JPH0987701A

JPH0987701A - 金属とセラミックとの複合材料

Info

Publication number: JPH0987701A
Application number: JP7242818A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ishiwatari; 裕石渡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】マトリックス材料の電気的熱的物性値を広範囲
に制御でき、加工性や靭性の低下が少ない任意の物性値
を有する複合材料を提供する。【解決手段】マトリックス（金属）粒子３と分散（セラ
ミック）粒子１を混合後、焼結してマトリックス材料で
ある金属材料の電気抵抗、熱膨張係数を制御することを
目的とする金属とセラミックとの複合材料において、マ
トリックス（金属）粒子３の表面を予めセラミック粒子
１で被覆した複合粉末をステンレス鋼製キャン内に真空
封入し、熱間等方圧加圧装置（ＨＩＰ）により焼結す
る。これにより得られた焼結体の組織は分散粒子１が三
次元的に連続したネットワーク構造５を有しており、広
範囲に物性値を制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気抵抗や熱伝導率
および熱膨張率等の物性値が著しく異なる金属材料とセ
ラミック材料を複合化し、これらの物性値を調整、制御
することを目的とした金属とセラミックとの複合材料に
関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料は電気抵抗が例えば〜10²μΩ
・cmと小さく、概して熱伝導率も高い。一方、セラミッ
ク材料、特に金属酸化物系のセラミック材料は電気抵抗
が例えば〜10¹³μΩ・cmと大きく、化学的にも安定なた
め絶縁材料として広く使用されている。

【０００３】しかしながら、このような金属材料やセラ
ミック材料の特性は必ずしも好ましいとは云い難い。例
えば電磁場中の金属材料には渦電流が生じ、これがエネ
ルギー損失の原因となり機器の効率を低下させる要因と
なっているが、このような渦電流の発生は金属材料の電
気抵抗を従来よりも１桁〜２桁（10³〜10⁴μΩ・cm）
上げることができれば、実際上ほとんど問題にならない
レベルまで下げることができるようになる。

【０００４】一方、セラミック材料は耐熱性に優れてい
るが熱衝撃性に劣ることから、高温部材としての適用を
考えた場合にはヒーター等による予熱が不可欠である。
しかしながら、セラミック材料の電気抵抗がもう少し小
さく制御できればセラミック製の部材自体に通電し、予
熱することも可能である。

【０００５】このような金属材料とセラミック材料の中
間的な特性を有した材料を得る方法としては、金属とセ
ラミックの複合化が良く知られている。一般に、このよ
うな金属とセラミック複合材料はマトリックス粒子（金
属またはセラミック）と分散粒子（セラミックまたは金
属）との混合粒子を焼結することにより製造されてい
る。

【０００６】また、金属とセラミックとの配合比を段階
的に変えた層を積層し、複合材料内部で熱膨張率や熱伝
導率を変化させた材料は傾斜機能材料と呼ばれ、今日、
高温における異常材料接合部での熱応力緩和層として用
いられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来例のような方法で
製造された金属とセラミックとの複合材料の電気抵抗率
と分散粒子の添加量との関係を図２に示す。マトリック
ス粒子として金属材料を用い、分散粒子としてセラミッ
ク材料を用いた場合、図２から明らかなように金属材料
に比べて電気抵抗率の大きいセラミックの分散粒子の添
加量を増加するにつれ、複合材料の電気抵抗は増加する
傾向を示すが、その増加の程度は小さく金属材料の電気
抵抗を１桁上げるためには約70体積％の分散粒子を添加
する必要があることがわかる。

【０００８】しかしながら、このような多量の分散粒子
の添加は複合材料の加工性はもとより靭性をも著しく損
なうため実用性に劣る。このような分散粒子の添加量に
対する金属とセラミックとの複合材料の緩慢な物性値の
変化は電気抵抗に限らず、熱膨張率や熱伝導率の変化も
同様な傾向を示すことから、単に物性値の異なる異種材
料の粒子を混合、複合化させても、少量の分散粒子の添
加ではマトリックス材料の物性値を大きく変化させるこ
とが困難なことを示している。

【０００９】また、傾斜機能材料のように分散粒子の添
加量が異なる金属とセラミック複合材料を積層し物性値
を段階的に変化させるためには、図２に破線のＢ領域で
示したように物性値が急激に変化する分散粒子の添加量
が65〜80体積％といった極めて狭い範囲内で分散粒子の
添加量と物性値を多段階に制御しなければならない課題
がある。

【００１０】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、少ない分散粒子の添加量でマトリックス材料
の物性値を大きく変化でき、かつ、加工性や靭性の低下
が少ない金属とセラミックとの複合材料を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は金属粒
子とセラミック粒子を混合後、焼結してマトリックス材
料である金属材料の電気抵抗、熱膨張係数を制御するこ
とを目的とする金属とセラミックとの複合材料におい
て、前記金属粒子の表面を予め前記セラミック粒子で被
覆するか、または前記セラミック粒子の表面を前記金属
粒子で被覆した複合粉末を焼結してなることを特徴とす
る。

【００１２】請求項２の発明は前記セラミック粒子の添
加量は20体積％から60体積％であることを特徴とする。
請求項３の発明は前記セラミック粒子または金属粒子の
粒子径は母材となる前記金属粒子または前記セラミック
粒子の粒子径に対して１／10以下であることを特徴とす
る。

【００１３】請求項４の発明は前記金属粒子は、Ｆｅ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｗおよびこれらの金属元素のうち、
少なくとも１種類を主成分とし、前記セラミック粒子の
材料として金属酸化物，炭化物，窒化物またはホウ化物
の少なくとも１種を用いることを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は前記セラミック添加量を
段階的に変化させた前記金属とセラミックとの複合材料
の焼結体を積層し、接合して一体化するか、または金属
粒子とセラミック粒子との配合比の異なる金属とセラミ
ックとの複合粉末を積層し、焼結することにより一体化
してなることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本願発明者は添加量の異なる金属
とセラミックの複合材料の組織を詳細に観察した結果、
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように３種類の組織に大別で
きることがわかった。

【００１６】すなわち、図１（ａ）において、分散粒子
１の添加量が小さい場合はマトリックス材料２中に分散
粒子１が独立して存在しており、（図１（ａ））、徐々
に分散粒子の添加量が増加するにつれ分散粒子１もマト
リックス材料２と同じ様に三次元的に連続した構造を持
つようになり（図１（ｂ））、さらに添加量が増加する
と分散粒子１は三次元的に連続した構造を持つが、逆に
マトリックス材料２は独立して存在するようになる（図
１（ｃ））。このような組織構造の変化は、図２に示し
た領域Ａ〜Ｃに概ね該当する。図２は分散粒子の添加量
と電気抵抗率との関係を示している。

【００１７】すなわち、金属とセラミックとの複合材料
の物性値は三次元的に連続した構造を持つ側（マトリッ
クスか分散粒子）の材料の物性値に大きく依存するた
め、複合材料の物性値を広範囲に制御するためにはマト
リックス材料２と分散粒子１の双方が三次元的に連続し
た構造を持つ領域（図１（ｂ））を広げることが有効で
あり、かつ、複合材料の加工性や靭性を考えた場合には
できるだけ分散粒子１の添加量が小さい領域で、分散粒
子１が三次元的に連続した構造を持つことが好ましいと
考えられる。

【００１８】発明者は分散粒子の配合比ができるだけ少
ない組成で、三次元的に連続したネットワーク構造を形
成させる方法として、図３（ａ），（ｂ）に示すよう
に、予めマトリックス粒子３の表面に分散粒子１を被覆
した被覆層４を設けることが有効であることを見出し
た。

【００１９】マトリックス粒子３の表面に金属やセラミ
ック等の被覆層４を設ける被覆方法としては無電解めっ
きや化学蒸着（ＣＶＤ）のような気相法が知られている
が、これらの方法では均一な厚さの被覆層４を設けるこ
とが難しく、かつ、処理に多大な時間とコストが必要で
ある。

【００２０】発明者はマトリックス粒子３と分散粒子１
との大きさの比を適正化配合することにより、ボールミ
ルと呼ばれる金属製またはセラミック製のボールを入れ
て密閉した容器内に粒径の異なるマトリックス粒子３と
分散粒子１との混合粉末を入れて、この容器を回転さ
せ、容器内でボールと混合粉末を転動させることによ
り、容易に分散粒子１で被覆された被覆層４を有するマ
トリックス粒子３が得られることを見出した。

【００２１】このような方法により製造した分散粒子１
で被覆したマトリックス粒子３を熱間等方圧加圧装置
（ＨＩＰ）等により加圧焼結することにより、図４に示
したように分散粒子１が三次元的に連続したネットワー
ク構造５を有する金属とセラミックとの複合材料を得る
ことができる。

【００２２】その際、分散粒子の添加量を多くすれば図
５に示すように厚い分散粒子の被覆層が形成され、ま
た、図６に示すようにマトリックス粒子と分散粒子の粒
径比は１／10程度でもマトリックス粒子の被覆は可能で
あるが、均一な厚さの被覆層を得るためには１／100 以
下が好ましい。

【００２３】分散粒子で被覆したマトリックス粒子をＨ
ＩＰにより焼結した金属とセラミックとの焼結体の電気
抵抗を従来の分散粒子とマトリックス粒子の混合粉末を
同じくＨＩＰにより焼結した場合と比較して図７に示
す。

【００２４】図７から明らかなように、例えば、従来例
では金属マトリックスの電気抵抗を１桁上げるためには
約70体積％の分散粒子（セラミック）の添加が必要であ
ったが、分散粒子のネットワーク構造を形成させること
により、30体積％程度の分散粒子の添加により電気抵抗
の１桁上昇が可能である。

【００２５】また、従来方法では電気抵抗の変化が分散
粒子の添加量が65〜80体積％で急激に変化するため、任
意の電気抵抗を有する複合材料の製造がほとんど不可能
であったが、本発明によれば複合材料の電気抵抗が分散
粒子の添加量に対して広範囲に変化させることができる
ため、電気抵抗の２桁、３桁の制御も可能なことがわか
る。また、加工性が悪く、靭性の低い分散粒子（セラミ
ック）の添加量が従来方法と比べて相対的に低いことか
ら、機械加工も容易であり、靭性の低下も少ない。

【００２６】

【実施例】本発明の請求項１から４に係る金属とセラミ
ックとの複合材料の実施例を図３から図10により説明す
る。図３に示したマトリックス粒子３としては平均粒子
径が約50μｍのＳＵＳ304ステンレス鋼粉末を使用し、
分散粒子１としては平均粒子径が約40μｍ〜 0.2μｍの
アルミナ粉末を使用した。なお、室温におけるＳＵＳ30
4 ステンレス鋼の電気抵抗率は約80μΩ・cmであり、一
方、アルミナの電気抵抗率は約10¹³μΩ・cmであった。

【００２７】このような粉末を用い、例えばアルミナ粉
末が30体積％、ステンレス鋼粉末が70体積％となるよう
に秤量し、ボールミル内で直径10mmのジルコニア製ボー
ルミル数10個とともに50時間程度混合する。得られたア
ルミナとステンレス鋼混合粒子の断面組織は、図３に示
すように粒子径の大きなステンレス鋼粒子（マトリック
ス粒子３）の表面に粒子径の小さなアルミナ粒子（分散
粒子１）が付着して堆積し、厚さ約３μｍのほぼ均一な
アルミナの被覆層４が形成できる。

【００２８】上記方法によりステレンス鋼粒子の表面を
アルミナ粒子により被覆したアルミナとステンレス鋼と
の複合粒子をステンレス鋼製のキャン内に真空封入し、
熱間等方圧加圧装置（ＨＩＰ）を用い、温度：1200℃、
圧力：1200kgf ／cm²、保持：２時間の条件で焼結した
組織を模式的に図４に示す。

【００２９】ステンレス鋼粒子（マトリックス粒子３）
の表面を予めアルミナ粒子（分散粒子１）で被覆して被
覆層４を設けることにより、得られた焼結体の組織は図
４に示すようにアルミナ粒子（分散粒子１）が三次元的
に連続したネットワーク構造５を有する理想的な組織を
得ることができる。

【００３０】図５には平均粒子径が約50μｍのマトリッ
クス粒子（ステンレス鋼）と平均粒子径が約0.05μｍの
分散粒子（アルミナ）の組合せにおける分散粒子（アル
ミナ）添加量（体積％）と被覆層（アルミナ）の厚さ
（μｍ）の関係を示す。図５から明らかなように、アル
ミナ被覆層の厚さはアルミナ添加量の増加に伴い厚くな
る傾向を示すが、アルミナ添加量が60体積％を超えると
徐々に飽和し、一部のアルミナ粒子は被覆されず単独で
存在するようになる。

【００３１】また、アルミナ添加量が増加するに伴い、
被覆層厚さのバラツキは徐々に増加する傾向を示してお
り、これは被覆層の厚さがあまり厚くなるとマトリック
ス粒子から剥離するためである。しかし、被覆層が剥離
した部分は再度アルミナ粒子により被覆されるため実際
上は問題がない。

【００３２】なお、マトリックス粒子として平均粒子径
が約50μｍのアルミナ粒子を用い、分散粒子として平均
粒子径が約３μｍ程度のステンレス鋼粒子を用いた場合
でも、同様なアルミナ粒子の表面がステンレス鋼粒子で
被覆されたアルミナとステンレス鋼との複合粒子を製造
することができる。

【００３３】また、図６には被覆層厚さの均一性に及ぼ
すアルミナ分散粒子の大きさの影響を調べた結果を示
す。図中、横軸はステンレス鋼製のマトリックス粒子径
（約50μｍ）に及ぼすアルミナ粒子径の比を示し、縦軸
は任意に抽出、測定した20箇所の被覆層厚さの内で、そ
の最大値と最小値の比を示している。

【００３４】図６から明らかなようにマトリックス粒子
径に対する分散粒子径の比が大きい場合は均一な厚さの
被覆層が得られないが、粒子径比が 0.1以下になるとほ
ぼ均一な厚さの被覆層が得られる。しかし、複合材料の
機械的特性や薄肉部材の製造を考えた場合には、アルミ
ナ被覆層の厚さはできるだけ均一な方が望ましく、この
ような観点からは粒子径比が0.01以下が好ましい。

【００３５】上記方法で得られたアルミナとステンレス
鋼との複合材料の電気抵抗率とアルミナ添加量との関係
を図７に示す。なお、図７中には従来例として従来の方
法によりアルミナ粒子とステンレス鋼粒子を単純に混合
した焼結体の電気抵抗率の測定結果も併せて示してい
る。

【００３６】図７から従来例ではアルミナ添加量が70体
積％付近までは顕著な電気抵抗率の変化が認められず、
70体積％を超えると急激に上昇する傾向を示すため、電
気抵抗の制御はほとんど不可能であるが、本実施例によ
れば、複合材料の電気抵抗がアルミナ添加量とともに徐
々に変化させることが可能なため、任意の電気抵抗率の
複合材料を製造することが可能である。また、従来例に
比べて少ないアルミナ添加量で同じ電気抵抗率が得られ
るため、加工性や靭性の低下も回避できる。

【００３７】なお、このような金属とセラミックとの複
合材料の物性値の制御は電気抵抗率に限らず、熱伝導率
や熱膨張率といった熱物性値の制御にも有効なことが確
認されており、熱伝導率制御材料や熱膨張率制御材料の
製造にも効果的である。

【００３８】図８にはボールミルを用いて、平均粒径が
50μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ304）粒子の表面を平均
粒径 0.5μｍのアルミナ粒子で被覆した複合粒子を1200
℃、1200気圧、２時間の条件でＨＩＰにより焼結した複
合材料（実施例）と、同じ粉末をＶ型ミキサーで単に混
合した混合粒子を同じ条件でＨＩＰ焼結した複合材料
（従来例）の室温における４点曲げ強度と分散粒子（ア
ルミナ）添加量との関係を示す。

【００３９】金属単体では非常に高い曲げ強度を示す
が、分散粒子（アルミナ）を添加することにより曲げ強
度は急激に低下する。とくに、従来例では分散粒子（ア
ルミナ）の添加量が40〜60体積％の領域ではその傾向が
著しい。これは、分散粒子のアルミナ粒子とマトリック
ス粒子のステンレス鋼（ＳＵＳ304 ）粒子は焼結せず、
分散粒子（アルミナ）の添加量が40〜60体積％の領域で
の複合材料の組織はアルミナ粒子とステンレス鋼粒子が
各々単独で存在している状態になるため強度が著しく低
くなる。

【００４０】一方、アルミナ被覆粒子を焼結した材料は
このようなアルミナ添加量の範囲でもアルミナが網目構
造を形成しているため、従来材に比べてアルミナ添加量
が少ない領域では強度が低いが、著しい強度の低下はな
く安定している。

【００４１】図７はステンレス鋼（以下、ＳＵＳ304 と
記す）粒子に対するアルミナ粒子の大きさの比を0.01
（実施例Ｉ）、 0.1（実施例II）、 0.3（実施例III
）、 0.8（実施例IV）と変えて被覆処理をした複合粉
末をＨＩＰにより焼結した複合材料の電気抵抗とアルミ
ナ添加量との関係を示したものである。

【００４２】図７から明らかなようにＳＵＳ304 粒子に
対するアルミナ粒子の大きさの比が小さいとＳＵＳ304
粒子表面に均一なアルミナ被覆層が形成されず（被覆層
がある部分と無い部分ができる）、従来例と比較して電
気抵抗の顕著な差が認められない（実施例III 、実施例
IV）。

【００４３】一方、ＳＵＳ304 粒子に対するアルミナ粒
子の大きさの比が小さいほど少ないアルミナ添加量で高
抵抗化が達成できるが、その効果はあまり大きくない。
したがって、金属表面に一様にアルミナ被覆層が形成で
きる金属粒子径に対するアルミナ粒子径の比として実験
的に 0.1以下を選定した。

【００４４】図９はアルミナとＳＵＳ304 との複合材料
の熱膨張係数とアルミナ添加量との関係を示したもの
で、ＳＵＳ304 の熱膨張係数が約18×10^-6／℃に比べて
アルミナの熱膨張係数が約10.5×10^-6／℃と小さいた
め、アルミナ添加量の増加に伴い熱膨張係数は低下する
傾向を示す。しかし、その変化の度合いはアルミナ被覆
粒子を使用した場合の方が大きく、このことは、図８に
示した曲げ強度が比較的高い少ないアルミナ添加量で大
きく熱膨張係数を制御できることを示している。

【００４５】また、表面がアルミナで裏面がＳＵＳ304
の材料を製造する場合は、アルミナとＳＵＳ304 の熱膨
張係数差が約 7.5×10^-6／℃と大きいため、1200℃でＨ
ＩＰにより焼結した場合には熱応力によりアルミナ層に
割れが発生する。このような熱膨張係数差が大きく異な
る材料を接合するためには、図11に示すように両者の間
に熱応力緩和のためアルミナとＳＵＳ304 の組成比を段
階的に変えた傾斜組成層を設けることが有効である。

【００４６】しかし、図８に示したようにセラミックと
金属との複合材料の強度は低いため、熱応力による傾斜
組成層の割れを防止するためには、傾斜組成層内の各層
における熱膨張係数差を１×10^-6／℃以下にする必要が
ある。

【００４７】このような傾斜組成層を製作する場合、熱
膨張係数が12〜14×10^-6／℃の層を得るためには強度の
低いアルミナ添加量が40〜60体積％のアルミナとＳＵＳ
304との複合材料を使用する必要があり、熱応力が負荷
された場合はこの強度が低い層に割れが発生する。一
方、アルミナ被覆材は強度が比較的均一なため、このよ
うな割れが発生する可能性は低い（図11参照）。

【００４８】図10には40体積％アルミナとＳＵＳ304 と
の複合材料の熱伝導率と試験温度の関係を示す。ＳＵＳ
304 の熱伝導率は試験温度の上昇とともに小さくなり、
逆にアルミナは試験温度の上昇とともに大きくなる傾向
がある。したがって、40体積％アルミナ材の場合はアル
ミナの体積に比べてＳＵＳ304 の体積の方が大きく、従
来材の熱伝導率はＳＵＳ304 の影響を大きく受けるた
め、その熱伝導率は温度の上昇に伴い低下する。一方、
アルミナ被覆材はアルミナの網目組織を有しているた
め、アルミナが熱伝導率にかなり寄与するため、温度が
上昇してもほぼ一定の熱伝導率を示している。このよう
に、熱伝導率が温度に依存せずほぼ一定の値を有するこ
とは、部材の熱設計上非常に有効である。

【００４９】図11（ａ），（ｂ）は請求項５の発明と従
来例を説明するための概略断面図で、ステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ304 ）中にアルミナの添加量を段階的に変化させた
金属とセラミックとの複合材料の粉末を傾斜組成層とし
て積層し焼結して一体化した傾斜機能材料の物性値（熱
膨張係数）を従来例とともに示している。図11（ａ）は
本発明のアルミナ被覆材の例で、図11（ｂ）は従来例を
示している。図中、αは熱膨張係数を示し、％はアルミ
ナの添加量を示している。

【００５０】図11（ａ）から明らかなように本発明のア
ルミナ被覆材は割れを生じることはないが、従来例では
図11（ｂ）に示したようにアルミナの添加量が85％〜29
％で割れを生じる。

【００５１】なお、この実施例においてはマトリックス
粒子と分散粒子との配合比の異なる金属とセラミックと
の複合材料の焼結体を積層し、接合することにより一体
化することもできる。

【００５２】なお、上記実施例では分散粒子としてアル
ミナを、マトリックス粒子としてステンレス鋼を使用し
た例で説明したが、本発明はこれに限ることなく分散粒
子としてステンレス鋼を、マトリックス粒子としてアル
ミナを使用でき、金属はＦｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｗに
ついても同様に適用でき、セラミック粒子の材料として
は金属酸化物，炭化物，窒化物、またはホウ化物につい
ても同様に適用できる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、少量の分散粒子の添加
によりマトリックス材料の電気的、熱的物性値を広範囲
に制御することができ、その結果、加工性や靭性の低下
が少ない任意の物性値を有する金属とセラミックとの複
合材料を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明するための金属とセ
ラミックとの複合材料の組織の模式図で、（ａ）はマト
リックス材料中に分散粒子が独立している状態を示す模
式図、（ｂ）は同じく三次元的に連続した組織の模式
図、（ｃ）は同じくマトリックス材料が独立した組織の
模式図。

【図２】従来例を説明するための金属とセラミックとの
複合材料の電気抵抗率と分散粒子（セラミック）の添加
量との関係を示す特性図。

【図３】（ａ）は本発明に係る金属とセラミックとの複
合材料におけるマトリックス粒子に被覆層を設けた例を
拡大して示す断面図、（ｂ）は（ａ）中の破線円形ｂ内
を拡大して示す模式図。

【図４】本発明に係る金属とセラミックとの複合材料で
分散粒子が三次元的に連続したネットワーク構造を示す
模式図。

【図５】本発明に係る分散粒子の添加量と被覆層の厚さ
との関係を示す特性図。

【図６】本発明に係る分散粒子の被覆層厚さのばらつき
と使用した分散粒子径を粒径比と被覆層厚さの比との関
係で示す特性図。

【図７】本発明と従来例における複合材料の分散粒子の
添加量と電気抵抗率との関係を比較して示す特性図。

【図８】図７と同じく、分散粒子と４点曲げ強度との関
係で比較して示す曲線図。

【図９】図７と同じく、分散粒子と熱膨張係数との関係
で比較して示す曲線図。

【図１０】図７と同じく、試験温度と熱伝熱導率との関
係で比較して示す曲線図。

【図１１】（ａ）は本発明における傾斜機能材料として
のアルミナ被覆材の傾斜組成層の物性値を示す概略断面
図。（ｂ）は従来例による傾斜組成層の物性値を示す概
略断面図。

【符号の説明】

１…分散粒子、２…マトリックス材料、３…マトリック
ス粒子、４…被覆層、５…ネットワーク構造。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属粒子とセラミック粒子を混合後、焼
結して、母材である金属材料の電気抵抗、熱膨張係数を
制御することを目的とする金属とセラミックとの複合材
料において、前記金属粒子の表面を予め前記セラミック
粒子で被覆するか、または前記セラミック粒子の表面を
前記金属粒子で被覆した複合粉末を焼結してなることを
特徴とする金属とセラミックとの複合材料。
【請求項２】前記セラミック粒子の添加量は20体積％
から60体積％であることを特徴とする請求項１記載の金
属とセラミックとの複合材料。
【請求項３】前記セラミック粒子または前記金属粒子
の粒子径は母材となる前記金属粒子または前記セラミッ
ク粒子の粒子径に対して１／10以下であることを特徴と
する請求項１記載の金属とセラミックとの複合材料。
【請求項４】前記金属粒子は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｗおよびこれらの金属元素のうち、少なくとも１種
類を主成分とし、前記セラミック粒子の材料として金属
酸化物，炭化物，窒化物またはホウ化物の少なくとも１
種を用いることを特徴とする請求項１記載の金属とセラ
ミックとの複合材料。
【請求項５】前記セラミック添加量を段階的に変化さ
せた前記金属とセラミックとの複合材料の焼結体を積層
し、接合して一体化するか、または金属粒子とセラミッ
ク粒子との配合比の異なる金属とセラミックとの複合粉
末を積層し、焼結することにより一体化してなることを
特徴とする請求項１記載の金属とセラミックとの複合材
料。