JPS59208046A - 粒子分散型複合材料の製造方法 - Google Patents

粒子分散型複合材料の製造方法

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JPS59208046A
JPS59208046A JP58081535A JP8153583A JPS59208046A JP S59208046 A JPS59208046 A JP S59208046A JP 58081535 A JP58081535 A JP 58081535A JP 8153583 A JP8153583 A JP 8153583A JP S59208046 A JPS59208046 A JP S59208046A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粒子分散型複合材ＩＦ５１及びその製造方法
に係り、更に詳細にはセラミックの微粒が金属にて結合
された構造を有するセラミックー金属複合微粉末体がマ
トリックス金属中に分散された粉子分散型複合材料及び
その製造方法に係る。
アルミナ、窒化ケイ素、炭化タンゲスアンの如きセラミ
ックは一般の金属に比べて耐熱性や耐摩耗性が格段に優
れているため、金属マトリックス中にセラミックの粒子
や粉末が分散された複合材料やセラミック繊維にて強化
された複合′Ｎ利にて各種の構造部材を構成づる試みが
なされている。
しかしヒラミックのみよりなる粉粒体やａＩＭは極めて
脆く、また金属マトリックス中にセラミックの粉粒体を
分散させる場合それらの粉粒体を均一に分散させること
が困難であり、セラミック繊維を所定の密度や配向状態
にてマトリックス金属中に充填することが困難であり、
セラミックの粒子と金属マトリックスとの密着性が必ず
しも良くないなどの理由から、セラミックの粉粒体など
はサーメットの如き一部の工具材料には使用されている
が、各種の構造部材に対しては大量には使用されていな
い。
またヒラミックの微粒が金属にて結合された構造を有づ
る複合体は、理論的にはセラミック粉末をバインダどし
ての金属にて結合することによって製造され得るが、実
際にはこれらの方法によっては平均粒径が１０μｍ以下
の複合微粉末体を大量に生産づることはできず、従って
上述の如き複合体を分散材とする複合材料を製造するこ
とはできない。
木ブを明は、従来のけラミック粒子やセラミック繊維に
て強化された複合材料に於（）る上述の如き不具合に鑑
み、引張り強さ、耐摩耗性の如き機械的性質に優れた粒
子分散型複合材料、及びかがる粒子分散型複合材料を能
率良く低部に製造することのできる製造方法を提供する
ことを目的としている。
かかる目的は、本発明によれば、セラミックの微粒が金
属にて結合された構造を有し、平均粒径が実質的に１０
μｗＩ以下であるしラミック−金属複合微粉末体が７ト
リツクス金属中に分散された粒子分散型複合材料、少な
くとも一つのセラミックを構成プベき少なくとも一つの
金属の蒸気と他の元素の気体とよりなる混合ガスを末広
ノズルを経て断熱膨張さＵることにより急冷させつつ前
記金属の蒸気と前記他の元素とを反応さぜ更←二これと
金属の蒸気とを結合させることにより廿ラミックー金属
複合微粉末体を生成させ、かくして生成され前記末広ノ
ズルより噴出された前記セラミックー金属複合微粉末体
をマトリックス金属の溶湯中に導く粒子分散型複合材料
の製造Ｉｊ法、及び少なくとも一つのセラミックを構成
寸べき少なくとも一つの金属の蒸気と他の元素の気体と
よりなる混合ガスを第一の末広ノズルを経て断熱膨張さ
せることにより急冷させっつ前記金属の蒸気と前記他の
元素とを反応させ、これと金属の蒸気とを混合してそれ
らを結合さし更にこれを第二の末広ノズルを経て断熱膨
張させることによって急冷させることによりセラミック
ー金ｍ複合微粉末体を生成させ、かくして生成され前記
第二の末広ノズルより噴出された前記レラミック〜金属
複合微粉大体をマトリックス金属の溶湯中に導く粒子分
散型複合材料の製造方法によって達成される。
本発明による粒子分散型複合材１′ｉ１の分散材として
のセラミックー金属複合微粉末体は、セラミックの微粒
が金属にて結合された複合構造を有する微粉末体である
ので、１００％セラミックの微粉末の硬度に近い硬度と
適度な靭性とを有している。
従っＣ本発明による粒子分散型複合材料に於ては、充分
な硬度をイｉする複合微粉末体がマトリックス金属内に
於ける転位の移動を強固に阻止し、またマトリックス金
属の摩耗量を減少させるのぐ、本発明による粒子分散型
複合材料は引張り強さ、耐摩耗性などの機械的性質に優
れている。また分散材としての複合微粉末体はセラミッ
クの微粒がセラミックに比して軟かい金属にて結合され
ており、微粉末体全体としては適度の靭性をも具備し、
またマＩ・リックス金属との親和性や密着性に優れてい
るので、本発明による粒子分散型複合材料は、セラミッ
クのみよりなる微粉末体を分散材とする複合材料に比し
て、靭性、耐衝撃性などに優れており、摺動部材などに
適用され（も分散材としての複合微粉末体が脱落して賃
常摩耗を惹起づるｈどの不具合を生じることがない。
また粒子分散型複合材料に於ては、一般に、分散材が微
細であり■高密度にＣ均一に分散されればされる程、粒
子分散型複合材料の常温及び高温強度は向上する。即ら
、金属材料の強度は変形に対する抵抗と考えることがで
き、変形はミクロ的には転位の形成と移動によって生じ
ている。特に粒子分散型複合材料に於ては、分散粒子に
よって転位の移動が阻止されることにより複合月利の強
度が向上されることは既に明らかにされている。
τ？　：降伏応力 τオニマトリックスの降伏応力 ｂ：バーガースベクトルの大きさ λ：粒子間平均距離 Ｇｍ：マトリックス剛性率 この式（１）より、分散粒子間の平均距１１１１２が小
さい稈粒子分散型複合材判の引張り強さは向上づる。
Ｊ：た分散粒子の大きさｄと、分散粒子の体積串Ｖ　ｐ
と、分散粒子間の平均距離λとの間には、下記の式（２
）にて示される関係がある。
きく１分散粒子の直径Ｃ」が小さくなればなる程分散粒
子間の平均距離λは小さくなることが解る。
従ってこれら式（１）及び（２）より、粒子分散型複合
材ＩＴｈ＋の強度は分散材が微細であり且高密度にて均
一に分散されればされる程向上することが解る。
本発明による粒子分散型複合材料に於ては、分散材とし
−Ｃのセラミックー金属複合微粉末体は平均粒径が１０
μｍ１好ましくは５μｍ以下であるので、理論上は可能
であるセラミック粉末をバインダとしての金属にて結合
させる方法により製造された比較的平均粒径の大きいセ
ラミツクル金属複合微粉末体を分散材とづる複合月利の
場合よりも、引張り強さなどがはるかに優れている。
本願発明者等は本願出願人と同一の出願人の出願に係る
特願昭５７−３２１２０号に於ｃ１金属化合物（金属と
非金属元素との化合物、金属間化合物、これらと金属な
どとの混合物などを意味する）を構成づべき金属の蒸気
と他の元素の気体とよりなる混合ガスを末広ノズルにて
急冷さけることにより金属化合物の微粉末を製造ツる方
法を１１？案し、また特願昭５７−３７０２　’７号及
び特願昭５’ｌ−３７０２８号に於て、上記金属化合物
微粉末の製造方法に於て特殊な末広ノズルを使用ジれば
、金属化合物微粉末の純度を一層向上させることができ
ることを提案した。本発明による粒子分散型複合材料の
製造方法は、基本的にはこれ−う先の提案に係る方法を
応用し、特に金属蒸気と他の元素とを選択的に化合させ
、かくして生成され末広ノズルより噴出された複合微粉
末体を−でのＪ：Ｊ、マトリックス金属中に導くことに
よって粒子分散型複合材料を製造するものである。
従って本発明による粒子分散型複合材料の製造方法に於
ては、分散材としてのセラミックー金属複合微粉末体は
真空中又は保護雰囲気中にて形成され、複合微粉末体の
表面の活性度が低下しないうちにマトリックス金属中に
導かれ、マトリックス金属と接触りるので、複合微粉末
体とマＦ・リツクス金属どが充分に濡れ、従って分散材
とマトリックス金属どの密着性に優れ、分散粒子の脱落
に起因りる異常摩耗などを生じることのない耐摩耗性に
優れた粒子分散型複合材料を製造ことができる。
また本発明による粒子分散型複合材料の製造方法によれ
ば、末広ノズルより噴出した噴流によって７トリツクス
金属の溶湯が適宜に）簸拌されるので、分散材がマトリ
ックス金属中に均一に分散され！、：粒子粒子分散型複
合合判造覆ることができ、また従来の粒子分散型複合材
料の製造方法の場合の如く、分散材とマトリックス金属
の溶湯とを混合しそれらを攪拌する独立の１稈は不要で
あるので、従来の方法に比して低回にｆｌ容易に粒子分
散型複合材料を製造づることができる。
更に本発明による粒子分散型複合材料によれば、末広ノ
ズルの前後に於（Ｊる圧力及び温度条Ｍ　、使用する末
広ノズルの４ｆ４造やイの作動系（１、７１１合微粉末
体を７１〜リツクス金属溶渇中に導く吊や時間などを適
宜に選定し制御することにより、複合機°粉大体の平均
粒径、複合微粉末体中に於（］る【？ラミック微粒の体
積率、複合材お１中に於ける複合微粉末体の体積率など
を任意に制御りることかできる。
尚、本発明による粒子分散型複合材オ′１（の製造方法
に於ては、マトリックス金属の溶湯を末広ノズルに対し
一定流量にて流動さければ、」−述の如き侵れた特徴を
右する粒子分散型複合材料を連続的に製造づることか可
能である。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明づる。
割１九１ 第１図はこの実施例に於て使用されｌ〔粒子分散型複合
材料製造装置を示す概略構成図である。図に於て、１は
実質的に密閉の容器をなＪ炉殻を示しており、該炉殻１
内にはるつぼ２が配置されている。るつは２はガス導入
ボート３を有するガス予熱苗４と、該ガス予熱室と連通
ずる反応室５とを右している。るつぼ２の周りにはガス
予熱室４及び反応室５内を所定の’ｌｆＡ　Ｋ−Ｉ＋に
軒「持するヒータ６が配置されており、このヒータ６に
より反応室５内に装入された金属が溶融されて金属溶湯
７とされ、更には金属蒸気とし゛ＣＣ発光されるように
なっている。
るつぼ２の底壁８には反応室５と炉殻１内の複合材料製
造ゾーン９とを連通接続する導管１０が段りられており
、該導管により末広ノズル１１が郭定されている。複合
材料製造ゾーン９には末広ノズル１１の下方にマトリッ
クス金属の溶湯１２を貯容づる溶湯貯容容器１３が配置
されており、末広ノズル１１より噴出した噴流１４を受
【プるようになっている。また複合材料製造ゾーン９は
導管１６により開閉弁１７を介して真空ポンプ１８に接
続されており、この真空ポンプにより複合打電１製造ゾ
ーン９及び反応室５内がそれぞれＰ２及びＰｌの所定圧
力に減圧されるようになっている。
末広ノズル１１は、本願出願人と同一の出願人の出願人
の出願に係る特願昭５７−３７０２７号の第２図に示さ
れた末広ノズルと同様に構成されており、のど部１９と
、第一の膨張部２０と、一定断面部２１と、第二の膨張
部２２どを有している。また末広ノズル１１の一定断面
部２１にはガス導入ボート２３が開口しており、該ガス
導入ボートは導管２４によって他の−っのるっぽ２５と
連通接続されている。るつは２５の周りにはるつぼ内を
所定の温度Ｔ８に維持するヒータ２６が配置されており
、このヒータによりるつぼ２５内に装入された金属が溶
融されて金属溶湯２７とされ、更には金属蒸気として蒸
発化され、導管２４、ガス導入ボート２３を経て末広ノ
ズル１１内へ導入されるようになっている。
かくして構成された粒子分散型複合材１’ｉｌ製造装置
を用いて、以下の要領にて窒化ケイ素の微粒が金属ケイ
素にて結合されたＪｆｌ造をイｊする複合微粉末体を分
散材とし、マグネシウム合金（Ｊ　Ｉｓ規格Ｍ０２Ｆ＞
をマトリックス金属とする粒子分散片！複合材料を製造
した。まず窒化ケイ素を反応室５内に装入し、ガス導入
ボート３より窒素ガスをガス予熱室４を経て反応室５内
へ導入し、ヒータ６により炉殻１内に収容されたるつぼ
２を急速加熱し、反応室５内の温度−「１を２２００　
’Ｃとすることにより金属ケイ素を溶融させてケイ素溶
湯７を形成し、更に窒素ガス導入ｍを制御して反応室５
内の圧力ＰＩを３０Ｔｏｒｒ　　（ケイ素蒸気の分圧Ｐ
、ｓｊ　＝　０　、２〜２−Ｔ−Ｏｒｒ　）になるよう
調整した。
次いで反応室５内の混合ガス、即ちケイ素溶湯７より蒸
発することにより生成したケイ素蒸気と窒素ガスとより
なる混合ガスを、圧力Ｐ２−１〜３　’Ｔ　ｏｒｒに維
持された複合材料製造ゾーン９内ｌ＼末広ノズル１１を
経て噴出させた。この場合ケイ素蒸気と窒素ガスとより
なる混合ガスは、第一の膨張部２０による急冷によって
ほば化合反応を終了し、窒化ケイ素の微粉末体とな・ノ
で一定断面部２１を通過する。そしてこの窒化ケイ素の
微粉末体は、るつは２５内に於て生成され導管２４及び
ガス導入ボート２３を経て末広ノズル１１内に導入され
たケイ素蒸気と混合され、この過程に於てケイ素蒸気は
窒化ケイ素の微粒を取込んぐ窒化ケイ素の微粒が金属ケ
イ素にて結合された複合構造となり、更に第二の膨張部
２２によって急冷されることにより複合微粉末体となり
、余剰の窒素ガスと共に複合材料製造ゾーン９へ移行し
た。
更にかくして生成した複合微粉末体を含む噴流１１をマ
グネシウム合金の溶湯１２（渇［６７０〜７００℃）に
衝突させることにより、複合微粉末体をマグネシウム合
金の溶湯１２中に分散させ、また真空ポンプ１８により
未反応の窒素ガスを吸引により除去した。
第２図はかくして製造された粒子分散型複合材料を示づ
走査電子顕微鏡写真である。この第２図より、分散材と
しての複合微粉末体（第２図に於て白色の細かい斑点状
をなしている部分）がマトリックス金属（第２図に於て
灰色の地をなしている部分）中に均一に分散されている
ことが解る。
またこの粒子分散型複合材料に於りる分散材としての複
合微粉末体の平均粒径は０．５μｍであり、窒化ケイ素
微粒の平均粒径は０．０１μｍであった。第３図は上述
の如く製造された複合微粉末体のみを示寸透過電子顕微
鏡写真であり、第４図は第３図に示された複合微粉末体
を暗視野像にて示す透過顕微鏡写真である。これら第３
図及び第４図より、上述の如く製造された複合微粉末体
は窒化ケイ素の微粒（第４図に於て白い粒子）が金属ケ
イ素（第４図に於（灰色の部分）により互いに結合され
た構造を有していることが解る。この複合微粉末体は非
常に小さなものぐあるため、イの硬さや弾１１などを測
定することは不可能であるが、この複合微粉末体は上述
の如き構造を有していることから、セラミックとしての
窒化ケイ素自体の硬度に近い硬度を有しており、また微
粉末体全体としては窒化ケ、イ素のみよりなる微粉末体
に比して靭性に優れているものと推測される。
また以上の如く製造された複合材料（分散材の体積率的
４％）についての常温硬さ及び引張り強さの測定結果、
及びＬＦＷ法による摩耗試験（荷ｆｆ１１５ｋ（１、試
験時間３０分、Ａイルにて潤滑）の結果（ＦＪ耗減Ｉ【
１）を、マグネシウＩ＼合金のみよりなる材料及び同一
の体積率にてセラミック１００％の微粉末体を分散され
た複合材ｌｉｔについでの試験結果と共に下記の表１に
示１゜ 表　　１ 実施例１の　マトリックス　　従来の Ｉ） 複合材料　　　金ｆｍ、　　　　　？！合材籾０常温硬
さ　６８＝　７２！−Ｉ　Ｖ　　　５０１−Ｉ　Ｖ　　
　　５８〜６２ＨｖＩ強度　　　３４〜３７ａ）　　　
　２４ａ）　　　　　２７＝、３０３）摩耗域ｆｆＪ　
　１．４ｍｇ　　　　　１０ｍｇ　　　　　２．２　ｍ
ｇ注１）：マグネシウム合金（ＪＩＳ規格ＭＯ２Ｆ＞ ２）＋１００％レラミック（ＳＩ　ＯＮ４）の微粉末を
分散材とし、マグネシウ ム合金（ＪＩＳ規格Ｍ　Ｃ２Ｆ　＞をントリックス金属
とする複合材ｒ１ ３　）　：　ｋｇ／ｍｍ２ 尚摩耗試験後に於ける各試験片の試験面を観察したとこ
ろ、本発明による粒子分散型複合材料はセラミック１０
０％の微粉末体を分散された複合材料よりもはるかに分
散材の剥離や脱落が少ないことが認められた。
実施例２ 第５図はこの実施例に於て使用された粒子分散型複合材
料製造装置を示す第１図と同様の概略構成図である。尚
この第５図に於て第１図に示された部材と実質的に同一
の部材には同一の符号が付されている。
この実施例２に於て使用された粒子分散型複合材料製造
装置は、ガス予熱室４を有するガス予熱装置６２８と、
第一のるつぼ２と、反応室２９を有し導管１０により第
一のるつは２と連通接続された反応室装置３０と、導管
３１により反応室装置３０と連通接続された第二のるつ
は２５とを有しでいる。ガス予熱装置２８のガス予熱室
４は第一のガス導入ボート３２にて末広ノズル１１内に
開［二１１−る導管３３によって末広ノズル１１の途中
に連通接続されており、導管３１は第二のガス導入ボー
ト３４←二で反応室装置３０の反応室２９内し二回目し
ている。反応室装置３０の底壁３５には反応室２９と炉
殻１内の複合材料製造ゾーン９とを連通接続する導管３
６が設（〕られており、該導管により第二の末広ノズル
３７が郭定されている。
尚この第５図に示された粒子分散型複合材料製造装置に
於てＩｔ、第一の末広ノズル１１の先端部を第二の末広
ノズル３７の入［１部に近接して配置することにより、
反応室２９内に於て混合されるガスが第一の末広ノズル
より噴出した噴流３８により第二の末広ノズル３７内へ
吸引されるよう構成でることも可能である。
上述の如く構成された粒子分散型複合材料製造装置を用
いて、以下の要領にて窒化アルミニウムの微粒が金属ア
ルミニウムにて結合された構造を有寸る複合微粉末体を
分散材とし、マグネシウム合金（Ｊｔｓ規格ＭＯ２Ｆ）
をマトリックスとりる粒子分散型複合材料を製造した。
まず第一のるつぼ２内に金属アルミニウムを装入し、ヒ
ータ６により第一のるつぼ２内をＴ＋＝１９００℃に加
熱して金属アルミニウム溶湯７を形成し、また第一のる
つは２内をＰ＋　＝　３５〜４０１−ｏｒｒに設定し　
ｌこ　。
次いで第一のるつぼ２内に於て生成された金属アルミニ
ウム蒸気を第一の末広ノズル１１に通しつつ、ガス予熱
室４内に於て温度約１５００℃に加熱された窒素ガスを
導管３３及びガス導入ボート３２を経Ｃ末広ノズル１１
内へ導入し、一定断面部２」に於りる温度を１５００℃
とし、圧力を２０〜２５１−　ｏｒｒ稈度に設定してお
くことによって、金属アルミニウム蒸気と窒素ガスとを
反応させ、第二膨張部２２に於て急冷させることにより
窒化アルミニウムの微粒を形成させた。
次いで温度１７００℃、圧力１０Ｔｏｒ＋・程度にｔｅ
ｌ持された第二のるつぼ２９内に於て生成された金属ア
ルミニウム蒸気を導管３１及びガス導入ボート３４を経
て温度９００〜１１００℃、圧力５Ｔ　ｏｒｒに維持さ
れた反応室２９内へ導き、反応室２９内に於て窒化アル
ミニウムの微粒と金属アルミニウム蒸気とを混合させ、
その混合ガスを第二の末広ノズル３７によって急冷させ
た。この過桿に於て金属アルミニウム蒸気は窒化アルミ
ニウムの微粒を取込みつつ成長し、窒化アルミニラＩ＼
の微粒が金属アルミニウムにて結合された複合１ｆｌＳ
造を有り−る微粉末体となった。かくして生成された複
合微粉末体をマグネシウム合金（、、Ｊ　Ｉ　Ｓ規格Ｍ
Ｏ２Ｆ＞の溶湯１２（温度６５０〜７００℃）中に導入
し、該溶場中に分散させることによって粒子分散型複合
材料とした。
かくして製造された複合材料（分散材の体積率約７％）
についての常温硬さ及び引張り強さの測定結果、及びＬ
ＦＷ法による摩耗試験（荷重１５ｋｇ、試験時間３０分
、オイルにて潤滑）の結果（摩耗減量）を、マトリック
ス金属と同一のマグネシウム合金のみよりなる材料及び
同一の体積率にてセラミック１００％の微粉末体を分散
された複合材料についての試験結果と共に下記の表２に
示す。
表　　２ 実施例２の　マトリックス　　従来の １ン 複合材料　　　　金属　　　複合材料１ン常温硬さ　６
０〜６２１−Ｉ　Ｖ　　　　５０１−ｌ　Ｖ　　　５８
・−Ｈｌ−１ｖ強度　　　３４へ・３８リ　　　　２４
’）　　　　２９へ−３１８）摩耗域ｍ　　１．５　ｍ
ｇ　　　　　１０ｍ（１２，Ｏｍｇ注１〉：マグネシウ
ム合金ＬＪＩＳ規格ＭＯ２［ご　） ２）：１００％ヒラミック（ＡＩＮ）の微粉末を分散材
とし、マグネシウム合 金（ＪＩＳＩ格ＭＣ２Ｆ＞をマトリ ックス金属とする複合材料 ３　）　：　ｋｇ１０＋ｍ’！ また摩耗試験後に於ける各試験片の試験面を観察したと
ころ、この実施例２に於て製造された粒子分散型複合材
わ１に於ては、セラミック１００％の微粉末体を分散さ
れた複合材料の場合に比して、分散材の剥離や脱落が少
ないことが認められた。
尚この実施例２に於（ブる粒子分散型複合材ｒ１の分散
材としての複合微粉末体の平均粒径は０．５μｍであっ
た。
尚、本発明による粒子分散型複合材料の製造方法に於て
も前述の特願昭５７〜３７０２７号及び特願昭５７−３
７０２８号に記載されている如き第６図乃至第９図に示
された末広ノズルが使用されてよい。尚これら第６図乃
至第９図に於て、相互に実質的に同一の部分には同一の
符号が付されており、４１〜４５はそれぞれ末広ノズル
、入口部、最小断面部（のど部）、膨張部、−電断面部
を示している。
第６図に示された末広ノズル４１に於ては、最小断面部
４３の直径りの１倍以上の長さ１−を有する一定断面部
４５の断面は末広ノズル４１の最小断面に等しく構成さ
れており、膨張部４４は一定断面部４５の下流側に設り
られている。第７図に示された末広ノズル４１に於ては
、最小断面部４３の下流側に二つの一定断面部４５及び
４５′が設けられている。第一の一定断面部４５は長さ
Ｌｌを有し膨張部／１４と４４′との間に位置しており
、第二の一定断面部／１５′は長さＬ２を有し膨張部４
４′と膨張部４４″との間に位置している。
尚、製造されるべき複合材オ′３１に要求される特性な
どに応じて、第６図に示された膨張部４４に更に他の一
定断面部が設（）られた末広ノズルや、３つ以上の一定
断面部を右づる末広ノズルが使用されてよい。
第８図に示された末広ノズル４１は、通常の末広ノズル
と同様のノズルセクション４６及び／！７が二個直列に
連結された如き構成を有してＪ３す、二つののど部４３
及び４３’　と二つの膨張部４４及び４４′を右してい
る。また第９図に示された末広ノズル４１は１通常の末
広ノズルと同様のノズルセクション４６．４７．．４８
が三個直列に連結された如き構成を有しており、三つの
のど部４３１．４３’　、４３”　と三つ（７）ＩＩ張
郡部４４４４’　、４４ｎとを有している。尚、製造さ
れるべき複合材ｉｌ＋に弱水される特性などに応じで、
３つ以上の膨張部を有づる末広ノズルが使用されてよい
。
以上に於ては本発明を特定の実施例についＵＩＪ細に説
明したが、木光明は」）ホ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種々の実施例が可能である
ことは当業者にとっ−Ｃ明らかＣ゛あろう。例えば本発
明による粒子分散型複合材わ１に於ける分散材としての
セラミックー金属複合微粉末体の微粒を構成するセラミ
ックは、上述の実施例に於ける窒化物のみならず、神々
の金属の酸化物、炭化物、ホウ化物など任意のセラミッ
クであってよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施例１に於て使用された粒子分散型複合材料
製造装置を示づ概略構成図、第２図は実施例１に於て製
造された粒子分散型複合材料を承り走査電子顕微鏡写真
、第３図は実施例１に於て製造された粒子分散型複合月
利中に分散された複合微粉末体のみを示す透過電子顕微
鏡写真、第４図は第３図に示された複合微粉末体を明視
野像にて示す透過顕微鏡写真、第５図は実施例２に於て
使用された粒子分散型複合材料製造装置を示す第１図と
同様の概略構成図、第６図乃至第９図はそれぞれ本発明
にＪこる粒子分散型複合材料の製造方法に於て使用され
てよい末広ノズルの種々の実施例を示づ縦断面図である
。 １・・・炉殻、２・・・るつぼ、３・・・ガス導入ボー
１〜。 ４・・・ガス予熱室、５・・・反応室、６・・・ヒータ
、７・・・溶湯、８・・・底壁、９・・・複合材料製造
ゾーン、１０・・・ｓ？Ｊ、１１・・・末広ノズル、１
２・・・マトリックス金属溶湯、１３・・・溶湯容器、
１４・・・噴流、１６・・・導管、１７・・・開閉弁、
１８・・・真空ポンプ、１９・・・のど部、２０・・・
第一の膨張部、２１・・・−宝前面部。 ２２・・・第二の膨張部、２３・・・ガス導入ポート、
２４・・・導管、２５・・・るつぼ、２６・・・ヒータ
、２７・・・溶湯、２８・・・ガス予熱’！ｉ装置、２
９・・・反応室、３０・・・反応室装置、３１・・・導
管、３２・・・ガス導入ボー）−，３３・・・導管、３
４・・・ガス導入ボート、３５・・・底壁、３６・・・
導管、３７・・・第二の末広ノズル、３８・・・噴流、
４１・・・末広ノズル、４２・・・入口部、／１３・・
・最小断面部、４４・・・膨張部、４５・・・−宝前面
部、４６〜４８・・・ノズルセクション第　１　図 ２ 第　２　図 ￥ 第３図 ０・ＩＰ 第４図 （Ｊ９ 第　５　１Ｄ Ｎり 第６図 ４ 第８図 第７図 第　９　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）セラミックの微粒が金属にて結合された構造を有
    し、平均粒径が実質的に１０μｍ以下であるセラミック
    ー金属複合微粉末体がマトリックス金属中に分散された
    粒子分散型複合材料。 （２、特許請求の範囲第１項の粒子分散型複合材料に於
    て、前記セラミックの微粒は前記金属の連続した層中に
    分散されていることを特徴とする粒子分散型複合材料。 （３）特許請求の範囲第１項又は第２項の粒子分散型複
    合材料に於て、前記セラミックー金属複合微粉末体の平
    均粒径は実質的に５μｍ以下であることを特徴とする粒
    子分散型複合材料。 （４）少なくとも一つのセラミックを構成すべき少なく
    とも一つの金属の蒸気と他の元素の気体とよりなる混合
    ガスを末広ノズルを経て断熱膨張させることにより急冷
    させつつ前記金属の蒸気と前記池の元素とを反応させ更
    にこれと金属の蒸気とを結合さ吐ることによりセラミッ
    クー金属複合微粉末体を生成させ、かくして生成され前
    記末広ノズルより噴出された前記セラミックー金属複合
    微粉末体を７トリツクス金属の溶湯中に導く粒子分散型
    複合材料の製造方法。 〈５）特許請求の範囲第４項の粒子分散型複合材料の製
    造方法に於て、前記末広ノズルの通路はイの最小断面部
    の直径の１倍以上の長さにｎつで一定断面にて延在する
    少なくとも一つの一定断面部を有することを特徴とする
    粒子分散型複合材料の製造方法。 （６）特許請求の範囲第４項又は第５項の粒子分散型複
    合材料の製造方法に於て、前記末広ノズルは少なくとも
    二つの膨張部を有することを特徴とする粒子分散型複合
    材料の製造方法。 （７）少なくとも一つのセラミックを構成づべき少なく
    とも一つの金属の蒸気と他の元素の気体とよりなる混合
    ガスを第一の末広ノズルを経て断熱膨張させることによ
    り急冷させつつ前記金属の蒸気と前記池の元素とを反応
    させ、これと金属の蒸気とを混合してそれらを結合さけ
    、更にこれを第二の末広ノズルを経て断熱膨張させるこ
    とによって急冷させることによりセラミックー金属複合
    微粉末体を生成させ、かくして生成され前記第二の末広
    ノズルより噴出され／ｊ前記ヒラミツクー金属複合微粉
    末体をマトリックス金属の溶湯中に導く粒子分散型複合
    材料の製造方法。 （８）特許請求の範囲第７項の粒子分散型複合材料１の
    製造方法に於て、前記第一の末広ノズルの通路はその最
    小所面部の直径の１倍以上の長さ←：亙っで一定断面に
    て延在Ｖる少なくとも一つの一定断面部を右することを
    特徴とする粒子分散型複合材料の製造方法。 （９）特許請求の範囲第７項又は第８項の粒子分散型複
    合材料の製造方法に於て、前記第一の末広ノズルは少な
    くとも二つの膨張部を有することを特徴とづる粒子分散
    型複合材料の製造方法。
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