図20】第8の実施例により得られた材料の概略断面
図。
【符号の説明】
11…るつぼ本体、12…水冷用穴、13…水冷ハース
、14…WとCu の界面、16…リニア電子ビーム、
17…水冷パイプ、18…W合金焼結体、19…Cu 
、20…黒鉛るつぼ、21…ビームターゲット。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  高融点材料と低融点材料とを複合化し
    た複合化材料の製造方法において、高融点材料に気孔を
    形成すると共に、その気孔率が少なくとも表面の一部分
    で大きく、またその部分に向かって次第に気孔率が大き
    くなるように気孔率分布をもった材料を得る第1の工程
    と、この第1の工程で得られた材料の気孔率の大きい部
    分から前記低融点側材料を溶浸する第2の工程を含み、
    前記高融点材料と低融点材料の組成比率が傾斜分布する
    ようにしたことを特徴とする複合化材料の製造方法。
  2. 【請求項2】  第1の工程は、高融点材料を焼結工程
    、物理蒸着工程、化学蒸着工程のいずれか一つであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の複合化材料の製造方法。
  3. 【請求項3】  高融点材料と低融点材料とを複合化し
    た複合化材料の製造方法において、前記高融点材料の粉
    末と、この粉末に固溶する第2元素の粉末を添加混合す
    る第1の工程と、この第1の工程で得られた混合物を成
    形して固溶強化した成形体を得る第2の工程と、この第
    2の工程で得た成形体を焼結して気孔を形成すると共に
    、その気孔率が少なくとも表面の一部分で大きく、また
    その部分に向かって次第に気孔率が大きくなるように気
    孔率分布をもった焼結体を得る第3の工程と、この第3
    の工程で得られた焼結体の気孔に前記低融点材料を溶浸
    する第4の工程を含み、前記高融点材料と低融点材料の
    組成比率が傾斜分布するようにしたことを特徴とする複
    合化材料の製造方法。
  4. 【請求項4】  高融点材料と低融点材料とを複合化し
    た複合化材料の製造方法において、前記高融点材料の粉
    末と、この粉末に反応しない第2元素または化合物の粉
    末を添加混合する第1の工程と、この第1の工程で得ら
    れた混合物を成形して分散強化した成形体を得る第2の
    工程と、この第2の工程で得た成形体を焼結して気孔を
    形成すると共に、その気孔率が少なくとも表面の一部分
    で大きく、またその部分に向かって次第に気孔率が大き
    くなるように気孔率分布をもった焼結体を得る第3の工
    程と、この第3の工程で得られた焼結体の気孔に前記低
    融点材料を溶浸する第4の工程を含み、前記高融点材料
    と低融点材料の組成比率が傾斜分布するようにしたこと
    を特徴とする複合化材料の製造方法。
  5. 【請求項5】  高融点材料と低融点材料とを複合化し
    た複合化材料の製造方法において、前記高融点材料を圧
    延、鍛造等の塑性加工、又は、合金化により機械的強度
    を強化した基材を得る第1の工程と、この第1の工程で
    得られた基材に、減圧プラズマ溶射手段により共材を溶
    射させる事により、気孔を形成すると共に、その気孔率
    が少なくとも表面の一部分で大きく、またその部分に向
    かって次第に気孔率が大きくなるように気孔率分布をも
    った溶射皮膜を形成する第2の工程と、この第2の工程
    で得られた溶射皮膜の気孔に前記低融点材料を溶浸する
    第3の工程とを含み、前記高融点材料と低融点材料の組
    成比率が傾斜分布するようにしたことを特徴とする複合
    化材料の製造方法。
  6. 【請求項6】  第1の工程は、基材に、これと同一種
    類の材料を溶射手段により溶射させることにより、気孔
    を形成することを特徴とする請求項1記載の複合化材料
    の製造方法。
  7. 【請求項7】  第1の工程は、基材に、これと同一種
    類の材料を溶射手段により溶射させることにより気孔を
    有する材料を得、この第1の工程で得られた材料を熱間
    等方性加圧した後、第2の工程を行うことを特徴とする
    請求項1記載の複合化材料の製造方法。
  8. 【請求項8】  熱間等方性加圧処理は、材料をカプセ
    ルに入れないで処理するカプセルフリー熱間等方性加圧
    処理であることを特徴とする請求項7記載の複合化材料
    の製造方法。
  9. 【請求項9】  超高温場において使用され、受熱面と
    反受熱面を有し、前記受熱面側に融点が高く単結晶化が
    可能な材料層を形成し、前記受熱面側から反受熱面側ま
    で組成比率が傾斜分布するようにしたことを特徴とする
    受熱材料。
  10. 【請求項10】  低熱伝導材料と高熱伝導材料を複合
    化して受熱材料を製造する場合、前記低熱伝導材料とし
    てドープ剤添加圧延材、鍛造材等の塑性材からなる基材
    を用い、この基材の片面に、この基材と同種類の材料粉
    末を積層して積層体を得る第1の工程と、この第1の工
    程で得られた積層体を加熱焼結して受熱面となる面を単
    結晶化し、この受熱面とは反対側の面に気孔を形成する
    と共に、その気孔率が少なくとも表面の一部分で大きく
    、またその部分に向かって次第に気孔率が大きくなるよ
    うに気孔率分布をもった焼結体を得る第2工程と、この
    第2工程で得られた焼結体の気孔に前記高熱伝導材料を
    溶浸する第3の工程を含み、前記低熱伝導材料と高熱伝
    導材料の組成比率が傾斜分布するようにしたことを特徴
    とする受熱材料の製造方法。
  11. 【請求項11】  第1の工程は、低熱伝導材料として
    ドープ剤添加圧延材、鍛造材等の塑性材からなる基材を
    用い、この基材の片面に、この基材と同種類の材料粉末
    を減圧プラズマ溶射手段により積層して積層体を得るこ
    とを特徴とする請求項10記載の受熱材料の製造方法。
JP3059545A 1990-03-15 1991-02-28 複合化材料の製造方法 Expired - Fee Related JP2950436B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3059545A JP2950436B2 (ja) 1990-03-15 1991-02-28 複合化材料の製造方法
EP91103974A EP0446934B1 (en) 1990-03-15 1991-03-14 Method of fabricating a composite material
DE69130237T DE69130237T2 (de) 1990-03-15 1991-03-14 Verfahren zur Herstellung von Kompositmaterial
KR1019910004112A KR940008937B1 (ko) 1990-03-15 1991-03-15 복합화 재료의 제조방법 및 수열재료(受熱材料)와 수열재료의 제조방법

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6519790 1990-03-15
JP2-65197 1990-03-15
JP3059545A JP2950436B2 (ja) 1990-03-15 1991-02-28 複合化材料の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04214826A true JPH04214826A (ja) 1992-08-05
JP2950436B2 JP2950436B2 (ja) 1999-09-20

Family

ID=26400588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3059545A Expired - Fee Related JP2950436B2 (ja) 1990-03-15 1991-02-28 複合化材料の製造方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0446934B1 (ja)
JP (1) JP2950436B2 (ja)
KR (1) KR940008937B1 (ja)
DE (1) DE69130237T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006513320A (ja) * 2003-01-08 2006-04-20 インコ、リミテッド 粉末冶金により製造または処理された部品およびその製造方法
JP2017226865A (ja) * 2016-06-20 2017-12-28 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 溶射膜を有する基材

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5204055A (en) * 1989-12-08 1993-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
US5814161A (en) * 1992-11-30 1998-09-29 Massachusetts Institute Of Technology Ceramic mold finishing techniques for removing powder
US5775402A (en) * 1995-10-31 1998-07-07 Massachusetts Institute Of Technology Enhancement of thermal properties of tooling made by solid free form fabrication techniques
US6146567A (en) * 1993-02-18 2000-11-14 Massachusetts Institute Of Technology Three dimensional printing methods
GB9320150D0 (en) * 1993-09-30 1993-11-17 Automotive Products Plc Metal matrix composite components
GB2287038A (en) * 1993-09-30 1995-09-06 Automotive Products Plc Metal matrix composites
US5660621A (en) * 1995-12-29 1997-08-26 Massachusetts Institute Of Technology Binder composition for use in three dimensional printing
AT13536U1 (de) * 2013-05-07 2014-02-15 Plansee Se Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers und damit herstellbarer Formkörper
DE102015207602A1 (de) * 2015-04-24 2016-10-27 Gfe Metalle Und Materialien Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Rohrkathode zum Einsatz in PVD-ARC-Beschichtungsanlagen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS515211A (ja) * 1974-06-03 1976-01-16 Westinghouse Electric Corp

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3929424A (en) * 1973-10-23 1975-12-30 Mallory & Co Inc P R Infiltration of refractory metal base materials
US4718941A (en) * 1986-06-17 1988-01-12 The Regents Of The University Of California Infiltration processing of boron carbide-, boron-, and boride-reactive metal cermets
DE3627775A1 (de) * 1986-08-16 1988-02-18 Demetron Verfahren zur herstellung von targets
DE3724995A1 (de) * 1987-02-26 1988-09-08 Radex Heraklith Verfahren zur herstellung eines verbundkoerpers und verbundkoerper selbst
US4917722A (en) * 1988-05-18 1990-04-17 Tosoh Corporation Single crystals of chromium and method for producing the same
DE3907625C1 (ja) * 1989-03-09 1990-02-15 Mtu Muenchen Gmbh

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS515211A (ja) * 1974-06-03 1976-01-16 Westinghouse Electric Corp

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006513320A (ja) * 2003-01-08 2006-04-20 インコ、リミテッド 粉末冶金により製造または処理された部品およびその製造方法
JP2017226865A (ja) * 2016-06-20 2017-12-28 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 溶射膜を有する基材

Also Published As

Publication number Publication date
KR940008937B1 (ko) 1994-09-28
JP2950436B2 (ja) 1999-09-20
DE69130237D1 (de) 1998-10-29
KR910016950A (ko) 1991-11-05
EP0446934B1 (en) 1998-09-23
EP0446934A2 (en) 1991-09-18
DE69130237T2 (de) 1999-03-25
EP0446934A3 (en) 1993-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5126102A (en) Fabricating method of composite material
JP5376952B2 (ja) モリブデン−チタンスパッタリングプレートおよびターゲットの製造法
CA2462491C (en) Laminated component for fusion reactors
US11247268B2 (en) Methods of making metal matrix composite and alloy articles
JP7358034B2 (ja) 予備焼結プリフォームを作製する方法
KR101200578B1 (ko) 복합 소재
US20160273074A1 (en) Method for producing a component from a composite material comprising a metal matrix and incorporated intermetallic phases
KR20090031499A (ko) 냉간 압축 성형된 스퍼터 타겟
JPH04214826A (ja) 複合化材料の製造方法
US7762448B2 (en) Process for producing a composite body
US5963773A (en) Tungsten skeleton structure fabrication method employed in application of copper infiltration and tungsten-copper composite material fabrication method thereof
JP2021046610A (ja) コーティング源
JPH11314974A (ja) 接合体の製造方法
US8575625B2 (en) Semiconductor element mounting member, method of producing the same, and semiconductor device
US6821313B2 (en) Reduced temperature and pressure powder metallurgy process for consolidating rhenium alloys
TW200829702A (en) Full density Co-W magnetic sputter targets
KR100453518B1 (ko) 반도체 소자용 박스형 구조재용 Si-Al 합금의 제조방법
US7270782B2 (en) Reduced temperature and pressure powder metallurgy process for consolidating rhenium alloys
Li et al. Joining reaction-bonded silicon carbide using Inconel 600 superalloy.
CN1032194C (zh) 复合材料的制造方法
JPS6230804A (ja) 粉末ホットプレス法による超硬質材料粉末と鉄系金属粉末の多層焼結方法
Nicholls et al. Applications of coating technology and HIP to advanced materials processing
JPS60203436A (ja) 耐高熱負荷複合構造体
KR100576417B1 (ko) 이종접합 소재의 제작방법
JPS6256502A (ja) 鉄系金属板の表面に超硬質層を一体的に形成するハ−ドフエ−シング法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees