JPH0674443B2 - セラミックスと金属との複合粉末の製造方法及び装置 - Google Patents
セラミックスと金属との複合粉末の製造方法及び装置Info
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- JPH0674443B2 JPH0674443B2 JP62314641A JP31464187A JPH0674443B2 JP H0674443 B2 JPH0674443 B2 JP H0674443B2 JP 62314641 A JP62314641 A JP 62314641A JP 31464187 A JP31464187 A JP 31464187A JP H0674443 B2 JPH0674443 B2 JP H0674443B2
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- metal
- ceramics
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は粉末治具等の原料粉末として用いるセラミック
スと金属との複合粉末の製造方法及び装置に関する。
スと金属との複合粉末の製造方法及び装置に関する。
（従来の技術） セラミックスと金属との複合材料は、合金と比べ電気化
学的特性等において優れているため、セラミックス粉末
と金属粉末との複合粉末を用いて粉末治金によって各種
製品を製造する試みがなされている。
学的特性等において優れているため、セラミックス粉末
と金属粉末との複合粉末を用いて粉末治金によって各種
製品を製造する試みがなされている。
そして斯かる複合粉末を製造するには、ボールミル等を
用いて金属粉末表面にセラミックス粉末を付着させるよ
うにしているが、均一に付着させることができない。
用いて金属粉末表面にセラミックス粉末を付着させるよ
うにしているが、均一に付着させることができない。
そこで、特公昭58−48002号或いは特公昭59−20723号に
開示される方法が知られている。特公昭58−48002号に
開示される方法は金属溶湯中にセラミックス粉末（固体
粉末）を分散均一化した後、0.1〜10℃/minの冷却速度
で徐冷せしめるようにしたものであり、特公昭59−2072
3号に開示される方法は金属粉末とセラミックス粉末
（非金属粉末）とを混合し、この混合粉末を焼結せしめ
て棒状の消耗電極とし、アークによってこの消耗電極を
溶融、飛散させて粉状化するようにしたものである。
開示される方法が知られている。特公昭58−48002号に
開示される方法は金属溶湯中にセラミックス粉末（固体
粉末）を分散均一化した後、0.1〜10℃/minの冷却速度
で徐冷せしめるようにしたものであり、特公昭59−2072
3号に開示される方法は金属粉末とセラミックス粉末
（非金属粉末）とを混合し、この混合粉末を焼結せしめ
て棒状の消耗電極とし、アークによってこの消耗電極を
溶融、飛散させて粉状化するようにしたものである。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来法のうち、特公昭58−48002号に開示され
る方法にあっては、金属溶湯中にセラミックス粉末を投
入して分散均一化するようにしているが、このような方
法による場合にはセラミックス粉末の混合量が多くなる
と分散均一化が困難で容易に凝集してしまう。このため
セラミックス粉末の添加量はせいぜい10wt％程度が限度
となっている。そして、セラミックス粉末の添加量が10
wt％程度と少なければ問題はないが、これ以上となると
冷却速度が0.1〜10℃/minでは金属とセラミックスとの
結合界面が離れてしまう。
る方法にあっては、金属溶湯中にセラミックス粉末を投
入して分散均一化するようにしているが、このような方
法による場合にはセラミックス粉末の混合量が多くなる
と分散均一化が困難で容易に凝集してしまう。このため
セラミックス粉末の添加量はせいぜい10wt％程度が限度
となっている。そして、セラミックス粉末の添加量が10
wt％程度と少なければ問題はないが、これ以上となると
冷却速度が0.1〜10℃/minでは金属とセラミックスとの
結合界面が離れてしまう。
一方、特公昭59−20723号にあっては、前記同様、セラ
ミックス粉末の添加量を多くすることができず、且つ焼
結体から複合粉末を作るようにしているため、粉末内に
空孔が多くガス欠陥を生じやすい。
ミックス粉末の添加量を多くすることができず、且つ焼
結体から複合粉末を作るようにしているため、粉末内に
空孔が多くガス欠陥を生じやすい。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は、ルツボ内にセラミッ
クス粉末と金属粉末からなる成形体を入れて溶融せしめ
るとともにランスによって攪拌し、ルツボ下部に形成し
た流出穴から溶融物をドラム等の表面に流下して急冷せ
しめるようにした。
クス粉末と金属粉末からなる成形体を入れて溶融せしめ
るとともにランスによって攪拌し、ルツボ下部に形成し
た流出穴から溶融物をドラム等の表面に流下して急冷せ
しめるようにした。
（作用） セラミックス粉末と金属粉末とからなる混合粉末を成形
体とすることで、両粉末の拡散距離が減少して両者が化
学的に結合しやすくなり、凝集しにくく均一分散する。
また溶融後に急冷することでセラミックスを多量に含ん
だ複合粉末が得られる。
体とすることで、両粉末の拡散距離が減少して両者が化
学的に結合しやすくなり、凝集しにくく均一分散する。
また溶融後に急冷することでセラミックスを多量に含ん
だ複合粉末が得られる。
（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係る複合粉末の製造装置の全体図、第
２図はランスの下端部の断面図である。
２図はランスの下端部の断面図である。
複合粉末の製造装置は機密なチャンバー１内にルツボ２
をセットし、このルツボ２を左右からヒータ3,3にて支
持している。またルツボ２は上端の口部2aが狭小とさ
れ、下端部にルツボ２内に保持している溶融物Ｍを流下
せしめる流出穴４を形成し、チャンバー１底面にも流出
穴４と対応する穴５を形成している。
をセットし、このルツボ２を左右からヒータ3,3にて支
持している。またルツボ２は上端の口部2aが狭小とさ
れ、下端部にルツボ２内に保持している溶融物Ｍを流下
せしめる流出穴４を形成し、チャンバー１底面にも流出
穴４と対応する穴５を形成している。
またルツボ２内にはチャンバー１の天井部を貫通して攪
拌ガス導入用ランス６の下端を臨ませている。このラン
ス６は上下動可能とされ、且つその軸部には第２図に示
すようにガス通路７が形成され、このガス通路７をラン
ス６下端に形成した３本のガス噴出ノズル８に連通せし
めている。尚、ランス６については軸廻りに回転可能と
し攪拌効果を高めてもよい。またノズル８の径は0.5〜5
mm程度とする。
拌ガス導入用ランス６の下端を臨ませている。このラン
ス６は上下動可能とされ、且つその軸部には第２図に示
すようにガス通路７が形成され、このガス通路７をラン
ス６下端に形成した３本のガス噴出ノズル８に連通せし
めている。尚、ランス６については軸廻りに回転可能と
し攪拌効果を高めてもよい。またノズル８の径は0.5〜5
mm程度とする。
更にチャンバー１の側面には排気用パイプ９及び給気用
パイプ10を取付け、チャンバー１の下方には前記流出穴
４から流下する溶融物Ｍを急冷する一対のドラム11,11
を配設している。これらドラム11は銅又は鋼製で左右方
向に移動自在とされ、更にドラムについては一本として
もよく、ドラム以外の冷却手段を採用してもよい。
パイプ10を取付け、チャンバー１の下方には前記流出穴
４から流下する溶融物Ｍを急冷する一対のドラム11,11
を配設している。これらドラム11は銅又は鋼製で左右方
向に移動自在とされ、更にドラムについては一本として
もよく、ドラム以外の冷却手段を採用してもよい。
以上の如き構成の装置を用いて複合粉末を製造する方法
を以下に述べる。
を以下に述べる。
先ずセラミックス粉末と金属粉末とを用意する。セラミ
ックス粉末としては粒径が10μｍ以下（平均粒径0.7μ
ｍ）とし、具体的にはSi,Ti,Ta,Hf,W,Mo,Cr等の酸化
物、炭化物、窒化物或いは炭窒化物例えばSi3N4,SiC,Zr
O2の粉末を用意し、金属粉末としては平均粒径44μ程度
のものとし、具体的にはCu,Al,Fe,Ni,Co,Mg,Si,Ti,V,C
r,Mo,Zr等の純金属又はこれらの合金を用意する。
ックス粉末としては粒径が10μｍ以下（平均粒径0.7μ
ｍ）とし、具体的にはSi,Ti,Ta,Hf,W,Mo,Cr等の酸化
物、炭化物、窒化物或いは炭窒化物例えばSi3N4,SiC,Zr
O2の粉末を用意し、金属粉末としては平均粒径44μ程度
のものとし、具体的にはCu,Al,Fe,Ni,Co,Mg,Si,Ti,V,C
r,Mo,Zr等の純金属又はこれらの合金を用意する。
そして、上記セラミックス粉末と金属粉末とを混合す
る。混合割合としてはセラミックス粉末を金属粉末に対
して45wt％以下とする。これはセラミックス粉末が45wt
％を超えると、後に溶融した際の粘度が高くなり攪拌が
困難となることによる。
る。混合割合としてはセラミックス粉末を金属粉末に対
して45wt％以下とする。これはセラミックス粉末が45wt
％を超えると、後に溶融した際の粘度が高くなり攪拌が
困難となることによる。
次いで上記の混合粉末をプレス成形してグリーンの状態
のペレット状成形体を得る。成形圧としては50〜300MPa
（好ましくは70〜150MPa）で行い、またセラミックスの
メタライズ化を容易にするとともに相互の界面の結合を
図るため、有機シリコン、ポリシロキサン、ポリカルボ
シラン等を混合するのが好ましい。
のペレット状成形体を得る。成形圧としては50〜300MPa
（好ましくは70〜150MPa）で行い、またセラミックスの
メタライズ化を容易にするとともに相互の界面の結合を
図るため、有機シリコン、ポリシロキサン、ポリカルボ
シラン等を混合するのが好ましい。
このようにして得られた成形体をルツボ２内に投入し、
加熱して溶融せしめる。溶融は先ず排気用パイプ９を介
してチャンバー１内を脱気するとともに、給気用パイプ
10を介してチャンバー１内にAr,N2，H2，CO2,He等を導
入してチャンバー１内を不活性若しくは還元性雰囲気と
して行う。そして、成形体が溶融すると高粘度化するた
め、前記ランス６から溶融物Ｍ内に前記と同様のガスを
吹き込んで攪拌する。ここで溶融物Ｍの温度は用いた金
属の融点の1.2倍程度とし、またランス６からの攪拌ガ
スの噴出圧力は１〜30kgf/cm2程度とし、更に攪拌ガス
としてNH3−H2−N2（−Ar）、又はO2−Arを用いると発
熱反応を生じるためエネルギー的に有利となる。
加熱して溶融せしめる。溶融は先ず排気用パイプ９を介
してチャンバー１内を脱気するとともに、給気用パイプ
10を介してチャンバー１内にAr,N2，H2，CO2,He等を導
入してチャンバー１内を不活性若しくは還元性雰囲気と
して行う。そして、成形体が溶融すると高粘度化するた
め、前記ランス６から溶融物Ｍ内に前記と同様のガスを
吹き込んで攪拌する。ここで溶融物Ｍの温度は用いた金
属の融点の1.2倍程度とし、またランス６からの攪拌ガ
スの噴出圧力は１〜30kgf/cm2程度とし、更に攪拌ガス
としてNH3−H2−N2（−Ar）、又はO2−Arを用いると発
熱反応を生じるためエネルギー的に有利となる。
このようにして攪拌した溶融物Ｍを流出穴4,5を介して
ドラム11表面に滴下し、103〜105℃/secの冷却速度で急
冷し、0.1〜200μｍの粉末を得る。この後、この粉末を
更に粉砕して粒径40μｍ以下の焼結用粉末を得る。
ドラム11表面に滴下し、103〜105℃/secの冷却速度で急
冷し、0.1〜200μｍの粉末を得る。この後、この粉末を
更に粉砕して粒径40μｍ以下の焼結用粉末を得る。
添付した参考写真は焼結用粉末の一粒子を1000倍に拡大
したものであり、金属（白っぽい部分）にセラミックス
粉末（灰色の部分）が均一に分散していることが分る。
したものであり、金属（白っぽい部分）にセラミックス
粉末（灰色の部分）が均一に分散していることが分る。
（発明の効果） 以上に説明した如く本発明によれば、セラミックス粉末
と金属粉末とを混合してグリーンの状態の成形体とし、
この成形体を溶融せしめて急冷するようにしたので、セ
ラミックス粉末を多量に添加しても、溶融の際に金属と
セラミックスとが分離しにくく、金属中にセラミックス
粉末が均一に分散した複合粉末を得ることができる。
と金属粉末とを混合してグリーンの状態の成形体とし、
この成形体を溶融せしめて急冷するようにしたので、セ
ラミックス粉末を多量に添加しても、溶融の際に金属と
セラミックスとが分離しにくく、金属中にセラミックス
粉末が均一に分散した複合粉末を得ることができる。
第１図は本発明に係る複合粉末の製造装置の全体図、第
２図はランスの要部断面図である。 尚、図面中、１はドラム、２はルツボ、３はヒータ、４
は流出穴、６はランス、11は急冷用ドラムである。
２図はランスの要部断面図である。 尚、図面中、１はドラム、２はルツボ、３はヒータ、４
は流出穴、６はランス、11は急冷用ドラムである。
Claims (2)
- 【請求項１】セラミックス粉末と金属粉末とを混合し、
この混合粉末によって成形体を作り、この成形体を不活
性又は還元性雰囲気下で溶融し、この溶融物内に不活性
又は還元性ガスを吹き込んで攪拌と還元を行い、この後
溶融物を急冷凝固するようにしたことを特徴とするセラ
ミックスと金属との複合粉末の製造方法。 - 【請求項２】セラミックス粉末と金属粉末との混合粉末
からなる成形体を溶融保持するルツボの下部に溶融物の
流出穴を形成し、また前記ルツボ内には上下動自在とさ
れた攪拌ガス導入用ランスの下端部を臨ませ、更に前記
流出穴の下方には急冷用部材を配設したことを特徴とす
るセラミックスと金属との複合粉末の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314641A JPH0674443B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | セラミックスと金属との複合粉末の製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314641A JPH0674443B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | セラミックスと金属との複合粉末の製造方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01156407A JPH01156407A (ja) | 1989-06-20 |
| JPH0674443B2 true JPH0674443B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=18055769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62314641A Expired - Fee Related JPH0674443B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | セラミックスと金属との複合粉末の製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674443B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100674848B1 (ko) | 2005-04-01 | 2007-01-26 | 삼성전기주식회사 | 고유전율 금속-세라믹-폴리머 복합 유전체 및 이를 이용한임베디드 커패시터의 제조 방법 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP62314641A patent/JPH0674443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01156407A (ja) | 1989-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |