JPH05222468A - 反応合成法による炭化チタンとほう化チタンウイスカ強化チタニウム基複合材料の製造法 - Google Patents
反応合成法による炭化チタンとほう化チタンウイスカ強化チタニウム基複合材料の製造法Info
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- JPH05222468A JPH05222468A JP6111992A JP6111992A JPH05222468A JP H05222468 A JPH05222468 A JP H05222468A JP 6111992 A JP6111992 A JP 6111992A JP 6111992 A JP6111992 A JP 6111992A JP H05222468 A JPH05222468 A JP H05222468A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 炭化ボロンＢ4Ｃとチタニウム粉末Ｔｉとを
エタノールのごとき有機溶媒にいれ、超音波振動を加え
混合後、Ｖ−ブレンダーのごとき混合機において２４時
間以上混合する。混合粉を乾燥後、型の中で冷間圧粉成
形体に固める。更に、この成形体を真空中にて１１００
℃から１６００℃において焼結又は加圧焼結させる。焼
結中に、炭化ボロンとチタニウムとが反応拡散により、
炭化チタンＴｉＣとほう化チタンＴｉＢ2の針状ウイス
カがチタニウムマトリックス中に合成され、ＴｉＣとＴ
ｉＢ2ウイスカ強化チタニウム基複合材料が製造でき
る。
エタノールのごとき有機溶媒にいれ、超音波振動を加え
混合後、Ｖ−ブレンダーのごとき混合機において２４時
間以上混合する。混合粉を乾燥後、型の中で冷間圧粉成
形体に固める。更に、この成形体を真空中にて１１００
℃から１６００℃において焼結又は加圧焼結させる。焼
結中に、炭化ボロンとチタニウムとが反応拡散により、
炭化チタンＴｉＣとほう化チタンＴｉＢ2の針状ウイス
カがチタニウムマトリックス中に合成され、ＴｉＣとＴ
ｉＢ2ウイスカ強化チタニウム基複合材料が製造でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化ボロンＢ4Ｃとチ
タニウムＴｉとの反応により炭化チタンＴｉＣとほう化
チタンＴｉＢ2が合成される現象を利用し、ＴｉＣとＴ
ｉＢ2のウイスカをチタニウムマトリックス中に分散さ
せたチタニウム基複合材料に関する。
タニウムＴｉとの反応により炭化チタンＴｉＣとほう化
チタンＴｉＢ2が合成される現象を利用し、ＴｉＣとＴ
ｉＢ2のウイスカをチタニウムマトリックス中に分散さ
せたチタニウム基複合材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】チタニウムＴｉは軽くて強度や弾性率が
高く、又高温強度が優れているので航空宇宙分野の代表
的構造材料である。しかし、チタン合金は６００℃以上
の高温においては必ずしも充分な強度を維持できない。
そこで、炭化けい素繊維ＳｉＣ等により強化したチタン
基複合材料が開発されてきた。しかし、ＳｉＣはチタン
と反応し、反応相が数ミクロンにもなるため、マトリッ
クスと強化繊維との界面に脆い反応生成物が生じ、そこ
から亀裂が発生し、強度低下が生じる。そのため、複合
化する場合、ボロン等でＳｉＣ繊維表面のコーテイング
も行われている。
高く、又高温強度が優れているので航空宇宙分野の代表
的構造材料である。しかし、チタン合金は６００℃以上
の高温においては必ずしも充分な強度を維持できない。
そこで、炭化けい素繊維ＳｉＣ等により強化したチタン
基複合材料が開発されてきた。しかし、ＳｉＣはチタン
と反応し、反応相が数ミクロンにもなるため、マトリッ
クスと強化繊維との界面に脆い反応生成物が生じ、そこ
から亀裂が発生し、強度低下が生じる。そのため、複合
化する場合、ボロン等でＳｉＣ繊維表面のコーテイング
も行われている。
【０００３】一方、セラミックス粒子のうち、炭化チタ
ンＴｉＣやほう化チタンＴｉＢ2はチタンとの反応が少
なく、チタン基複合材料の強化材料として期待され、特
にＴｉＣ粒子強化チタン基複合材料の開発研究が行われ
ている。これらの複合材料はＴｉＣ粒子を溶けたチタニ
ウムの中に混合する溶製法やＴｉＣ粒子とチタン粉末と
を混ぜ、加圧焼結による粉末冶金法により造られてい
る。しかし、ＴｉＣ粒子はチタンとわずかではあるが反
応するので、製造中や高温で用いられている間での両者
の反応と材料性質の関係を明らかにする研究が行われて
いる。
ンＴｉＣやほう化チタンＴｉＢ2はチタンとの反応が少
なく、チタン基複合材料の強化材料として期待され、特
にＴｉＣ粒子強化チタン基複合材料の開発研究が行われ
ている。これらの複合材料はＴｉＣ粒子を溶けたチタニ
ウムの中に混合する溶製法やＴｉＣ粒子とチタン粉末と
を混ぜ、加圧焼結による粉末冶金法により造られてい
る。しかし、ＴｉＣ粒子はチタンとわずかではあるが反
応するので、製造中や高温で用いられている間での両者
の反応と材料性質の関係を明らかにする研究が行われて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】チタニウムは約６００℃
以上の高温において活性な金属であり、多くの金属やセ
ラミックスと反応する。そのため、チタン基複合材料の
製造上の技術的問題点は強化材料とチタンとの反応を抑
制し、強化材料の損傷を防ぐため強化材料の表面をコー
テイングしたり、チタンとの反応が少ない強化材料を用
いることである。セラミックス粒子のうち炭化チタンＴ
ｉＣやほう化チタンＴｉＢ2は比較的チタンとの反応が
なく、ＴｉＣ粒子強化チタン基複合材料も造られてい
る。しかし、複合材料の材料性質を向上させるために
は、界面の反応を適切にし、接合強度を高めることであ
る。
以上の高温において活性な金属であり、多くの金属やセ
ラミックスと反応する。そのため、チタン基複合材料の
製造上の技術的問題点は強化材料とチタンとの反応を抑
制し、強化材料の損傷を防ぐため強化材料の表面をコー
テイングしたり、チタンとの反応が少ない強化材料を用
いることである。セラミックス粒子のうち炭化チタンＴ
ｉＣやほう化チタンＴｉＢ2は比較的チタンとの反応が
なく、ＴｉＣ粒子強化チタン基複合材料も造られてい
る。しかし、複合材料の材料性質を向上させるために
は、界面の反応を適切にし、接合強度を高めることであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、上
記問題点を解決すべく、炭化ボロンＢ4Ｃとチタニウム
Ｔｉとの反応合成を利用し、チタニウムマトリックス中
にＴｉＣとＴｉＢ2とのウイスカを分散させ、これを強
化材料とするチタン基複合材料を製造する。
記問題点を解決すべく、炭化ボロンＢ4Ｃとチタニウム
Ｔｉとの反応合成を利用し、チタニウムマトリックス中
にＴｉＣとＴｉＢ2とのウイスカを分散させ、これを強
化材料とするチタン基複合材料を製造する。
【０００６】
【作用】本発明において、チタニウム粉末と炭化ボロン
粉末とを炭化ボロンの体積含有率が３０％以下において
エタノール中で超音波振動により２時間以上混合し、更
にＶ−ブレンダーにより２４時間湿式で再混合する。乾
燥させたこの混合粉末を冷間粉末成形し、これを１１０
０℃から１６００℃において２時間以上真空焼結又は加
圧焼結し、炭化チタンＴｉＣとほう化チタンＴｉＢ2と
のウイスカが分散したチタン基複合材料を造ることがで
きる。
粉末とを炭化ボロンの体積含有率が３０％以下において
エタノール中で超音波振動により２時間以上混合し、更
にＶ−ブレンダーにより２４時間湿式で再混合する。乾
燥させたこの混合粉末を冷間粉末成形し、これを１１０
０℃から１６００℃において２時間以上真空焼結又は加
圧焼結し、炭化チタンＴｉＣとほう化チタンＴｉＢ2と
のウイスカが分散したチタン基複合材料を造ることがで
きる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【０００８】実施例１ 炭化ボロン粒子とチタニウム粉末とを炭化ボロンの体積
含有率が３０％になるように混合し、１４００℃で２時
間保持し真空焼結した。
含有率が３０％になるように混合し、１４００℃で２時
間保持し真空焼結した。
【０００９】その結果を図１に示す。図１から炭化ボロ
ンＢ4Ｃとチタンの１／２とが完全に反応し、ほう化チ
タンＴｉＢ2の１／２と炭化チタンの１とができたこと
が分かる。
ンＢ4Ｃとチタンの１／２とが完全に反応し、ほう化チ
タンＴｉＢ2の１／２と炭化チタンの１とができたこと
が分かる。
【００１０】実施例２ 炭化ボロン粒子とチタニウム粉末とを炭化ボロンの体積
含有率が１０％になるように混合し、１４００℃に２時
間保持し真空焼結した。
含有率が１０％になるように混合し、１４００℃に２時
間保持し真空焼結した。
【００１１】その結果を図２及び図３に示す。図２及び
図３から針状の強化材がチタンマトリックス中に分散し
ており、炭化チタンＴｉＣとほう化チタンＴｉＢ2との
ウイスカ強化チタン基複合材料が製造されたことが分か
る。
図３から針状の強化材がチタンマトリックス中に分散し
ており、炭化チタンＴｉＣとほう化チタンＴｉＢ2との
ウイスカ強化チタン基複合材料が製造されたことが分か
る。
【図１】炭化ボロンとチタニウム粉末とを炭化ボロン粒
子の体積含有率が３０％になるように混合し、１４００
℃で２時間真空中で焼結を行った時のＸ線回折パターン
である。
子の体積含有率が３０％になるように混合し、１４００
℃で２時間真空中で焼結を行った時のＸ線回折パターン
である。
【図２】炭化ボロンとチタニウム粉末とを炭化ボロン粒
子の体積含有率が１０％になるように混合し、１４００
℃で２時間真空中で焼結を行った時のＸ線回折パターン
である。
子の体積含有率が１０％になるように混合し、１４００
℃で２時間真空中で焼結を行った時のＸ線回折パターン
である。
【図３】炭化ボロンとチタニウム粉末とを炭化ボロン粒
子の体積含有率が１０％になるように混合し、１４００
℃で２時間真空中で焼結を行った時に造られた複合材料
の電子顕微鏡写真である。
子の体積含有率が１０％になるように混合し、１４００
℃で２時間真空中で焼結を行った時に造られた複合材料
の電子顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化ボロンＢ4Ｃとチタニウム粉末Ｔｉ
とをエタノールのごとき有機溶媒にいれ、超音波振動を
加え混合後、Ｖ−ブレンダーのごとき混合機において２
４時間以上再混合する。混合粉を乾燥後、型の中で冷間
圧粉成形体に固める。更に、この成形体を真空中にて１
１００℃から１６００℃において焼結又は加圧焼結させ
る。焼結中に、炭化ボロンＢ4ＣとチタニウムＴｉとが
反応拡散し、炭化チタンＴｉＣとほう化チタンＴｉＢ2
の針状ウイスカがチタニウムマトリックス中に合成され
ることにより造られるＴｉＣとＴｉＢ2ウイスカ強化チ
タンニウム基複合材料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6111992A JPH05222468A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 反応合成法による炭化チタンとほう化チタンウイスカ強化チタニウム基複合材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6111992A JPH05222468A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 反応合成法による炭化チタンとほう化チタンウイスカ強化チタニウム基複合材料の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222468A true JPH05222468A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13161873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6111992A Pending JPH05222468A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 反応合成法による炭化チタンとほう化チタンウイスカ強化チタニウム基複合材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05222468A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103386487A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-11-13 | 苏州艾默特材料技术有限公司 | 一种碳化物强化钼合金的制备方法 |
| CN106676326A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-05-17 | 盐城工学院 | 一种钛基复合材料及其制备方法 |
| CN108531777A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-14 | 南京航空航天大学 | 一种TiB增强钛基复合材料的增强相调控方法 |
| CN109680228A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-26 | 中南大学 | 一种碳增强金属基复合材料的制备方法 |
| CN112647029A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-04-13 | 西安理工大学 | 一种三维球团复合构型TiB增强TMCs及其制备方法 |
| CN113444989A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法 |
| CN114603135A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 华南理工大学 | 一种混杂增强粉末冶金钛基复合材料及其制备方法 |
| CN115677367A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-02-03 | 江苏大学 | 一种原位生成碳化钛的硼化钛-碳化钛-碳复合陶瓷材料及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01103945A (ja) * | 1987-07-15 | 1989-04-21 | Lanxide Technol Co Lp | 自己支持体の製造方法 |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP6111992A patent/JPH05222468A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01103945A (ja) * | 1987-07-15 | 1989-04-21 | Lanxide Technol Co Lp | 自己支持体の製造方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103386487A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-11-13 | 苏州艾默特材料技术有限公司 | 一种碳化物强化钼合金的制备方法 |
| CN103386487B (zh) * | 2013-08-16 | 2016-07-06 | 苏州艾默特材料技术有限公司 | 一种碳化物强化钼合金的制备方法 |
| CN106676326A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-05-17 | 盐城工学院 | 一种钛基复合材料及其制备方法 |
| CN108531777B (zh) * | 2018-06-05 | 2020-04-28 | 南京航空航天大学 | 一种TiB增强钛基复合材料的增强相调控方法 |
| CN108531777A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-14 | 南京航空航天大学 | 一种TiB增强钛基复合材料的增强相调控方法 |
| CN109680228A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-26 | 中南大学 | 一种碳增强金属基复合材料的制备方法 |
| CN109680228B (zh) * | 2019-01-15 | 2020-03-20 | 中南大学 | 一种碳增强金属基复合材料的制备方法 |
| CN112647029A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-04-13 | 西安理工大学 | 一种三维球团复合构型TiB增强TMCs及其制备方法 |
| CN112647029B (zh) * | 2020-11-09 | 2022-06-24 | 西安理工大学 | 一种三维球团复合构型TiB增强TMCs及其制备方法 |
| CN113444989A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法 |
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