JPH0656598A - ＴｉＣウイスカの製造方法 - Google Patents
ＴｉＣウイスカの製造方法Info
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- JPH0656598A JPH0656598A JP23138392A JP23138392A JPH0656598A JP H0656598 A JPH0656598 A JP H0656598A JP 23138392 A JP23138392 A JP 23138392A JP 23138392 A JP23138392 A JP 23138392A JP H0656598 A JPH0656598 A JP H0656598A
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- Japan
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- molten metal
- tic
- whiskers
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- whisker
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 平均直径が１μm 以下の非常に微細なＴｉＣ
ウイスカを製造する。 【構成】 純Ａｌの溶湯１８中にアルゴンガスを供給し
ながら溶湯にＴｉ粉末及び黒鉛粉末を含むペレット１６
を添加し、所定時間経過後に溶湯を冷却して凝固させ、
これによりアルゴンガスの気孔内にＴｉＣウイスカを成
長させる。またＴｉを含有するＡｌ合金の溶湯中にアル
ゴンガスを供給しながら溶湯に黒鉛粉末を添加し、所定
時間経過後に溶湯を冷却して凝固させ、これによりアル
ゴンガスの気孔内にＴｉＣウイスカを成長させる。
ウイスカを製造する。 【構成】 純Ａｌの溶湯１８中にアルゴンガスを供給し
ながら溶湯にＴｉ粉末及び黒鉛粉末を含むペレット１６
を添加し、所定時間経過後に溶湯を冷却して凝固させ、
これによりアルゴンガスの気孔内にＴｉＣウイスカを成
長させる。またＴｉを含有するＡｌ合金の溶湯中にアル
ゴンガスを供給しながら溶湯に黒鉛粉末を添加し、所定
時間経過後に溶湯を冷却して凝固させ、これによりアル
ゴンガスの気孔内にＴｉＣウイスカを成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウイスカの製造方法に
係り、更に詳細にはＴｉＣウイスカの製造方法に係る。
係り、更に詳細にはＴｉＣウイスカの製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＣウイスカの製造方法の一つとし
て、例えば特開昭５８−６０７００号公報に記載されて
いる如く、炭素質基材を貴金属塩水溶液にて処理した
後、炭素質基材に対しハロゲン化チタン蒸気とＣＯとの
混合ガスを供給することにより、基材表面に所望寸法の
ＴｉＣウイスカを析出成長させてこれを捕集する方法が
従来より知られている。
て、例えば特開昭５８−６０７００号公報に記載されて
いる如く、炭素質基材を貴金属塩水溶液にて処理した
後、炭素質基材に対しハロゲン化チタン蒸気とＣＯとの
混合ガスを供給することにより、基材表面に所望寸法の
ＴｉＣウイスカを析出成長させてこれを捕集する方法が
従来より知られている。
【０００３】かかる方法によれば、貴金属元素の種類及
び金属塩水溶液の濃度を適宜に選定し調節することによ
り、平均直径１〜３０μm 、平均長さ０．５〜５mmの範
囲の所望寸法のＴｉＣウイスカを製造することができ
る。
び金属塩水溶液の濃度を適宜に選定し調節することによ
り、平均直径１〜３０μm 、平均長さ０．５〜５mmの範
囲の所望寸法のＴｉＣウイスカを製造することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】周知の如くウイスカを
強化材とする複合材料の強度、靭性、被削性などを向上
させるためにはウイスカの直径をできるだけ小さくする
ことが必要である。しかるに上記公開公報に記載された
方法によっては平均直径が１μm 以下の非常に微細なＴ
ｉＣウイスカを製造することができない。
強化材とする複合材料の強度、靭性、被削性などを向上
させるためにはウイスカの直径をできるだけ小さくする
ことが必要である。しかるに上記公開公報に記載された
方法によっては平均直径が１μm 以下の非常に微細なＴ
ｉＣウイスカを製造することができない。
【０００５】本発明は、上記公開公報に記載された従来
のＴｉＣウイスカの製造方法に於ける上述の如き問題に
鑑み、平均直径が１μm 以下の非常に微細なＴｉＣウイ
スカを製造することができるよう改善されたＴｉＣウイ
スカの製造方法を提供することを目的としている。
のＴｉＣウイスカの製造方法に於ける上述の如き問題に
鑑み、平均直径が１μm 以下の非常に微細なＴｉＣウイ
スカを製造することができるよう改善されたＴｉＣウイ
スカの製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、（１）純Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯中に実質
的に不活性のガスを供給しながら前記溶湯にＴｉ粉末及
び黒鉛粉末を添加し、所定時間経過後に前記溶湯を冷却
し凝固させることを特徴とするＴｉＣウイスカの製造方
法、又は（２）Ｔｉを含有するＡｌ合金の溶湯中に実質
的に不活性のガスを供給しながら前記溶湯に黒鉛粉末を
添加し、所定時間経過後に前記溶湯を冷却し凝固させる
ことを特徴とするＴｉＣウイスカの製造方法によって達
成される。
明によれば、（１）純Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯中に実質
的に不活性のガスを供給しながら前記溶湯にＴｉ粉末及
び黒鉛粉末を添加し、所定時間経過後に前記溶湯を冷却
し凝固させることを特徴とするＴｉＣウイスカの製造方
法、又は（２）Ｔｉを含有するＡｌ合金の溶湯中に実質
的に不活性のガスを供給しながら前記溶湯に黒鉛粉末を
添加し、所定時間経過後に前記溶湯を冷却し凝固させる
ことを特徴とするＴｉＣウイスカの製造方法によって達
成される。
【０００７】
【作用】上述の（１）の方法に於てはＴｉ粉末のＴｉ及
び黒鉛粉末のＣが純Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯中にて互い
に化合反応することによりＴｉＣを生成し、上述の
（２）の方法に於てはＡｌ合金中のＴｉ及び黒鉛粉末の
ＣがＡｌ合金の溶湯中にて互いに化合反応することによ
りＴｉＣを生成し、かくして生成するＴｉＣが外界より
遮断された溶湯内の実質的に不活性のガスの気泡中に於
てその壁面より中心へ向けて単結晶として成長し、これ
によりＡｌ合金よりなる凝固体の気孔中にその壁面より
中心へ向けて延在し平均直径が０．１〜０．５μm 程度
である非常に微細な多数のＴｉＣウイスカが形成され
る。
び黒鉛粉末のＣが純Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯中にて互い
に化合反応することによりＴｉＣを生成し、上述の
（２）の方法に於てはＡｌ合金中のＴｉ及び黒鉛粉末の
ＣがＡｌ合金の溶湯中にて互いに化合反応することによ
りＴｉＣを生成し、かくして生成するＴｉＣが外界より
遮断された溶湯内の実質的に不活性のガスの気泡中に於
てその壁面より中心へ向けて単結晶として成長し、これ
によりＡｌ合金よりなる凝固体の気孔中にその壁面より
中心へ向けて延在し平均直径が０．１〜０．５μm 程度
である非常に微細な多数のＴｉＣウイスカが形成され
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段の補足説明】本願発明者が
行った実験的研究の結果によれば、純Ａｌ又はＡｌ合金
の溶湯の温度が１２００℃未満、特に１１００℃未満の
場合にはＴｉＣウイスカを良好に生成させることが困難
であり、逆に溶湯の温度が１５００℃を越えると消費エ
ネルギが高くなるという問題がある。従って本発明の方
法の一つの実施例に於ては、純Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯
の温度は１１００〜１５００℃、好ましくは１２００〜
１５００℃に設定される。
行った実験的研究の結果によれば、純Ａｌ又はＡｌ合金
の溶湯の温度が１２００℃未満、特に１１００℃未満の
場合にはＴｉＣウイスカを良好に生成させることが困難
であり、逆に溶湯の温度が１５００℃を越えると消費エ
ネルギが高くなるという問題がある。従って本発明の方
法の一つの実施例に於ては、純Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯
の温度は１１００〜１５００℃、好ましくは１２００〜
１５００℃に設定される。
【０００９】また本発明に於て使用される実質的に不活
性のガスは実質的に不活性である限り任意のガスであっ
てよく、例えばアルゴンやヘリウムの如き不活性ガス、
これらの不活性ガスと窒素ガスとの混合ガス、窒素ガス
等であってよい。
性のガスは実質的に不活性である限り任意のガスであっ
てよく、例えばアルゴンやヘリウムの如き不活性ガス、
これらの不活性ガスと窒素ガスとの混合ガス、窒素ガス
等であってよい。
【００１０】また本発明の方法に於ける所定の時間は黒
鉛粉末のＣ等を溶湯中に拡散させるに足る時間であれば
任意の時間であってよく、例えば使用される溶湯の量や
温度、溶湯に添加される黒鉛粉末等の大きさや量等に応
じて１〜１５分程度に設定される。
鉛粉末のＣ等を溶湯中に拡散させるに足る時間であれば
任意の時間であってよく、例えば使用される溶湯の量や
温度、溶湯に添加される黒鉛粉末等の大きさや量等に応
じて１〜１５分程度に設定される。
【００１１】また上述の（１）の方法に於ては、Ｔｉ粉
末及び黒鉛粉末はそのまま溶湯に添加されてもよいが、
Ｔｉ粉末及び黒鉛粉末が溶湯の液面に浮遊することなく
Ｔｉ及びＣが溶湯中に良好に拡散するよう、Ｔｉ粉末及
び黒鉛粉末よりなる成形体又はＴｉ粉末、黒鉛粉末及び
Ａｌ粉末よりなる成形体が形成され、成形体が溶湯中に
投入されることが好ましい。
末及び黒鉛粉末はそのまま溶湯に添加されてもよいが、
Ｔｉ粉末及び黒鉛粉末が溶湯の液面に浮遊することなく
Ｔｉ及びＣが溶湯中に良好に拡散するよう、Ｔｉ粉末及
び黒鉛粉末よりなる成形体又はＴｉ粉末、黒鉛粉末及び
Ａｌ粉末よりなる成形体が形成され、成形体が溶湯中に
投入されることが好ましい。
【００１２】また本願発明者が行った実験的研究の結果
によれば、上述の（２）の方法に於ては、Ａｌ合金のＴ
ｉ含有量が０．１wt％未満である場合にはＴｉＣウイス
カを良好に生成させることが困難であり、逆にＴｉ含有
量が５wt％を越えるとＴｉＣウイスカを良好に生成し得
る温度領域に於て溶湯の粘性が高くなり、この場合にも
ＴｉＣウイスカを良好に生成させることが困難である。
従って本発明の（２）の方法の一つの実施例に於てはＡ
ｌ合金のＴｉ含有量は０．１〜５wt％に設定される。
によれば、上述の（２）の方法に於ては、Ａｌ合金のＴ
ｉ含有量が０．１wt％未満である場合にはＴｉＣウイス
カを良好に生成させることが困難であり、逆にＴｉ含有
量が５wt％を越えるとＴｉＣウイスカを良好に生成し得
る温度領域に於て溶湯の粘性が高くなり、この場合にも
ＴｉＣウイスカを良好に生成させることが困難である。
従って本発明の（２）の方法の一つの実施例に於てはＡ
ｌ合金のＴｉ含有量は０．１〜５wt％に設定される。
【００１３】
【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。
例について詳細に説明する。
【００１４】実施例１ 図１（ａ）に示されている如く、まず８：２：５の重量
比にて混合されたＴｉ粉末１０と黒鉛粉末１２とＡｌ粉
末１４とよりなり直径３０mm、厚さ１０mmの寸法を有す
る１５ｇのペレット１６を１０個形成した。次いで図１
（ｂ）に示されている如く、１４００℃に保持された５
００ｇの純Ａｌの溶湯１８中にセラミックス管２０を経
てアルゴンガスを供給しながら溶湯１８中に１０個のペ
レット１６を投入し、そのままの状態でアルゴンガスの
供給を約１０分間継続した。次いで図１（ｃ）に示され
ている如く、溶湯１８を金型２２に鋳込み、溶湯をその
まま放置して室温まで冷却し凝固させた。
比にて混合されたＴｉ粉末１０と黒鉛粉末１２とＡｌ粉
末１４とよりなり直径３０mm、厚さ１０mmの寸法を有す
る１５ｇのペレット１６を１０個形成した。次いで図１
（ｂ）に示されている如く、１４００℃に保持された５
００ｇの純Ａｌの溶湯１８中にセラミックス管２０を経
てアルゴンガスを供給しながら溶湯１８中に１０個のペ
レット１６を投入し、そのままの状態でアルゴンガスの
供給を約１０分間継続した。次いで図１（ｃ）に示され
ている如く、溶湯１８を金型２２に鋳込み、溶湯をその
まま放置して室温まで冷却し凝固させた。
【００１５】かくして得られた凝固体を切断してその断
面を観察したところ、図２に示されている如く切断面２
４には多数の気孔２６が存在し、それらの気孔中にはそ
の壁面より中心へ向けて延在する非常に微細な多数のウ
イスカ２８が形成されていることが認められた。これら
のウイスカをＸ線回折法などにて分析したところ、ウイ
スカはＴｉＣウイスカであり、平均直径及び平均長さは
それぞれ約０．３μm、約５００μm であった。
面を観察したところ、図２に示されている如く切断面２
４には多数の気孔２６が存在し、それらの気孔中にはそ
の壁面より中心へ向けて延在する非常に微細な多数のウ
イスカ２８が形成されていることが認められた。これら
のウイスカをＸ線回折法などにて分析したところ、ウイ
スカはＴｉＣウイスカであり、平均直径及び平均長さは
それぞれ約０．３μm、約５００μm であった。
【００１６】図３は上述の如く形成され空孔より回収さ
れたＴｉＣウイスカを３００倍にて示す顕微鏡写真であ
る。この図３より、非常に微細なＴｉＣウイスカが良好
に形成されていることが解る。
れたＴｉＣウイスカを３００倍にて示す顕微鏡写真であ
る。この図３より、非常に微細なＴｉＣウイスカが良好
に形成されていることが解る。
【００１７】実施例２ まず図４（ａ）に示されている如く、１４００℃に保持
された５００ｇのＡｌ合金（Ａｌ−３wt％Ｔｉ）の溶湯
３０中にセラミックス管２０を経てアルゴンガスを供給
しながら溶湯３０中に５０ｇの黒鉛粉末３２を投入し、
そのままの状態でアルゴンガスの供給を約１０分間継続
した。次いで図４（ｂ）に示されている如く、溶湯３０
を金型２２に鋳込み、溶湯をそのまま放置して室温まで
冷却し凝固させた。
された５００ｇのＡｌ合金（Ａｌ−３wt％Ｔｉ）の溶湯
３０中にセラミックス管２０を経てアルゴンガスを供給
しながら溶湯３０中に５０ｇの黒鉛粉末３２を投入し、
そのままの状態でアルゴンガスの供給を約１０分間継続
した。次いで図４（ｂ）に示されている如く、溶湯３０
を金型２２に鋳込み、溶湯をそのまま放置して室温まで
冷却し凝固させた。
【００１８】かくして得られた凝固体を切断してその断
面を観察したところ、実施例１の場合と同様に凝固体の
切断面には多数の気孔が存在し、それらの気孔中にはそ
の壁面より中心へ向けて延在する非常に微細な多数のＴ
ｉＣウイスカが形成されていることが確認された。尚ウ
イスカの平均直径及び平均長さはそれぞれ約０．３μm
、約５００μm であった。
面を観察したところ、実施例１の場合と同様に凝固体の
切断面には多数の気孔が存在し、それらの気孔中にはそ
の壁面より中心へ向けて延在する非常に微細な多数のＴ
ｉＣウイスカが形成されていることが確認された。尚ウ
イスカの平均直径及び平均長さはそれぞれ約０．３μm
、約５００μm であった。
【００１９】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、Ｔｉ及びＣが溶湯中にて互いに化合反応す
ることによりＴｉＣを生成し、かくして生成するＴｉＣ
が外界より遮断された溶湯内の実質的に不活性のガスの
気泡中に於てその壁面より中心へ向けて単結晶として成
長するので、凝固体の気孔中にその壁面より中心へ向け
て延在し平均直径が０．１〜０．５μm 程度である非常
に微細な多数のＴｉＣウイスカを製造することができ
る。
明によれば、Ｔｉ及びＣが溶湯中にて互いに化合反応す
ることによりＴｉＣを生成し、かくして生成するＴｉＣ
が外界より遮断された溶湯内の実質的に不活性のガスの
気泡中に於てその壁面より中心へ向けて単結晶として成
長するので、凝固体の気孔中にその壁面より中心へ向け
て延在し平均直径が０．１〜０．５μm 程度である非常
に微細な多数のＴｉＣウイスカを製造することができ
る。
【図１】本発明によるＴｉＣウイスカの製造方法の一つ
の実施例の一連の工程を示す工程図である。
の実施例の一連の工程を示す工程図である。
【図２】図１に示された実施例に於て凝固体の気孔中に
形成されたＴｉＣウイスカを示す模式図である。
形成されたＴｉＣウイスカを示す模式図である。
【図３】本発明の方法より製造されたＴｉＣウイスカを
３００倍にて示す顕微鏡写真である。
３００倍にて示す顕微鏡写真である。
【図４】本発明によるＴｉＣウイスカの製造方法の他の
一つの実施例の一連の工程を示す工程図である。
一つの実施例の一連の工程を示す工程図である。
１０…Ｔｉ粉末 １２…黒鉛粉末 １４…Ａｌ粉末 １６…ペレット １８…純Ａｌの溶湯 ２６…気孔 ２８…ＴｉＣウイスカ ３０…Ａｌ合金の溶湯 ３２…黒鉛粉末
Claims (2)
- 【請求項１】純Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯中に実質的に不
活性のガスを供給しながら前記溶湯にＴｉ粉末及び黒鉛
粉末を添加し、所定時間経過後に前記溶湯を冷却し凝固
させることを特徴とするＴｉＣウイスカの製造方法。 - 【請求項２】Ｔｉを含有するＡｌ合金の溶湯中に実質的
に不活性のガスを供給しながら前記溶湯に黒鉛粉末を添
加し、所定時間経過後に前記溶湯を冷却し凝固させるこ
とを特徴とするＴｉＣウイスカの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23138392A JP2833367B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | ＴｉＣウイスカの製造方法 |
| EP93305967A EP0582435B1 (en) | 1992-08-06 | 1993-07-28 | Method of producing TiC whiskers and metallic composite material reinforced by TiC whiskers |
| DE69301638T DE69301638T2 (de) | 1992-08-06 | 1993-07-28 | Verfahren zur Herstellung von TiC-Whiskern und Metall-Verbundstoff verstärkt durch TiC-Whisker |
| US08/102,211 US5441697A (en) | 1992-08-06 | 1993-08-05 | Method of producing TiC whiskers and metallic composites reinforced by TiC whiskers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23138392A JP2833367B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | ＴｉＣウイスカの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0656598A true JPH0656598A (ja) | 1994-03-01 |
| JP2833367B2 JP2833367B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=16922755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23138392A Expired - Lifetime JP2833367B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | ＴｉＣウイスカの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833367B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP23138392A patent/JP2833367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2833367B2 (ja) | 1998-12-09 |
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