JPH11505177A

JPH11505177A - 電気絶縁体を含む金属地複合体の製造方法

Info

Publication number: JPH11505177A
Application number: JP8534962A
Authority: JP
Inventors: アール．ソーテル，ラルフ; プレムクマル，エム．ケイ．; アイ．ユン，デビッド
Original assignee: Aluminium Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1996-05-13
Publication date: 1999-05-18
Also published as: AU5745396A; US5616421A; WO1996036450A2; DE19681390T1; WO1996036450A3

Abstract

(57)【要約】電気的に絶縁された面積部分（３４，３６，３８）を含む金属地複合体（３０）を製造する方法、およびこの方法で形成された金属地複合体（３０）である。この方法は、（ａ）強化されていないアルミニウム合金の液体溜りを備え、（ｂ）強化されていないアルミニウム合金（４６）を上側および下側の多孔質プリフォームと、それらのプリフォームの間に配置された電気絶縁体（４２）とを含んでなるスタックに溶浸させ、（ｃ）液相金属を凝固させて、スタックを完全に包囲した金属地複合体製品を形成させ、（ｄ）凝固した金属に少なくとも一つの溝を形成し、この溝は絶縁基体へ向かって内方へ延在されて、金属地複合体の表面の少なくとも一つの面積部分を電気的に絶縁させることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】電気絶縁体を含む金属地複合体の製造方法本発明は相互に電気的に絶縁されている部分を有する金属地複合体（metal ma trix composites)を製造する方法に関する。特に、本発明の方法は内部絶縁基体を有する金属地複合体の製造に関する。金属地複合体は、剛性、耐摩耗性および耐熱性が非常に優れた部品を製造する比較的新しい方法を提供する。優れた剛性は一層薄い材料の使用を可能にして、部品の寸法および重量を減少させる。軽量であることは宇宙産業および電子産業における部材の製造において重要なことである。現在、金属地複合体の製造に使用されている方法には、真空／低圧溶浸法、高圧圧搾鋳造法および無圧鋳造法が含まれる。これらの方法は以下の特徴を有している。・低圧／真空溶浸法この方法は、金属を溶浸させるために真空および低圧（典型的には１０５．５ｋｇ／ｃｍ²（１５００プサイ）未満）のガスが組合わされて使用される。この方法は主として少数の研究開発試料（R&D sample）を作るのに使用されている。これは研究所規模の方法として設計されており、商業規模における安価な多量生産には適していない。・無圧溶浸法この方法は溶浸を毛細管の作用力に依存するものである。毛細管の作用力を発生させるために、集合材(aggregate)と地材（matrix）との間の濡れが化学反応によって得られる。この方法は地材合金元素（１重量％以上のＭｇを含むＡｌ）と、加熱（７００°Ｃ以上）されたセラミック集合材と、ガス雰囲気（１０〜１００体積％の窒素）との特別な組合わせの使用を必要とする。この方法は地材例えばＡｌ−Ｍｇ合金の選定を制限し、また長い反応時間のために製造費が高くなる問題を抱えている。この方法はさらにまた、表面状態および自然発生的な濡れにその方法が敏感に影響されるために、プロセス制御の観点から難しい。・高圧圧搾鋳造法溶浸させるためにこの方法は大型の流体圧作動プレスまたは機械式プレスを使用して高圧力（７０３〜２１０９ｋｇ／ｃｍ²（１００００〜３００００プサイ））を用いる。この方法は集合材および地材の広範な組合わせにおいて溶浸を行えるが、高圧力を必要とすることで課せられる型設計における制限のために、製造される製品の複雑さおよび寸法公差に制限を受ける。大型プレスに関する投資費用が大きいために製品製造費も高くなる。米国特許第４９２０８６４号明細書は、予め成形してあるファイバープリフォームの間隙内に地合金材を溶浸させるために、密閉型加圧鋳造法を一般に開示している。米国特許第４７７７９９８号明細書は、恐らくセラミック材料のファイバーを含有した金属部品のダイキャスト法を示しているが、真空ダイキャスト原理の使用は試みていない。本発明はこのような背景に対してなされた。これまでの方法よりも優れ、特に集合材の体積率が大きい金属地複合体を作るための、品質、再現性および融通性を組合わされた性質を有する電気的に絶縁された面積部分を有する金属地複合体の製造方法を提供することに関心が持たれている。また、電気的性質、熱膨張係数および熱伝導率の独特な組合わせを有するアルミニウムまたはアルミニウム合金と炭化けい素との金属地複合体を提供することに関心が持たれる。本発明の方法は、金属地複合製品を製造するために真空ダイキャスト法を使用する。この方法は、様々な集合材および地材（matrix）の組合わせを使用して、高品質で網形状またはそれに近い形状をした、薄肉壁部を有する複雑な形状の金属地複合材料を製造することができる。この方法は、機械装置、絶縁基体、集合材、真空および金属の導入装置のような各種のシステムを必要とする。本発明によれば、電気的に絶縁された面積部分を含む金属地複合体の製造方法が提供される。この方法は、（ａ）成形室内に絶縁基体を配置し、（ｂ）成形室を真空排気し、（ｃ）液相金属を成形室に溶浸させ、（ｄ）液相金属を絶縁基体のまわりで凝固させ、（ｅ）凝固金属に少なくとも一つの溝を形成し、該溝は絶縁基体の外面へ向かって内方へ延在され、これにより複合体構造の表面の少なくとも一つの領域を他の領域から電気的に絶縁することを含む。好ましい実施例では、絶縁基体は窒化アルミニウムで形成され、金属地材はアルミニウム合金である。本発明の第二の実施例において、電気的に絶縁された面積部分を含む金属地複合体の製造方法が提供される。この方法は、（ａ）成形室内に多孔質プリフォームを配置し、（ｂ）前記多孔質プリフォームに絶縁基体を配置し、（ｃ）成形室を真空排気し、（ｄ）液相金属を成形室に溶浸させ、（ｅ）液相金属を前記多孔質プリフォームおよび絶縁基体のまわりおよびその内部で凝固させて金属地複合体を形成させ、（ｆ）凝固金属に少なくとも一つの溝を形成し、該溝は絶縁基体の表面へ向かって内方へ延在され、これにより該表面上の少なくとも一つの領域を他の領域から電気的に絶縁することを含む。代替実施例では、第二の多孔質プリフォームが前記絶縁基体に備えられる。本発明の他の概念は、互いに電気的に絶縁された面積部分を有する金属地複合製品である。好ましい実施例においては、この製品は意図的に強化されない金属の面積部分も有する。本発明の好ましい実施例では、絶縁基体は窒化アルミニウムで構成され、多孔質プリフォームはＡｌＮであり、金属地材はアルミニウム合金である。本発明の最も好ましい実施例においては、金属地複合体、強化された部分および強化されていない部分は一回の真空ダイキャスト作業で形成される。本発明の他の特徴は添付図面を参照して考慮すべき好ましい実施例の説明に関する以下の記載でさらに詳しく説明されており、図面を通じて同じ符号は同じ部分を示しており、またさらに、図１は本発明の実施に使用されるダイキャスト機の部分的に断面とした側面図を示す。図１ａは図１の一部分に相当し、代替の金属導入システムを示している。図２は本発明の金属地複合体の斜視図である。図３は図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。図４は図２のＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。図５ａ〜図５ｄは本発明の好ましい方法にしたがって本発明の金属地複合体を形成するのに必要な順次の工程段階を示す図である。図６ａ〜図６ｅは本発明の代替の好ましい形態を形成するのに必要な順次の工程段階を示す図である。図７は図６の断面ＶＩＩ−ＶＩＩの平面図である。図８は図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿う図７の横断面図である。図９は一つの型で複数の製品をダイキャストする代替設計の横断面図である。図１０は電気的に絶縁された金属層が製品の反対両側に形成された本発明の代替の好ましい実施例である。これらの図面において図示の便宜上、幾つかの層、被覆および領域の厚さおよび深さは縮尺されて示されたものではなく、相対的な比率にしたがって正確に示されているものではない。定義「複雑な部品」の用語は、その部品の本体からいずれかの方向へ向かって少なくとも自体の肉厚の二倍に等しい距離を突出している壁、ウェブまたはフィン（プレートフィンまたはピンフィンのいずれともされ得る）のような突起を少なくとも一つ有する部品を意味するように本明細書で使用されている。「大きい体積率（大体積率）」の用語は、３０体積％より大きい、好ましくは４５体積％より大きい体積率を意味するように本明細書で使用されている。「薄肉壁部を有する」および「薄肉壁部を有する部分」の用語は、厚さが２．５４ｍｍ（０．１インチ）以下、好ましくは１．２７ｍｍ（０．０５インチ）以下、さらには０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）以下の壁、ウェブまたはフィン（例えばプレスフィンまたはピンフィンとされ得る）のような部分を有する部品を説明するために本明細書で使用されている。「強化材料」の用語は、ファイバー、ウィスカー、フィラメント、粒体、リボン、ワイヤーフレーク、結晶および小片の形状をしたセラミック、金属、セメントおよび重合体を意味するように本明細書で使用されている。これに代えて強化材料は、これらの強化材料で作られた多孔質プリフォームとされることができる。「プリフォーム」、「多孔質プリフォーム」または「浸潤可能なプリフォーム」の用語は、充填用の多孔質材料を意味するように本明細書で使用されており、この多孔質充填材料は液相金属を溶浸させるための境界面を本質的に形成する少なくとも一つの表面を有して製造される。プリフォームは液相金属を溶浸される前に寸法の一体性即ち完全性(integrity)を与えるために十分な形状の一体性即ち完全性および強度を保持する。プリフォームは液相金属の溶浸を受入れるために十分に多孔質である。プリフォームは典型的に均質または非均質の充填材の結合されたアレーすなわち配置を含み、またいずれかの適当な強化材料、すなわちセラミックまたは金属の粒体、粉末、ファイバー、ウィスカーなど、およびそれらの組合わせを含み得る。プリフォームは単独で存在するか、２以上の分離可能な部材の集合体として存在する。分離可能なプリフォームが使用されるばあい、それらのプリフォームを機械的または他の方法によって相互に結合させる必要はない。「ユニ・キャスト」および「一回鋳造体」の用語は、単体の地材本体を形成する一回の金属溶浸作業によって形成された金属地複合体を示すために本明細書で同意的に使用されている。この単体構造は、熱の流れを妨害するような結合部が構造体の内部に存在しないことを意味する。「強化されていない金属」の用語は、非金属の添加された強化材料を５体積％未満、好ましくは１体積％未満ほど含む金属または合金を示すために本明細書で使用されている。未強化の材料の例には、アルミニウム、チタン、マグネシウム、鉄、銅、亜鉛、およびそれらの金属の少なくとも一つが最大量の単独成分である合金が含まれる。「強化された金属」および「強化された合金」の用語は、５体積％より多い強化材料を含む金属および合金を示すように本明細書で使用されている。この用語は金属間化合物（intermetallics）だけを含む金属を含むようには意図されていない。「金属地複合体」の用語は、内部に強化材料の組込まれた二次元または三次元的に相互連結されている合金または金属地材を含んでなる材料を意味するように本明細書で使用されている。金属地材は、強化されない金属をプリフォームおよび（または）強化材料すなわち充填材料の質量体（mass）に溶浸させた後にその金属を凝固させることで形成され得る。金属地複合体は意図的に強化材料のない状態で形成された面積部分を有し得る。これに代えて、金属地材は強化材料を含有する溶融金属をプリフォームまたは集合材の質量体に溶浸させて形成され得る。この実施例では、強化材料は二つの供給源を有する。この二番目の実施例の金属地複合体は、唯一の強化材料供給源すなわち溶融金属によって意図的に形成された面積部分を有し得る。「電気絶縁体」の用語は、本明細書ではガラス、セラミックまたはプラスチックのような低誘電材料を意味するように意図されている。典型的なセラミック製電気絶縁体は窒化アルミニウムである。「液相金属」および「溶融金属」の用語は、本明細書では金属が完全に凝固されていない流体状態相および準流体状態相のすべてを説明するために使用されており、互いに置き換えすることができる。これらの用語は、金属スラリーと、未分解セラミック粒体を含む準固相および液体の金属とを含む。本発明の実施の態様液相による製造方法は、金属地複合体の製造に特に好適である。液相金属は多孔質プリフォームの内部および周囲に溶浸される。この金属はその後冷却され、または冷えるままにされて、強化された連続する金属質量体を形成するようになされる。金属は導電性であり、また金属地材が連続しているので、金属地複合体は一般にその地材の一部分が他の部分から電気的に絶縁されることが必要な応用例に使用することができない。驚くことに、金属地複合体は互いに電気的に絶縁された面積部分を有して製造できることが見出された。本発明で使用されるダイキャストの機械装置は、米国特許明細書第５２５９４３６号および該明細書に記載されている引用例に示されているようなダイキャスト機自体、型および真空付与装置を含む。このダイキャスト機は典型的に、測定された量の溶融金属が集められる充填室と、測定した量の金属を型へ移動させるための駆動ピストンとを含む。ピストン駆動装置はピストンによって金属に対して中間的な溶浸圧力（通常７０３ｋｇ／ｃｍ²（１００００プサイ）未満）を作用させる。型半体は固定プラテンおよび可動プラテンに取付けられる。型は一度に幾つかの製品を実質的に同時に製造するために、複数キャビティを有するものとされ得る。真空装置が型キャビティおよび充填室を真空排気するために連結され、そのままでは金属地複合体の内部に多孔を生じることになってしまうガスを排除するようになす。空気を排除することで生じた酸素の存在量の減少は、酸化が特性の低下をもたらすことになりかねない地材および（または）集合材の成分を有する金属地複合体のばあいに特に有利である。ガスの排除および真空の作用も型キャビティの充填および溶浸において有利である。鋳造の前に、型キャビティ、充填室およびピストンは潤滑、離型などの処理を受けることができる。金属地複合体の電気絶縁体は、型キャビティ内に電気絶縁体で形成された基体を配置することで形成される。基体は集合体またはプリフォームの一部分に配置される。さらに、集合体は電気絶縁体の上面にも配置されることができる。この代わりに、付加的なプリフォーム、すなわち１以上のプリフォームが電気絶縁体に配置されることができる。粒体に加えて、ファイバー、ウィスカーまたはフィラメントのような他の物理的な形状がプリフォームを形成するために集合材として使用できる。この集合材はその表面特性に影響を及ぼす材料で被覆されることができる。フィラメントは様々な方法で準備されることができ、これには撚糸または未撚糸、高バルクフィラメント糸（high bulk filament yarns）などの多数のフィラメントが含まれる。ファイバーは織られ、網組され、ニット織りされ、一方向に配向され、またはランダム配向されることができる。参照することで本明細書に組入れられるフランク・Ｋ・Ｋｏ氏による「金属地複合体のためのプリフォーム・ファイバーのアーキテクチャ」と題する論文、アメリカン・セラミック・ソサイエティ・ブリテン、１９８９年２月、（第６８巻、第２号）第４０１〜４１４頁、は各種材料の集合材を準備に関するこれらおよび他の可能性を記載している。集合材用の材料の例には、以下の例の炭化けい素（ＳｉＣ）に加えて、炭素、黒鉛、窒化けい素、ほう素、ほう素／タングステン、炭化ほう素／タングステン、窒化ほう素、ベリリウム、溶融シリカ、ムライト、ガラス、ボロシリケート、および酸化物、窒化物、カーバイド、およびジルコニアのようなほう化物、炭化ほう素、シリコン・カーボニトライド・アルミナおよびアルミニウム・シリケート（ムライト）およびそれらの組合わせが含まれる。プリフォームは形成された多孔質体であって、生強度（green strength）を与えるのに必要な適当な接着剤で互いに結合された集合材の小片によって構成されている。結合剤は有機材とされることができ、このばあいには、プリフォームを型キャビティ内に配置する前にそのプリフォームを熱処理することが好ましく、この熱処理は有機材を揮発させてプリフォームからその有機材を除去するとともに集合材の小片を互いに結合させるようにする。後で金属地材を受入れなければならない孔を塞がないように、部分的な結合が好ましい。結合剤は例えばソジウム・シリケートのような無機材とされることができ、このばあい、残留物の存在は金属地複合体製品の最終使用者に有害ではない。結合剤の無いプリフォームもまたしようでき、このばあい、集合材は個々の集合材小片の機械的な相互固定によって結合される。Ｔ・Ｂ・シェーファー氏他による「セラミックを多く含有する網形状の金属地複合体」と題する論文、ＳＡＥテクニカル・ペーパー第９１０８３２号、ソサエティー・オブ・オウトモーティヴ・エンジニアリング、米国ペンシルバニア州ウォーレンデール、を参照されたい。最終的にこのプリフォームは焼結処理によって結合されることができる。金属導入システムは、金属をダイキャスト機の充填室に導入するための設備および手順を含み、これに続いて充填金属を充填室からその内部を移動するピストンによって駆動する。溶融金属は充填室から移動され、型キャビティに侵入して集合材に溶浸する。三つの代表的な金属導入システムは注入システム、吸引システムおよび圧力移送システムである。注入システムでは、所望量の溶融金属が充填室の頂部開口を通して注入され、この後にピストンが前方へ移動されてその開口を塞ぎ、これにより真空装置が型および充填室を真空排気できるようにする。吸引システムでは、溶融金属を充填室に吸引するのに大気圧より低い圧力が使用される。圧力移送システムでは、溶融金属を充填室へ押圧するのに圧力差が使用される。アルミニウム合金は地材として好ましい材料であり、そのような合金例は以下の例に含まれている。しかしながら、他の金属地材も使用でき、その例は本質的に純アルミニウムおよびマグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛および亜鉛合金などである。本発明で使用される金属は１０００°Ｃ（１８３２°Ｆ）、９００ °Ｃ（１６５２°Ｆ）、または８００°Ｃ（１４７２°Ｆ）より低い溶融温度すなわち液相線温度を有し得る。例えば型および充填室用の構造材料によっては、他の金属、例えばチタン、銅、錫、ニッケル、鉄、鉛、コバルトおよびそれらの合金とされることができる。加熱手段が充填室および型に備えられて、強化のための集合材が実質的に完全に溶浸し終わるまで溶融金属が凝固しないようになされる。溶浸が完了した後、地材に望まれる金属学的特性を得るために、また起こりそうなばあいにおいてであるが溶融金属が集合材と反応すなわち溶解するのを防止するために、急激に凝固させることが有利である。凝固は、それによる鋳引け（収縮）を可能な限り最小限にするために、方向性を有して、溶融金属供給源へ向かって前縁に沿って進展することも好ましい。実質的に溶浸が完了した後に迅速且つ所望の方向性を有する凝固を達成するためのこれらの要求は、温度状態の釣合わせ、すなわち調時制御を要求する。界面結合を向上させるために溶融地材と集合材との間に何らかの相互作用を行わせることも有利となり得るのであり、これにより急激に凝固すべきことに対して制限が与えるられるようになされ得る。しかしながら、本発明の真空補助加圧ダイキャスト法の特定の利点は、溶融金属と集合材または強化材料との間の潜在的な有害反応を最少限にするか排除するために、迅速な溶浸および凝固の組合わせによる可能性を与えることである。本発明の特別な利点は、大体積率の集合材、特に６５体積％以上で例えば８０体積％まで、さらには８５体積％以上までもの大きな体積率を含む実質的に無孔質の金属地複合体を得るための能力にあることが見出されている。これは、本発明により、真空ダイキャスト機の型キャビティに、例えば大体積率とするのに必要とされる介在形式の充填材を得るための寸法分布の粒体で作られた集合材プリフォームを装填することによって、達成される。これらのプリフォームは強度および有機結合剤の除去のために熱処理されるならば、密封空間が過剰に形成されないように注意を払わねばならない。そうしないと地材溶浸が遮られることになり、またこのようにして形成された金属地複合体製品が実質的に無孔質と言えなくなるからである。しかしながら結合され過ぎないように注意して固有に得られるプリフォームは、そうでないばあいに得られるほど強力ではない。これは、プリフォームを侵食しないように溶浸速度が制御されねばならないことを意味する。圧搾鋳造に比べて低いダイキャストの圧力は、真空ダイキャスト法において使用される事前の真空排気および金属の速度制御と組合って状態の適当な釣合いを生じ、これにより多量に装填されたプリフォームを損傷させることなく、集合材の体積率が大きい適当強度の金属地複合体を得ることができる。したがって、本発明の金属地複合体製品に特有の特徴は、ほぼ網形状で集合材の体積率が大きい実質的に無孔質の製品であることを含む。薄肉壁部（２．５４ｍｍ（０．１インチ）未満で、１．２７ｍｍ（０．０５インチ）までの、さらには０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）以下まで）および大きな角度を付与されたかみ合せ面(mating surfaces)を特徴とする複雑な形状を製造することができ、これは溶浸圧力を低下させる一方で集合材の多量に装填されたプリフォームを完全に溶浸させる能力を保持するような方法、特に真空を使用したこの方法の独特な特徴による。したがって、通常のダイキャストまたは圧搾ダイキャストよりも優れている真空ダイキャストの使用による利点は、複雑な形状で集合材装填量の大きい実質的に無孔質の金属地複合体を製造する能力を特徴とする。これらの他の通常方法は、実質的に無孔質の材料または複雑な形状を製造することが不可能であるという影響を受けている。電子パッケージ用の材料に関しては、本発明は例えばアルミニウムよりもかなり小さい熱膨張係数の値と組合わせて大きな熱伝導率を有するアルミニウム地材による金属地複合体の製造を可能にする。複雑な形状の金属地複合体を製造するための本発明の可能性は、例えば電子パッケージ用の統合された熱管理システムの製造を可能にする。このシステムは例えば単体的に組合わされた熱交換器および電子パッケージの蓋を含む。集合材の存在しない金属地材の表面層は、この方法を容易化するための真空ダイキャスト時に本発明の金属地複合体製品に形成される。本発明のアルミニウム地材による金属地複合体の付加的な利点は、アルミニウム表面が対腐食保護のため、および電気的に絶縁された面積部分の選択的な識別および配置のために、陽極酸化処理され得ることである。方法および設備図１を参照すれば、同図は改修された冷間チャンバの水平真空ダイキャスト機を示しており、これには本質的にダイキャスト機の固定型すなわちモールド成形型半体２の取付けられている固定されたクランププレート１すなわちプラテン、および可動型すなわちモールド成形型半体５の取付けられている可動のクランププレート３すなわちプラテンがピストン４、溶融金属供給のための吸引チューブ６と、保持炉８と、充填室１０とともに含まれ、吸引チューブ６はクランプ２２で充填室１０に連結されている。クランプ２２は下側のフック形をしたフォーク付き舌部２４を有しており、この舌部２４は吸引チューブ６の環状フランジ２５の下方を延在されている。頂部からねじ２６がクランプ２２を通してねじ込まれている。これが充填室１０の入口開口に対する吸引チューブ６の端部の締め付けを可能にしている。取出しピン（図示せず）が通路７を通して備えられて、溶融金属地材が凝固した後で型半体が開離されたときに鋳造製品を取外す手段を構成することができる。空気および他のガスを矢印方向に排除して型キャビティを真空排気する真空ライン１１は、型が流入する溶融金属で最終的に満たされる箇所において型に連結されている。真空ライン１１は弁１２を使用して開閉され、この弁１２は制御装置（図示せず）によって制御ライン１３を経て作動されることができる。金属射出圧力を発生するために駆動装置（図示せず）が備えられている。この圧力は通常は３５１．５〜７０３ｋｇ／ｃｍ²（５０００〜１００００プサイ）の範囲であるが、さらに高圧力を要求される部品を取扱いできる能力を与えるために、１１２４．８ｋｇ／ｃｍ²（１６０００プサイ）まで圧力をかけることのできる機械が望ましい。充填室の帯状ヒーター９ａ、および型半体およびプラテンのヒーターチューブカートリッジの形態をしたヒーター部材９ｂ，９ｃは、集合材に対する溶浸が完了する前の溶融金属地材の早すぎる凝固を防止する。誘導ヒーターおよび他の装置もこの早すぎる凝固を防止するために使用できる。５８５°Ｃ（１０８５°Ｆ）の液相線温度および５７５°Ｃ（１０６７°Ｆ）の固相線温度を有する１０重量％のけい素を含有するアルミニウム合金のばあい、充填室への溶融金属の投入温度が７００°Ｃ（１２９２°Ｆ）であれば型キャビティおよび充填室の壁部はこの目的のために２５０°Ｃ（４８２°Ｆ）に一定して制御される。この温度２５０°Ｃ（４８２°Ｆ）はこの合金の固相線温度よりも低いが、熱損失を遅らせて溶浸を完了できるようにして、その直後に凝固が開始されるようにする温度の例である。高い型温度は溶浸を一層向上させることができる。しかしながら、高い型温度は凝固時間を長くする。ピストンヘッドは、例えば熱膨張により充填室内で固着するのを防止するため、およびピストンが型キャビティへ駆動されて溶浸が完了した後にそのピストンの前進ストローク範囲を超えて充填室の端に残存した地材合金のビスケットから熱を除去するために、内部的に冷却されることができる。図１の真空ダイキャスト機は吸引チューブ６を通して充填室１０への装填を行うために真空を使用する。この方式の作動は、参照することで本明細書に組入れられる国際特許公開公報ＷＯ９０／１０５１６号にさらに詳しく記載されている。図１ａは以下に説明する例で使用された金属注入装填技術を示している。この技術では、ピストンが引込み位置にある間に、充填室の頂部に備えられた充填開口１６を通して溶融アルミニウムを注入するためにトリベ１５が使用される。製品図２を参照すれば、本発明の好ましい金属地複合体製品３０の斜視図が示されている。留意すべきは、本発明はこの好ましい実施例または後述する他の好ましい実施例に限定されないということである。金属地複合体製品３０は基部プレート３２を有し、この基部プレート３２には三つの一体形成されたモジュール３４，３６，３８が備えられており、これらのモジュールは互いに、また基部プレート３２から電気的に絶縁されている。金属地複合体製品３０は一回の鋳造作業で形成され、異なる材料で形成された幾つかの層を有している。基部プレート３２の各隅の穴３９は、金属地複合体製品３０をさらに大きな部材に対して容易に取付けできるようにしている。図３および図４に見られるように基部プレート３２は強化された金属層４０で形成され、その上に電気絶縁体４２が配置されている。強化された金属層４０は上述形式の集合材を含んでいる。好ましい強化材料は炭化けい素である。電気絶縁体４２はセラミックである。電気絶縁体４２として使用される好ましい材料は、窒化アルミニウムまたは窒化ほう素または酸化アルミニウムである。電気絶縁体４２は強化された金属層４０の上面を横断して延在した単一層として示されている。しかしながら、電気絶縁体４２は単一片とされる必要はない。以下の説明で明かとなるように、電気絶縁体４２はそれぞれの露出された面積部分で連続することだけを要求される。露出されない開離部（breaks）すなわち縁部は金属地複合体製品３０の電気的に絶縁される箇所に対する絶縁体としての能力を妨害しない。電気絶縁体４２は二つ以上の小片（図示せず）で形成されることができ、各々の小片は電気的に絶縁されるモジュールよりも大きい面積部分を覆うようにされる。好ましい実施例では、電気絶縁体４２は多孔質の表面（図示せず）を有する。この多孔質表面は溶浸される金属に対する電気絶縁体の結合をさらに向上させる。モジュール３４，３６，３８は強化されていない金属層４６で形成される。保守においてモジュール３４，３６，３８は基部プレート３２の電気絶縁体４２とだけ接触するので、これらのモジュールは共通の基部プレート３２から、また互いから電気的に絶縁される。以下に非常に詳細に説明するように、多孔質プリフォームおよび本質的に無孔質の電気絶縁体４２を含むユニットを収容したチャンバ内に強化されない溶融金属を溶浸させることで金属地複合体製品３０が形成される。好ましい溶融金属はアルミニウムまたはアルミニウム合金である。溶融金属は多孔質プリフォームを充満して強化された金属層４０を電気絶縁体４２のまわりに形成する。強化されていない金属層４６はプリフォームまたは集合材を収容していないチャンバの内部空間に形成されるのが好ましい。それ故に、強化された金属層４０および強化されていない金属層４６はすべてが同じダイキャスト作動において同じ強化されていない合金で形成される。電気絶縁体４２は凝固金属で取り囲まれること以外は溶浸時に本質的に変化されない。次ぎに図５ａ〜図５ｄを参照すれば、これらの図は代替の好ましい金属地複合体を製造するうえで必要とされる段階を示している。図５の製品は、第二プリフォーム５４が電気絶縁体４２上に配置された点で図２の製品とは相違する。図５ａ〜図５ｄで形成される製品形状は図２で示されたものと同じである。図５ａ〜図５ｄは鋳造チャンバ内に層の積み重ね体即ちスタック(stack)を形成し、モールド成形型に溶浸して金属地材を形成し、最終的に金属地複合体の複数部分を電気的に絶縁するのに必要とされる段階を示している。図５ａから始まり、基部プリフォーム４８がモールド型５２のチャンバ５０内に配置される。基部プリフォーム４８は約１．２７ｍｍ厚（０．５インチ厚）であり、溶浸されて図２〜図４に示されたモジュールの強化された層（基部プレート）３２を形成する。基部プリフォーム４８は穴３９または他の通路を備えられており、金属地複合体製品３０をさらに大きな部材に取付けることができるようになされている。この代わりに、形成された金属地複合体製品３０にドリル加工して穴が形成され、これが図２に示されている穴３９を形成することができる。基部プリフォーム４８は図５ａでモールド型のチャンバ５０の床面５７上に係止されて示されているが、望まれるならば図５ｂに示されるように持上げることができる。基部プリフォーム４８が持上げられるならば、溶融金属は基部プリフォーム４８の下側のモールド型のチャンバ５０の床面５７との間の間隙に侵入して、強化されない層をモジュール底部に沿って形成する。電気絶縁体４２は基部プリフォーム４８の上面の上に直接に配置される。図５ａに示された設計では、電気絶縁体４２は基部プリフォーム４８の側壁５３および５５の間に嵌合する寸法とされている。溶融金属を溶浸した後、電気絶縁体４２および基部プリフォーム４８は凝固した金属と一緒に図２に示された製品の基部プレート３２を形成する。第二プリフォーム５４は電気絶縁体４２の頂部の上に直接に配置される。溶浸および電気的な絶縁の後でモジュールのプリフォーム５４（第二プリフォーム）が、図５ｄに示すようにモジュール３４，３６，３８の強化された金属層４４を形成する。図２に示された製品設計では、三つの分離されたモジュールのプリフォームが、各モジュールにつき一つずつ使用されるのが好ましい。分離されたモジュールは所定位置に機械的に固定されて、溶浸時に横方向に移動するのを防止される。分離されたプリフォームの使用は、金属地複合体製品３０のモジュール３４，３６，３８を電気的に分離するために金属地複合体の機械加工を少なくするという必要性のもとで行われる。図５ｂにおいて、モールド型キャップ５６がモジュールプリフォーム５４の上に配置される。モールド型キャップ５６は、空間５８がモジュールプリフォーム５４の頂面、電気絶縁体４２の覆われていない部分および基部プリフォーム４８、およびモールド型キャップ５６の下面との間に保持されるように意図して形成される。機械的固定装置および（または）空間（図示せず）が溶浸時のモジュールの移動を阻止するのに使用され得る。次ぎに、チャンバは真空排気され、強化されていない溶融金属が圧力を作用されてモールド型のチャンバ５０内に溶浸される。溶融金属は空間５８を充満し、基部プリフォーム４８およびモジュールプリフォーム５４の孔を充満して金属地複合体製品３０を形成する。溶浸時に、強化された金属層４０，４４が新たに形成された強化された層を電気絶縁体の表面にほぼ同時に結合させて所定位置に形成される。金属地複合体の所定位置での形成および新しく形成された強化された層のほぼ同時の結合は、強化された金属層４０，４４と電気絶縁体４２との間に実質的に無孔質の境界面を形成する。この無孔質の境界面は、金属地複合体製品３０に所望される熱伝導特性を得るために重要である。溶融金属が凝固した後、モールド型キャップ５６は持上げられ、金属地複合体製品３０が単一ユニットとして図５ｃに示されるようにモールド型５２から取出される。図５ｂに示されたモジュールプリフォーム５４はこの時点で強化された金属層４４であり、図５ｂに示された基部プリフォーム４８はこの時点で強化された金属層４０である。以下の説明から明らかになるように、電気絶縁体４２および強化された金属層４４，４０は図２の基部プレート３２を形成する。溶浸の前に図５ｂの空間５８を形成した面積部分はこの時点で強化されていない金属層４６である。この例では、強化されていない金属層４６は金属地複合体製品３０の上面全体を横断して延在する。金属は導電性であるので、強化されていない金属層４６は金属地複合体製品３０の全面に電気的に連結される。図５ｃの金属地複合体製品３０は、その製品の複数部分が互いに電気的に絶縁されねばならないことを要求することのない応用例に好適である。図５ｄにおいて、溝６０，６２，６４，６６が強化されていない金属層４６を通して電気絶縁体の層４２まで形成されている。これらの溝が形成された後は、図５ｄは図３と本質的に同じである。溝６０，６２，６４，６６は電気絶縁体４２の頂面４３を露出させ、また金属地複合体製品３０の長さを延在して（図２参照）、モジュール３４，３６，３８を形成している。図２に示された特定の設計では、すべての溝６０，６２，６４，６６はすべてが平行である。しかしながらこれらの溝は互いに平行であることを必要とされるわけではない。図２に６８および７０で示された付加的な溝が製品の内部の幅を横断して延在している。図４は溝が電気絶縁体４２の頂面４３を露出させることを示している。これらの付加的な溝は平行な溝６０，６２，６４，６６と交差して、モジュール３４，３６，３８を完全に取り囲んでそれらのモジュールを電気的に完全に絶縁する溝（トレンチ）を形成している。溝の幅は本発明では特別に重要であるとは考えられない。それらは製品設計に応じて狭い幅または広い幅とされることができる。溝の重要な特徴は、それらの溝が一緒になって意図された電気的応用例において面積部分すなわちモジュール３４，３６，３８を互いに電気的に絶縁することである。典型的な電気的応用例においてモジュールを絶縁するには０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）の溝幅が適当であると見出されている。溝は機械加工または化学的手段によって形成される。アルミニウム基合金に溝を切削するには、ダイヤモンド切削ホイールが速く費用効果の良好な手段であると見出されている。さらに、電気的な放電機械およびエクサイマーレーザーのようなレーザーもまた金属４６を除去して溝を形成するのに使用できる。溝をエッチング形成するのに必要な化学溶液は溶浸に使用される合金の化学組成によって異なる。化学溶液が使用されるならば、エッチングされるべきでない金属層４６の部分はその化学溶液に実質的に影響されない材料でマスクされる必要がある。このようなマスキング材料は電子技術分野で周知である。面すなわち金属層４６はアルミニウム合金の本質的に平坦な面積部分であり、マスクおよびエッチング溶液は各モジュールの各部分を互いに電気的に絶縁するように、絶縁されているモジュールの表面上に複雑な回路パターンを形成することにも使用できる。機能的な電子要素を形成するために電子デバイスおよびコネクタを回路パターンに取付けることができる。強化された金属層４０および４４と電気絶縁体４２との間の無孔質境界面は、表面（溝）６８，７０から基部プレート３２に対する理論的な熱伝導に近いものを生じる。図５ｄは、電気絶縁体４２を横断して電圧を印加し、したがって三つの電気キャパシタを形成するようになす電源（図示せず）に連結された電気リード線を含む。次ぎに図６ａ〜図６ｄを参照すれば、これらの図は本発明の好ましい代替形態による図２の金属地複合体の製造に必要な段階を示している。図６ａ〜図６ｄは、電気絶縁体を含んだモールド型を準備し、特定の強化された溶融金属をモールド型に溶浸し、断続的に強化された金属地複合体を形成し、最終的にその金属地複合体の各部を電気的に絶縁するのに必要な段階を示している。図６ａから始まって、電気絶縁体４２’がモールド型５２’のチャンバ５０’ 内に配置される。電気絶縁体４２’は支持部８０の上に係止されて、電気絶縁体４２’の容積部がモールド型５２’の床面から持上げられる。溶融金属を溶浸させた後、電気絶縁体４２’の下側の空間８２’が図２に示された製品の基部プレート３２’を形成する。図６ｂにおいて、モールド型キャップ５６’がモジュール電気絶縁体４２’の上に配置される。モールド型キャップ５６’は、電気絶縁体４２’の頂面とモールド型キャップ５６’の下面との間に空間が残されるように意図して形成される。次ぎに、モールド型チャンバが真空排気され、強化された溶融金属が圧力作用のもとでモールド型のチャンバ５０’内に溶浸される。溶融金属はアルミニウムであるのが好ましく、強化材料は特定の炭化けい素であるのが好ましい。溶融金属は空間８２および空間５８’を充填して金属地複合体製品３０’を形成するようになされる。溶浸時に、強化された金属は電気絶縁体４２’を取囲む。この強化された金属による金属地複合体の所定位置での形成、および実質的に同時な電気絶縁体４２’に対する強化された金属の結合は、強化された材料と電気絶縁体との間に無孔質の境界面を形成する。この無孔質の境界面は金属地複合体製品３０’に所望される熱伝導特性を得るために重要である。溶融金属が凝固した後、モールド型キャップ５６’は持上げられ、金属地複合体製品３０’が単一ユニットとして図６ｃに示されるようにモールド型５２’から取出される。空間５８’，８２（図６ｂに示されている）はこの時点で強化された金属８４である。金属は導電性であるので、強化された金属８４は金属地複合体製品３０’の全面に電気的に連結される。図６ｃの金属地複合体製品３０’ は、その製品の複数部分が互いに電気的に絶縁されねばならないことを要求することのない応用例に好適である。図６ｄにおいて、溝６０’，６２’，６４’，６６’が強化された金属８４を通して電気絶縁体の層４２’まで形成されている。溝６０’，６２’，６４’，６６’は電気絶縁体４２’の頂面４３’を露出させ、また金属地複合体製品３０の長さを延在して（図２参照）、面積部分（モジュール）３４，３６，３８を形成している。図６ｅにおいて、面積部分（モジュール）３４，３６，３８は金属層４６’で金属被覆を形成されている。これらのモジュールの金属被覆は金属地複合体の形成に続いて形成されるので、金属層４６’は溶浸に使用された金属と同じ合金である必要はない。したがって、例えばアルミニウム合金が強化された層８４の形成に使用されるならば、この金属層強化されない金属層４６’は銅、ニッケル、銀、金またはそれらの組合わせのような合金で形成することができる。金属層４６’は電気絶縁体４２’の表面に電子技術分野で周知の方法によりプリント形成されることもできる。この方法は、電気絶縁体４２’の金属被覆の形成されない各部にマスクを付与した後で露出面に金属被覆を形成し、そして付与した金属層を除去せずにマスクを取除くことを含む。次ぎに図７を参照すれば、図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける金属被覆の形成されたパターンの平面図が示されている。金属層４６’は導電回路８６およびパッド８８を形成する。パッド８８は半導体チップのような電子デバイスを取付けるためのものである。導電回路８６は電気絶縁体の層４２’の上に櫛形に形成されて電気チェーン（electrical chain）のリンクを形成するようになされており、このチェーンはパッド８８上の電子デバイスを他のデバイスへ連結する。導電回路８６は互いに、またパッド８８から電気的に絶縁されている。図８は図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った図７の横断面図であり、パッド８８上での半導体チップ９０の配置を示している。ボンディングワイヤー９２が半導体チップ９０の各部分を導電回路に電気的に連結している。導電回路８６はその後にいずれも図示していないがガイドピン、ワイヤー、リードフレームなどのリンクコネクタを経て他の要素に対して電気的に連結されることができる。図９は、複数製品に分割するように形成された鋳造製品９４を得るような代替設計の横断面図を示す。図９の製品は上述した図５ｃに示したものと同様である。図９には、図５ｃに示した製品に似た製品の要素を識別するために、記号''が付されている。鋳造製品９４は一回鋳造によって形成される。強化された金属４０''は狭い中央部分９６を有し、この中央部分は鋳造製品の長さ部分を通っている。狭い中央部分９６は薄い部分を形成して、鋳造製品を二つの独立した部分（ＡおよびＢ）に容易に分割できるようにしており、各部分は自体の電気絶縁体（４２ａ''および４２ｂ''）と、強化された金属部分（４４ａ''および４４ｂ''）とを有している。鋳造製品は一つの狭い中央部分９６だけを有して示されているが、複数の狭い部分を有する設計も使用できることが予想できる。複数の狭い部分は一回の鋳造作動で２，３，４またはそれ以上の部品を鋳造できるようにする。さらに、独立した部分ＡおよびＢが同じものとして示されているが、これらは異なる寸法および形状を有して設計されることができる。次ぎに図１０を参照すれば、本発明の好ましい代替実施例が示されている。製品１３０は図２および図３に示されたものと似ており、一回の鋳造作動で形成される。しかしながら製品１３０は電気的に絶縁されたモジュールを有しており、金属被覆層１４６が製品の反対両側に形成されている。製品１３０は、片側に形成されている一体形成されたモジュール１３４，１３６，１３８と、反対側に形成されているモジュール１３５，１３７，１３９とを有している。製品１３０を形成する方法は、上述で説明し、図５ａ〜図５ｄに示した方法と似ている。しかしながら製品１３０は二つの電気絶縁体１４２ａ，１４２ｂを使用して形成されている。溝１６０，１６２，１６４，１６６が強化されていない金属層１４６を通して電気絶縁体の層１４２ａまで形成されて、モジュール１３４，１３６，１３８を形成している。溝１６１，１６３，１６５，１６７が電気絶縁体の層Ｉ４２ｂまで形成されて、モジュール１３４，１３６，１３８を形成している。これらのモジュールは電気絶縁体の層１４２ａまたは１４２ｂいずれか一方に接触されるので、モジュールは共通の基部プレート１３２から、および互いから電気的に絶縁される。図２に示された製品によれば、基部プレート１３２の各隅に形成された穴（図２だけに示されている）は大きな部材に対する製品の取付けを容易にする。鋳造製品１３２は二つの別々の電気絶縁体の層１４２ａ，１４２ｂを有して示されているが、製品（図示せず）はただ一つの電気絶縁体の層を使用して反対側にモジュールを有する製品を作るように鋳造できることは予想できる。二面製品のようなこの場合には、電気絶縁体の層はモールド型内でプリフォームの形成する基部プレート１３２によって機械的に支持される。さらに、鋳造製品は図９および図１０の新しい特徴を含むように設計できることが予想できる。このような製品は反対両側にモジュールを有し、また一回の鋳造で独立した複数の部分を形成できるようにするために少なくとも一つの狭い部分を有する。本発明の利点は以下の例に示されている。例本発明を試験するために、可能性の大きな電子応用例のための金属地複合体材料が製造された。これらの応用例の目標は、半導体デバイスが発生する熱を除去するために高熱伝導率を有し、互いに電気的に絶縁される複数部分を有する材料を製造することである。この製品の設計は図２に示されたものと似ていた。アルミニウム金属が溶浸材料の基材として選択された。アルミニウムおよびその合金は本発明の適用例にとって適当な熱伝導率を有している。ＳｉＣがプリフォームの材料として選択された。ＳｉＣの熱伝導率は、例えば純度によって変化できる。純度は、ＳｉＣの体積熱伝導率の変化によるというよりも金属地複合体における界面作用によって、基本的に熱伝導率に影響を及ぼす。とにかくアルミニウム地材と異なる品質のＳｉＣとの組合わせが高熱伝導率を達成するうえでかなりの自由度（latitude）を可能にする。使用されたＳｉＣは米国ニュージャージー州フェアロウンに所在のロンザ・インコーポレーテッド(Lonza，Inc.)で製造された。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が電気絶縁体の材料として選択された。何故なら、これは処理温度で金属と反応しないからである。ＡｌＮはＳｉＣで強化されたアルミニウム地材と一致するか近い熱膨張係数も有している。さらに、ＡｌＮは高熱伝導率と、低導電率と、適度に低い誘電率および誘導損とを有している。ＡｌＮの電気絶縁体は約０．６３５ｍｍ（０．０２５インチ）の厚さであった。プリフォームおよび電気絶縁体のスタックは黒鉛モールド型内にパックされ、組立体は約７２０°Ｃ（１３２８°Ｆは）まで電気炉内で加熱され、１５分間以上にわたって保持された。加熱されたモールド型は次ぎに２５０°Ｃに予熱されている真空ダイキャスト機の型キャビティへ素早く移された。モールド型を保持したこのキャビティは次ぎに真空排気されてモールド型およびプリフォームの内部の空気を排除された。真空排気の完了により、溶融金属はキャビティへ導入され、加圧されてモールド型内のＳｉＣ層に溶浸するようになされた。強化された金属層は所定位置にて形成され、ほぼ同時にこの強化された金属層は絶縁体に対して結合された。溶融金属が凝固した後、組立体はモールド型から取出された。モジュールを互いに、また基部プレートから電気的に絶縁するために、モジュールの縁部の金属はダイヤモンド切削ホイールを使用してモジュールの全幅を横断する溝を形成することで除去された。形成された製品は試験され、またその製品が応用例の要求条件に合致するかを判定された。特に、その製品は十分に高い熱伝導率を示し、モジュールは互いに電気的に絶縁された。製品の熱伝導率に関しては、電気絶縁体と強化された層との間の界面結合は本質的に無孔であった。これらの界面における低い有孔率は、一部はダイキャストに使用された真空の作用によるものであるが、所望される熱伝導率を得るための鍵であった。得られた金属地複合体は、互いに電気的に絶縁される部分を必要とする電子デバイスおよびコネクタ用の基体としての使用が見出された。本発明の好ましい実施例が、特にアルミニウム合金地材を有する金属地複合体の形成が貴重であるとして上述されたが、当業者には本発明が他の材料で形成される金属地複合体も貴重であることは明白である。本発明に使用するのが適当な材料はアルミニウムおよびアルミニウム合金に限られない。マグネシウム、銅、鉄、亜鉛、ニッケル、コバルトチタン、ベリリウム、タングステン、金、銀およびそれらの合金のような他の金属で形成された金属地複合体も本発明によって利益を得られる。本発明の好ましい実施例は強化段階(reinforcement phase)にＳｉＣを使用して金属地複合体を形成するのが特に貴重であるとして上述されたが、当業者には他の強化材料が使用できることは明白となる。この分野で周知の他の強化材料もまた使用できることは予想できる。特に、炭化チタン、炭化ほう素、黒鉛、炭素、アルミナ、窒化けい素、窒化アルミニウム、ムライト、ほう化チタン、ほう化ジルコニウム、シリコンアルミニウムオキシニトライド（ＳｉＡｌＯＮ）、およびそれらの組合わせが強化材料として使用できる。本発明の好ましい実施例は、液相金属により溶浸される前に、寸法適合性を与えるのに十分な形状の完全性即ち一体性および強度を保持することでモールド型内に配置できるプリフォームを使用した金属地複合体が特に貴重であるとして上述されたが、当業者には本発明はそのように限定されないことが明白となろう。基部プレートを形成するのに使用される強化材料を作るために、バラバラの(loo se)強化材料をモールド型内にパックすることができる。導電体を次にそのバラバラのパックされた材料の上に配置されることができる。本発明は窒化アルミニウム製の電気絶縁体に関して記載したが、これに限定することは意図されない。限定するわけでなく窒化ほう素を含有する他の周知のセラミック製の電気絶縁体もまた本発明を実施するのに使用できる。本発明の好ましい実施例が液相金属を凝固させるように記載したが、当業者には本発明がこれに限定されないことが明白となろう。液相金属の凝固は冷却技術によって加速されることが予測され、このような冷却技術にはモールド型および（または）形成された製品の表面上に冷気を循環させることが含まれる。「冷却」の用語は金属を凝固させることに関連するように意図される。この点に関して、冷気は凝固金属の温度よりも低い温度を有する。冷気は通常の大気温度（２０ °Ｃ（６８°Ｆ））よりもかなり暖かいものとされ得る。さらに、液相金属を凝固させるために必要な時間は、その工程を完全に遂行するのに必要な温度よりも高い温度までモールド型が予熱されることで長くなり得ると予測される。プリフォームの温度が高まるほど、プリフォームを室温まで冷却するのに要する時間が長くなり、また高い温度に製品が保持される時間は長くなる。形成された金属地材は再結晶化および（または）金属相での再結晶化を生じるのに十分高い温度まで加熱または再加熱される。形成後の加熱処理に使用される時間および温度は、結晶粒の成長量、および得られた結晶粒の寸法に対して強い影響を及ぼすことができる。本発明は溶浸を補助するためにモールド型チャンバに真空を与えるダイキャスト機を使用するものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。金属は型キャビティの一端から溶浸をはじめて液相金属の前端面を移動させ、モールド型の一端からその他端へ向かってプリフォーム内部に孔の形態でガスを捕捉することなく、プリフォームの孔内に存在しているガスを掃出できることも予想される。例えばＴｉＢ₂のような濡れを生じる薬剤がプリフォームおよび（または）電気絶縁体の表面に形成されて、有孔プリフォームに対する溶融金属の濡れ性を高め、プリフォームにガスが捕捉される可能性を減少させることができると予想される。本発明は別々に加熱される型を使用するとして説明されたが、本発明はこれに限定されることを意図していない。型はダイキャスト設備に永久的に取付けられ、プリフォームは別々に、すなわち所定位置で加熱されることができる。本発明は個々のプリフォームおよび電気絶縁体を型内に別々に配置するものとして記載されたが、本発明がこれに限定されることは意図していない。当業者にはプリフォームおよび電気絶縁体がモールド型内に配置されるより前に、焼結され、接着され、または他の方法で互いに結合されてユニットとされることができる。個々の部品をユニットとして結合することは取扱いを容易化し、また溶浸の前のモールド型を準備するのに必要な時間を減少させる。本発明の最良態様と考えられるものが上述された。しかしながら、当業者には記載された形式の多数の変形例が本発明の精神から逸脱せずに本発明においてなし得ることが明白となろう。本発明の範囲は、請求の範囲に記載の用語の一般的に広義の意味によって定められる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者プレムクマル，エム．ケイ. アメリカ合衆国15069−0001 ペンシルバニア州，アルコアセンター，テクニカルドライブ 100，アルコアテクニカルセンター (72)発明者ユン，デビッドアイ. アメリカ合衆国15069−0001 ペンシルバニア州，アルコアセンター，テクニカルドライブ 100，アルコアテクニカルセンター

Claims

【特許請求の範囲】１．金属地複合体を製造する方法であって、（ａ）成形室内に絶縁基体を配置し、（ｂ）前記成形室を真空排気し、（ｃ）前記液相金属で成形室を溶浸し、（ｄ）前記液相金属を凝固させ、前記絶縁基体の少なくとも一つの面の上に金属層を形成させ、（ｅ）前記金属層の表面の少なくとも一つの領域をその表面上の他の領域から、両領域の間の凝固した金属の一部分を除去することで電気的に絶縁する、ことを含む方法。２．請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記絶縁基体がプリフォームに配置され、前記液相金属が（ｃ）において前記プリフォームを溶浸し、前記溶浸されたプリフォームが（ｄ）において金属地複合体を形成するようになされる方法。３．請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記絶縁基体が窒化アルミニウムである方法。４．請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記液相金属が強化されていない金属であり、前記金属層が強化されていない金属の層である方法。５．請求の範囲第１項に記載されたの方法であって、前記液相金属が強化された金属であり、前記金属層が強化された金属の層である方法。６．請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記液相金属が５０ミクロン未満の寸法の粒体を有する圧密されていないセラミック粒体を含む方法。７．請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記液相金属が固めていないセラミック粒体を含むアルミニウム合金である方法。８．請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記液相金属が炭化けい素、炭化ほう素、窒化けい素、窒化アルミニウム、ムライト、ほう化チタン、ほう化ジルコニウム、シリコンアルミニウムオキシニトライド（ＳｉＡｌＯＮ）およびそれらの組合せよりなる群から選ばれた固めていないセラミック粒体を含む方法。９．請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記液相金属が５〜５５重量％の炭化けい素粒を含むアルミニウム合金である方法。 10．請求の範囲第１項に記載された方法であって、（ｅ）が前記表面の選定された部分にマスクを付与し、マスクで覆われていない前記表面の部分をエッチングすることを含む方法。 11．請求の範囲第１項に記載された方法であって、（ｅ）が前記金属複合体の表面に溝を形成するために前記金属を機械的に除去することを含む方法。 12．請求の範囲第１項に記載された方法であって、（ｅ）が前記金属複合体の表面に溝を形成するためにレーザーを使用することを含む方法。 13．請求の範囲第１項に記載された方法であって、（ｅ）が前記金属複合体の表面に溝を形成するために放電機械を使用することを含む方法。 14．請求の範囲第１項に記載された方法であって、（ｅ）が、前記金属複合体の表面の少なくとも一つの領域を電気的に絶縁する閉じた連続溝を形成することを含む方法。 15．請求の範囲第１項に記載された方法であって、（ｅ）が、前記金属複合体の表面の三つの領域を電気的に絶縁する少なくとも二つの連続溝を形成することを含む方法。 16．金属地複合体を製造する方法であって、（ａ）成形室内に、第一および第二の強化材料と、前記第一および第二の強化材料の間に配置された電気絶縁体とを含むスタック即ち積み重ね体を形成し、（ｂ）成形室を真空排気し、（ｃ）液相金属を前記スタックに溶浸させ、（ｄ）液相金属を凝固させて金属地複合体を形成し、（ｅ）前記金属地複合体および前記多孔質プリフォームに少なくとも一つの溝を形成し、前記溝は前記絶縁基体へ向かって内方へ延在されて前記金属地複合体の表面の少なくとも一つの領域を電気的に絶縁するようにさせる、ことを含む方法。 17．請求の範囲第１６項に記載された方法であって、前記強化材料はＳｉＣで形成され、前記電気絶縁体は窒化アルミニウムで形成されている方法。 18．請求の範囲第１６項に記載された方法であって、前記強化材料はＳｉＣで形成されたプリフォームである方法。 19．請求の範囲第１６項に記載された方法であって、前記液相金属がアルミニウム合金である方法。 20．請求の範囲第１６項に記載された方法であって、開放面積部分が前記スタックの上方で前記形成室内に備えられ、前記開放面積部分が溶浸時に金属層を形成する方法。 21．金属地複合体を形成する方法であって、（ａ）液相アルミニウム合金の溜りを備え、（ｂ）前記液相アルミニウム合金を上側および下側の多孔質プリフォームと、前記プリフォームの間に配置された電気絶縁体とを含んでなるスタックに溶浸させ、（ｃ）前記液相金属を凝固させて金属地複合体を形成させる、ことを含む方法。 22．請求の範囲第２１項に記載された方法であって、絶縁層金属がアルミニウム合金である方法。 23．請求の範囲第２１項に記載された方法であって、前記上側のプリフォームが少なくとも二つの間隔を隔てられた部分を含む方法。 24．互いに電気的に絶縁された面積部分を有する金属地複合体であって、（ａ）成形室内に絶縁基体を配置し、（ｂ）前記成形室を真空排気し、（ｃ）液相金属を前記成形室に溶浸させ、（ｄ）前記液相金属を凝固させて前記絶縁基体のまわりに金属地複合体を形成し、（ｅ）前記凝固した金属に少なくとも一つの溝を形成し、前記溝は前記金属地複合体の表面の少なくとも一つの領域を電気的に絶縁するように、前記絶縁基体へ向かって内方へ延在される、ことを含む方法によって形成された金属地複合体。 25．強化されていない面積部分および互いに電気的に絶縁された面積部分を有する金属地複合体であって、（ａ）強化されていないアルミニウム合金の溜りを備え、（ｂ）前記強化されていないアルミニウム合金を少なくとも一つの多孔質プリフォームと電気絶縁体とを含んでなるスタックに溶浸させ、（ｃ）前記液相金属を凝固させて前記スタックを完全に取巻く金属地複合体製品を形成し、前記金属地複合体は強化されていないアルミニウム合金の層を前記製品の少なくとも一つの面上に有しており、（ｄ）前記強化されていないアルミニウム合金の前記層に少なくとも一つの溝を形成し、前記溝は前記絶縁基体へ向かって内方へ延在して、前記金属地複合体の表面に少なくとも一つの電気的に絶縁された領域を形成するようになされる、ことを含む方法で形成された金属地複合体。 26．電気絶縁体の層を含む金属地複合体。 27．請求の範囲第２６項に記載された金属地複合体であって、その少なくとも一つの面積部分が互いに電気的に絶縁されている金属地複合体。 28．請求の範囲第２６項に記載された金属地複合体であって、前記電気絶縁体が窒化アルミニウムで形成された金属地複合体。 29．請求の範囲第２６項に記載された金属地複合体であって、前記金属地材がアルミニウム合金で形成された金属地複合体。 30．請求の範囲第２６項に記載された金属地複合体であって、前記金属地材が炭化けい素で強化された金属地複合体。 31．請求の範囲第２６項に記載された金属地複合体であって、前記電気絶縁体の層がユニ・キャストすなわち一回鋳造によって金属地材に鋳造される金属地複合体。