JPH10102163A - 金属間化合物強化マグネシウム基複合材料及びその製造方法 - Google Patents
金属間化合物強化マグネシウム基複合材料及びその製造方法Info
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- JPH10102163A JPH10102163A JP27402696A JP27402696A JPH10102163A JP H10102163 A JPH10102163 A JP H10102163A JP 27402696 A JP27402696 A JP 27402696A JP 27402696 A JP27402696 A JP 27402696A JP H10102163 A JPH10102163 A JP H10102163A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】マグネシウム（合金）からなるマトリックスに
インサンチュー反応により合成した金属間化合物を主な
る強化材として複合分散させて金属間化合物強化マグネ
シウム基複合材料を得る。 【解決手段】二酸化チタンとアルミナの混合粉又はプリ
フォームにマトリックス金属を溶浸し、発熱をともなう
酸化還元反応及びインサイチュー反応を発現させてチタ
ン−アルミニウム金属間化合物を合成し、マトリックス
に複合分散させる。ここで、溶浸が無加圧含浸であっ
て、混合粉又はプリフォームとマトリックス金属のイン
ゴットを接触させ、不活性雰囲気下でマトリックス金属
の融点以上に昇温保持するものである。
インサンチュー反応により合成した金属間化合物を主な
る強化材として複合分散させて金属間化合物強化マグネ
シウム基複合材料を得る。 【解決手段】二酸化チタンとアルミナの混合粉又はプリ
フォームにマトリックス金属を溶浸し、発熱をともなう
酸化還元反応及びインサイチュー反応を発現させてチタ
ン−アルミニウム金属間化合物を合成し、マトリックス
に複合分散させる。ここで、溶浸が無加圧含浸であっ
て、混合粉又はプリフォームとマトリックス金属のイン
ゴットを接触させ、不活性雰囲気下でマトリックス金属
の融点以上に昇温保持するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネシウムあるいは
マグネシウム合金〔以下、マグネシウム（合金）と略記
する。〕からなるマトリックスに金属間化合物を主なる
強化材として複合分散させた金属間化合物強化マグネシ
ウム基複合材料及びその製造方法に係り、詳しくは軽量
耐熱強度材料として有用され、インサンチュー〔以下、
ｉｎｓｉｔｕと表記する。〕反応により合成したチタン
−アルミニウム金属間化合物を強化材とする金属間化合
物強化マグネシウム基複合材料及びその製造方法に関す
る。なお、発明の名称中の「マグネシウム基」の表記は
「マグネシウム合金基」を包含する。
マグネシウム合金〔以下、マグネシウム（合金）と略記
する。〕からなるマトリックスに金属間化合物を主なる
強化材として複合分散させた金属間化合物強化マグネシ
ウム基複合材料及びその製造方法に係り、詳しくは軽量
耐熱強度材料として有用され、インサンチュー〔以下、
ｉｎｓｉｔｕと表記する。〕反応により合成したチタン
−アルミニウム金属間化合物を強化材とする金属間化合
物強化マグネシウム基複合材料及びその製造方法に関す
る。なお、発明の名称中の「マグネシウム基」の表記は
「マグネシウム合金基」を包含する。
【０００２】
【従来の技術】マグネシウムは実用金属材料中最も軽量
で、そのため比強度が優れ、かつ資源的にも豊富である
ため、マグネシウム（合金）基実用製品の材料開発が将
来拡大するものと期待されている。反面、弾性率が低い
等の強度上、及び溶融状態で反応性が高い等の製造上の
問題があり、製品化への障害となっていた。
で、そのため比強度が優れ、かつ資源的にも豊富である
ため、マグネシウム（合金）基実用製品の材料開発が将
来拡大するものと期待されている。反面、弾性率が低い
等の強度上、及び溶融状態で反応性が高い等の製造上の
問題があり、製品化への障害となっていた。
【０００３】その解決策の一つに複合化があるが、金属
基複合材料〔以下、ＭＭＣという。〕では、その製造コ
スト及び信頼性等により実用化された例はアルミニウム
（合金）基のみといってよいほど数少なく、マグネシウ
ム（合金）基に至っては研究開発も少ないのが現状であ
る。
基複合材料〔以下、ＭＭＣという。〕では、その製造コ
スト及び信頼性等により実用化された例はアルミニウム
（合金）基のみといってよいほど数少なく、マグネシウ
ム（合金）基に至っては研究開発も少ないのが現状であ
る。
【０００４】ＭＭＣの強化材には、強化機構と関係して
形状や材質等多種多様なものがあるが、一般的には、繊
維、ウィスカ、セラミックス及び金属間化合物が知られ
ている。
形状や材質等多種多様なものがあるが、一般的には、繊
維、ウィスカ、セラミックス及び金属間化合物が知られ
ている。
【０００５】このうち金属間化合物は、近年、各種金属
材料において最も活発に研究開発が進められており粒子
強化材として有望視されている。なかでもチタンアルミ
ナイドは、応用材料（例えば軽量耐熱材料）における硬
さ、高温強度及び摺動性等の材料特性上の改善効果が図
れるという点で実用化への期待が大きい。
材料において最も活発に研究開発が進められており粒子
強化材として有望視されている。なかでもチタンアルミ
ナイドは、応用材料（例えば軽量耐熱材料）における硬
さ、高温強度及び摺動性等の材料特性上の改善効果が図
れるという点で実用化への期待が大きい。
【０００６】分散強化型ＭＭＣの公知の製造方法として
は、（イ）粉末冶金法、（ロ）溶湯攪拌法及び（ハ）高
圧鋳造法を挙げることができる。以下にそれらの功罪を
簡単に説明する。
は、（イ）粉末冶金法、（ロ）溶湯攪拌法及び（ハ）高
圧鋳造法を挙げることができる。以下にそれらの功罪を
簡単に説明する。
【０００７】（イ）粉末冶金法は、マトリックス金属と
強化材とが事実上反応しない（反応しても極僅かであ
る）ことが利点である。しかし、取り扱いが危険な金属
粉末を扱う等の点で問題がある。
強化材とが事実上反応しない（反応しても極僅かであ
る）ことが利点である。しかし、取り扱いが危険な金属
粉末を扱う等の点で問題がある。
【０００８】（ロ）溶湯攪拌法は、通常の鋳造プロセス
が使えるなどの利点があるが、強化材の凝集や雰囲気ガ
スの巻き込み等の点で問題がある。
が使えるなどの利点があるが、強化材の凝集や雰囲気ガ
スの巻き込み等の点で問題がある。
【０００９】（ハ）高圧鋳造法は、製造の容易さや量産
性という点では経済的であり将来的にも有望なＭＭＣ製
造方法であるが、プリフォームの形状と強化材の体積率
が限定されるという問題がある。なお、本方法で健全な
複合材を得るには、溶湯温度、プリフォーム温度、浸透
速度及び最終加圧力等の最適条件を見い出すことが重要
である。
性という点では経済的であり将来的にも有望なＭＭＣ製
造方法であるが、プリフォームの形状と強化材の体積率
が限定されるという問題がある。なお、本方法で健全な
複合材を得るには、溶湯温度、プリフォーム温度、浸透
速度及び最終加圧力等の最適条件を見い出すことが重要
である。
【００１０】こうしたなかで、上記製造方法を改善し、
浸透助材を混合した強化材粉末（混合粉）とマトリック
ス金属溶湯を接触させ、この溶湯を混合粉に浸透させて
強化材粉末（粒子）をマトリックスの複合分散させるよ
うにした「Ｍｇ基複合材料の製造方法」〔特開平７−３
１０１３１号〕が知られている。ここでは、強化材粉末
がマグネシウムと反応しないセラミックス粒子（例えば
ＳｉＣ）であり、浸透助材がマグネシウム（合金）溶湯
と発熱を伴って反応する酸化物（例えばＳｉＯ2 ）であ
る。
浸透助材を混合した強化材粉末（混合粉）とマトリック
ス金属溶湯を接触させ、この溶湯を混合粉に浸透させて
強化材粉末（粒子）をマトリックスの複合分散させるよ
うにした「Ｍｇ基複合材料の製造方法」〔特開平７−３
１０１３１号〕が知られている。ここでは、強化材粉末
がマグネシウムと反応しないセラミックス粒子（例えば
ＳｉＣ）であり、浸透助材がマグネシウム（合金）溶湯
と発熱を伴って反応する酸化物（例えばＳｉＯ2 ）であ
る。
【００１１】また、耐摩耗性を向上する手段としてセラ
ミックス粒子を強化材とすることによる延性や靱性の低
下を改善するために、マグネシウム（合金）との濡れ性
が良好な高速度鋼粒子とＮｉＡｌ系金属間化合物粒子
（粒径５５μｍ以下）を溶湯攪拌後、ダイキャストして
マトリックスに複合分散させた「金属及び金属間化合物
粒子分散型マグネシウム合金基複合材料」〔特開平６−
３４６１７０号〕が知られている。
ミックス粒子を強化材とすることによる延性や靱性の低
下を改善するために、マグネシウム（合金）との濡れ性
が良好な高速度鋼粒子とＮｉＡｌ系金属間化合物粒子
（粒径５５μｍ以下）を溶湯攪拌後、ダイキャストして
マトリックスに複合分散させた「金属及び金属間化合物
粒子分散型マグネシウム合金基複合材料」〔特開平６−
３４６１７０号〕が知られている。
【００１２】上記従来例は何れも強化材がマグネシウム
とは反応せず、むしろ反応をできるだけ抑制することを
重視して、良好な分散状態を得ようとしている。
とは反応せず、むしろ反応をできるだけ抑制することを
重視して、良好な分散状態を得ようとしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】一方、強化材とマトリ
ックス間の界面整合性や均一分散性を向上するために、
マトリックスと反応合成材（詳しくは強化材を反応合成
する金属酸化物）間の反応（詳しくは酸化還元反応及び
ｉｎ ｓｉｔｕ反応）を積極的に利用し、マトリックス
内部において強化材をその場で反応合成できるｉｎ ｓ
ｉｔｕ複合材料の開発が期待されている。
ックス間の界面整合性や均一分散性を向上するために、
マトリックスと反応合成材（詳しくは強化材を反応合成
する金属酸化物）間の反応（詳しくは酸化還元反応及び
ｉｎ ｓｉｔｕ反応）を積極的に利用し、マトリックス
内部において強化材をその場で反応合成できるｉｎ ｓ
ｉｔｕ複合材料の開発が期待されている。
【００１４】しかしながら、これまでにｉｎ ｓｉｔｕ
複合材料は、アルミニウム（合金）基複合材料について
は数多くの提案がなされいるものの、マグネシウム（合
金）基複合材料については注目すべき提案がみられな
い。
複合材料は、アルミニウム（合金）基複合材料について
は数多くの提案がなされいるものの、マグネシウム（合
金）基複合材料については注目すべき提案がみられな
い。
【００１５】この発明はこのような事情に鑑みなされた
のであって、マグネシウム（合金）からなるマトリック
スに、ｉｎ ｓｉｔｕ反応により合成した金属間化合物
（特に、チタン−アルミニウム金属間化合物）を強化材
として複合分散した金属間化合物強化マグネシウム基複
合材料及びその製造方法を提供するものである。
のであって、マグネシウム（合金）からなるマトリック
スに、ｉｎ ｓｉｔｕ反応により合成した金属間化合物
（特に、チタン−アルミニウム金属間化合物）を強化材
として複合分散した金属間化合物強化マグネシウム基複
合材料及びその製造方法を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】課題を解決するために本
発明は、マグネシウム（合金）からなるマトリックスに
ｉｎ ｓｉｔｕ反応により合成した金属間化合物を主な
る強化材として複合分散させた金属間化合物強化マネシ
ウム基複合材料及びその製造方法であって、金属間化合
物の構成元素となるそれぞれの金属酸化物を組成調整し
た混合体とマグネシウム（合金）とを組み合わせた反応
系を利用し、ｉｓ ｓｉｔｕ反応により金属間化合物を
合成し、マトリックスに複合分散させることを特徴とす
るものである。
発明は、マグネシウム（合金）からなるマトリックスに
ｉｎ ｓｉｔｕ反応により合成した金属間化合物を主な
る強化材として複合分散させた金属間化合物強化マネシ
ウム基複合材料及びその製造方法であって、金属間化合
物の構成元素となるそれぞれの金属酸化物を組成調整し
た混合体とマグネシウム（合金）とを組み合わせた反応
系を利用し、ｉｓ ｓｉｔｕ反応により金属間化合物を
合成し、マトリックスに複合分散させることを特徴とす
るものである。
【００１７】また、金属間化合物の構成元素の少なくと
も一を成分元素とする合金マトリックスについて、前記
金属間化合物の他の構成元素となる金属酸化物の粉末又
はプリフォームにマトリックス金属を溶浸し、金属酸化
物とマトリックス金属との間で発熱をともなう酸化還元
反応を発現させるとともに、該酸化還元反応により金属
酸化物から解離した金属元素と成分元素との間でインサ
イチュー反応により金属間化合物を合成し、マトリック
スに複合分散させることを特徴とするものである。
も一を成分元素とする合金マトリックスについて、前記
金属間化合物の他の構成元素となる金属酸化物の粉末又
はプリフォームにマトリックス金属を溶浸し、金属酸化
物とマトリックス金属との間で発熱をともなう酸化還元
反応を発現させるとともに、該酸化還元反応により金属
酸化物から解離した金属元素と成分元素との間でインサ
イチュー反応により金属間化合物を合成し、マトリック
スに複合分散させることを特徴とするものである。
【００１８】ここで、上記溶浸が無加圧含浸であって、
粉末又はプリフォームとマトリックス金属のインゴット
を接触させ、不活性雰囲気下でマトリックス金属の融点
以上に昇温保持するものである。
粉末又はプリフォームとマトリックス金属のインゴット
を接触させ、不活性雰囲気下でマトリックス金属の融点
以上に昇温保持するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、複合化
（反応合成を含む。）において、二酸化チタンとアルミ
ナのプリフォームにマトリックス金属を溶浸し、発熱を
ともなう酸化還元反応及びｉｎ ｓｉｔｕ反応を発現さ
せてチタン−アルミニウム金属間化合物を合成するもの
である。
（反応合成を含む。）において、二酸化チタンとアルミ
ナのプリフォームにマトリックス金属を溶浸し、発熱を
ともなう酸化還元反応及びｉｎ ｓｉｔｕ反応を発現さ
せてチタン−アルミニウム金属間化合物を合成するもの
である。
【００２０】上記複合化を含む処理条件は、プリフォー
ム容積に対する二酸化チタンとアルミナの体積率を１５
％以上４０％以下とするものであり、溶浸が無加圧含浸
であって前記プリフォームとマトリックス金属のインゴ
ットを接触させ、不活性雰囲気下でマトリックス金属の
融点以上に昇温保持するものとされる。また、二酸化チ
タンとアルミナの粉末調製をチタン−アルミニウム系金
属間化合物の各モル比で組成調整する。
ム容積に対する二酸化チタンとアルミナの体積率を１５
％以上４０％以下とするものであり、溶浸が無加圧含浸
であって前記プリフォームとマトリックス金属のインゴ
ットを接触させ、不活性雰囲気下でマトリックス金属の
融点以上に昇温保持するものとされる。また、二酸化チ
タンとアルミナの粉末調製をチタン−アルミニウム系金
属間化合物の各モル比で組成調整する。
【００２１】まず、無加圧含浸は、二酸化チタンとアル
ミナのプリフォームをマグネシウム（合金）のインゴッ
ト上に静置後、アルゴン雰囲気下において８５０℃に昇
温保持するものである。ここで、酸化物−マグネシウム
（合金）の濡れ性が改善されて、良好な浸透が図れる。
ミナのプリフォームをマグネシウム（合金）のインゴッ
ト上に静置後、アルゴン雰囲気下において８５０℃に昇
温保持するものである。ここで、酸化物−マグネシウム
（合金）の濡れ性が改善されて、良好な浸透が図れる。
【００２２】つぎに、ｉｎ ｓｉｔｕ反応は、濡れ性の
改善で可能となる酸化物−マグネシウムのテルミット反
応（発熱反応）の反応熱を利用したものである。つま
り、テルミット反応により解離したチタンとアルミニウ
ムがｉｎ ｓｉｔｕ反応によりチタン−アルミニウム金
属間化合物（強化材）を合成し、マトリックス中に均一
に分散させる。
改善で可能となる酸化物−マグネシウムのテルミット反
応（発熱反応）の反応熱を利用したものである。つま
り、テルミット反応により解離したチタンとアルミニウ
ムがｉｎ ｓｉｔｕ反応によりチタン−アルミニウム金
属間化合物（強化材）を合成し、マトリックス中に均一
に分散させる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して説明する。（以下、物質名を化学式にて表記す
る。）
照して説明する。（以下、物質名を化学式にて表記す
る。）
【００２４】まず、蒸留水中でＴｉＯ2 （ルチル）とＡ
ｌ2 Ｏ3 の調製粉末（各０．３μｍ程度）を水中攪拌
し、バインダー（ゾル及びポリマー）を添加してスラリ
ー化し、吸引脱水成形してＴｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 の体積
率が１５％以上４０％以下のプリフォームを作製する。
ｌ2 Ｏ3 の調製粉末（各０．３μｍ程度）を水中攪拌
し、バインダー（ゾル及びポリマー）を添加してスラリ
ー化し、吸引脱水成形してＴｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 の体積
率が１５％以上４０％以下のプリフォームを作製する。
【００２５】これを金型内で純Ｍｇのインゴット上に静
置後、Ａｒ雰囲気下において８５０℃に昇温保持し、無
加圧含浸による複合化と酸化還元反応及びｉｎ ｓｉｔ
ｕ反応によるＴｉ−Ａｌ金属間化合物の合成を進行さ
せ、複合体を得る。なお、浸透速度はプリフォームの空
隙率に依存し、高空隙率なるものほど早く、その最高速
度は０．２２mm/sec程度であった。
置後、Ａｒ雰囲気下において８５０℃に昇温保持し、無
加圧含浸による複合化と酸化還元反応及びｉｎ ｓｉｔ
ｕ反応によるＴｉ−Ａｌ金属間化合物の合成を進行さ
せ、複合体を得る。なお、浸透速度はプリフォームの空
隙率に依存し、高空隙率なるものほど早く、その最高速
度は０．２２mm/sec程度であった。
【００２６】この複合化の過程として以下の３つの化学
式からなる反応が考えられる。ただし、係数は無視し
た。 （１）ＴｉＯ2 ＋Ｍｇ→Ｔｉ＋ＭｇＯ （２）Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｍｇ→Ａｌ＋ＭｇＯ （３）Ｔｉ＋Ａｌ→Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物（Ｔｉx Ａ
ｌy ）
式からなる反応が考えられる。ただし、係数は無視し
た。 （１）ＴｉＯ2 ＋Ｍｇ→Ｔｉ＋ＭｇＯ （２）Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｍｇ→Ａｌ＋ＭｇＯ （３）Ｔｉ＋Ａｌ→Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物（Ｔｉx Ａ
ｌy ）
【００２７】複合後のマトリックスには、Ｔｉ−Ａｌ
（系）金属間化合物とＭｇＯが反応合成され、それらが
均質に分散した材料組織を呈する。この一例であるＴｉ
3 Ａｌ＋ＭｇＯ／Ｍｇ複合材料の走査電子顕微鏡による
金属組織写真を図１に示す。
（系）金属間化合物とＭｇＯが反応合成され、それらが
均質に分散した材料組織を呈する。この一例であるＴｉ
3 Ａｌ＋ＭｇＯ／Ｍｇ複合材料の走査電子顕微鏡による
金属組織写真を図１に示す。
【００２８】また、Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の化学量
論組成はＴｉ3 Ａｌ，ＴｉＡｌ等で表せるように殆ど既
知であり、ＴｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 を粉末調製する際に組
成調整（モル比配合）してプリフォームを作製すること
により、任意（種々の化学量論組成）のＴｉ−Ａｌ金属
間化合物を反応合成することが可能である。図２にその
Ｘ線回折結果を示すとおり、Ｔｉ3 Ａｌ，ＴｉＡｌの各
Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物が反応合成されている。
論組成はＴｉ3 Ａｌ，ＴｉＡｌ等で表せるように殆ど既
知であり、ＴｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 を粉末調製する際に組
成調整（モル比配合）してプリフォームを作製すること
により、任意（種々の化学量論組成）のＴｉ−Ａｌ金属
間化合物を反応合成することが可能である。図２にその
Ｘ線回折結果を示すとおり、Ｔｉ3 Ａｌ，ＴｉＡｌの各
Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物が反応合成されている。
【００２９】また、プリフォームの体積率の変化による
硬さの変化を図３に示す。純Ｍｇのビッカース硬さHV(3
00) に比べ、得られた複合体の最高硬さはＨＶ２００程
度に達する。
硬さの変化を図３に示す。純Ｍｇのビッカース硬さHV(3
00) に比べ、得られた複合体の最高硬さはＨＶ２００程
度に達する。
【００３０】そこで、本発明の実用性（実用合金への適
用）を確認するために、鋳造用Ｍｇ合金（ＪＩＳ）のＡ
Ｚ９１Ｄをマトリックスとして、上記各条件による複合
化を実行したところ、同様の性状の複合材料（Ｍｇ合金
基）が得られた。（データの図示は省略する。）
用）を確認するために、鋳造用Ｍｇ合金（ＪＩＳ）のＡ
Ｚ９１Ｄをマトリックスとして、上記各条件による複合
化を実行したところ、同様の性状の複合材料（Ｍｇ合金
基）が得られた。（データの図示は省略する。）
【００３１】さらに、金属間化合物の構成元素の少なく
とも一を成分元素（例えばＡｌ）とする合金マトリック
スと、金属間化合物の他の構成元素となる金属酸化物
（例えばＴｉＯ2 ）の粉末又はプリフォームとを組み合
わせて同様に複合化処理をおこない、金属酸化物から解
離した金属元素と成分元素との間でｉｎ ｓｉｔｕ反応
により金属間化合物を合成することも可能であり、実用
材料の開発という点でより広汎な展開が期待できる。
とも一を成分元素（例えばＡｌ）とする合金マトリック
スと、金属間化合物の他の構成元素となる金属酸化物
（例えばＴｉＯ2 ）の粉末又はプリフォームとを組み合
わせて同様に複合化処理をおこない、金属酸化物から解
離した金属元素と成分元素との間でｉｎ ｓｉｔｕ反応
により金属間化合物を合成することも可能であり、実用
材料の開発という点でより広汎な展開が期待できる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ｉｎ ｓｉｔｕ反応により反応合成したＴｉ−Ａｌ金属
間化合物を強化材として複合分散させた金属間化合物強
化Ｍｇ（合金）基複合材料を比較的簡単に得ることがで
きるので、軽量耐熱強度材料として有用できる。
ｉｎ ｓｉｔｕ反応により反応合成したＴｉ−Ａｌ金属
間化合物を強化材として複合分散させた金属間化合物強
化Ｍｇ（合金）基複合材料を比較的簡単に得ることがで
きるので、軽量耐熱強度材料として有用できる。
【００３３】この発明の効果を具体的に列挙すれば以下
のとおりである。 （１）本発明における複合化は、雰囲気炉内で完全な非
加圧下で進行するため、加圧設備が不要であり、また溶
融Ｍｇ（合金）の取り扱いに関しても安全性が高い。
のとおりである。 （１）本発明における複合化は、雰囲気炉内で完全な非
加圧下で進行するため、加圧設備が不要であり、また溶
融Ｍｇ（合金）の取り扱いに関しても安全性が高い。
【００３４】（２）ｉｎ ｓｉｔｕ反応した強化材（Ｔ
ｉ−Ａｌ金属間化合物）は、得られた複合体内部に偏析
せず均一に分散し、しかも界面整合性が良好である。
ｉ−Ａｌ金属間化合物）は、得られた複合体内部に偏析
せず均一に分散し、しかも界面整合性が良好である。
【００３５】（３）浸透速度はプリフォームの空隙率に
依存し、高空隙率であるほど速く、その最高速度は０．
２２mm/secと比較的速いので、製造技術上有利である。
依存し、高空隙率であるほど速く、その最高速度は０．
２２mm/secと比較的速いので、製造技術上有利である。
【００３６】（４）既知の化学量論組成の各Ｔｉ−Ａｌ
金属間化合物を任意に反応合成できるので、それら特性
を利用した材料設計が可能であり、広範囲な材料特性を
備えたＴｉ−Ａｌ金属間化合物強化Ｍｇ（合金）基複合
材料を提供できる。
金属間化合物を任意に反応合成できるので、それら特性
を利用した材料設計が可能であり、広範囲な材料特性を
備えたＴｉ−Ａｌ金属間化合物強化Ｍｇ（合金）基複合
材料を提供できる。
【００３７】（５）本発明で使用する酸化物は、繊維や
ウィスカ等に比べて比較的安価であり、製造コストの面
でも利点を有する。
ウィスカ等に比べて比較的安価であり、製造コストの面
でも利点を有する。
【００３８】（６）Ｍｇ基実用合金をマトリックスとし
て金属間化合物強化（ｉｎ ｓｉｔｕ）複合材料を設計
できるという点で、実用材料の開発に寄与することが期
待できる。
て金属間化合物強化（ｉｎ ｓｉｔｕ）複合材料を設計
できるという点で、実用材料の開発に寄与することが期
待できる。
【図１】本発明の実施例における複合材料の金属組織を
示す図面代用写真である。
示す図面代用写真である。
【図２】本発明の実施例における複合材料のＴｉ−Ａｌ
金属間化合物の種類を示すＸ線回折チャートである。
金属間化合物の種類を示すＸ線回折チャートである。
【図３】本発明の実施例におけるプリフォームの体積率
と硬さの変化を示すデータプロットである。
と硬さの変化を示すデータプロットである。
Claims (9)
- 【請求項１】 マグネシウムあるいはマグネシウム合金
からなるマトリックスに金属間化合物を主なる強化材と
して複合分散させた金属間化合物強化マグネシウム基複
合材料において、マトリックスにチタン−アルミニウム
金属間化合物が均一に分散してなることを特徴とする金
属間化合物強化マグネシウム基複合材料。 - 【請求項２】 チタン−アルミニウム金属間化合物がイ
ンサイチュー反応により合成されたものである請求項１
記載の金属間化合物強化マグネシウム基複合材料。 - 【請求項３】 マグネシウムあるいはマグネシウム合金
からなるマトリックスに金属間化合物を主なる強化材と
して複合分散させた金属間化合物強化マグネシウム基複
合材料の製造方法において、金属間化合物の構成元素と
なるそれぞれの金属酸化物を組成調整した粉末又はプリ
フォームにマトリックス金属を溶浸し、少なくとも一の
金属酸化物とマトリックス金属との間で発熱をともなう
酸化還元反応を発現させるとともに、該酸化還元反応に
より金属酸化物から解離した金属元素間でインサイチュ
ー反応により金属間化合物を合成し、マトリックスに複
合分散させることを特徴とする金属間化合物強化マグネ
シウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項４】 マグネシウムあるいはマグネシウム合金
からなるマトリックスに金属間化合物を主なる強化材と
して複合分散させた金属間化合物強化マグネシウム基複
合材料の製造方法において、金属間化合物の構成元素の
少なくとも一を成分元素とする合金マトリックスについ
て、前記金属間化合物の他の構成元素となる金属酸化物
の粉末又はプリフォームにマトリックス金属を溶浸し、
金属酸化物とマトリックス金属との間で発熱をともなう
酸化還元反応を発現させるとともに、該酸化還元反応に
より金属酸化物から解離した金属元素と成分元素との間
でインサイチュー反応により金属間化合物を合成し、マ
トリックスに複合分散させることを特徴とする金属間化
合物強化マグネシウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項５】 溶浸が無加圧含浸であって、粉末又はプ
リフォームとマトリックス金属のインゴットを接触さ
せ、不活性雰囲気下でマトリックス金属の融点以上に昇
温保持するものである請求項３又は４記載の金属間化合
物強化マグネシウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項６】 マグネシウムあるいはマグネシウム合金
からなるマトリックスに金属間化合物を主なる強化材と
して複合分散させた金属間化合物強化マグネシウム基複
合材料の製造方法において、二酸化チタンとアルミナの
混合粉又はプリフォームにマトリックス金属を溶浸し、
発熱をともなう酸化還元反応及びインサイチュー反応を
発現させてチタン−アルミニウム金属間化合物を合成
し、マトリックスに複合分散させることを特徴とする金
属間化合物強化マグネシウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項７】 溶浸が無加圧含浸であって、混合粉又は
プリフォームとマトリックス金属のインゴットを接触さ
せ、不活性雰囲気下でマトリックス金属の融点以上に昇
温保持するものである請求項６記載の金属間化合物強化
マグネシウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項８】 プリフォームを、二酸化チタンとアルミ
ナの各粉末をチタン−アルミニウム系金属間化合物の各
モル比で組成調整後、スラリー化し吸引脱水成形により
作製するものである請求項６又は７記載の金属間化合物
強化マグネシウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項９】 プリフォーム容積に対する二酸化チタン
及びアルミナの体積率を１５％以上４０％以下とするも
のである請求項６乃至８のいずれか１項記載の金属間化
合物強化マグネシウム基複合材料の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP08274026A JP3084512B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 金属間化合物強化マグネシウム基複合材料及びその製造方法 |
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1996
- 1996-09-24 JP JP08274026A patent/JP3084512B2/ja not_active Expired - Fee Related
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