JPS5943835A - ＳｉＣウイスカ−によるＦＲＭの製造法 - Google Patents
ＳｉＣウイスカ−によるＦＲＭの製造法Info
- Publication number
- JPS5943835A JPS5943835A JP15464482A JP15464482A JPS5943835A JP S5943835 A JPS5943835 A JP S5943835A JP 15464482 A JP15464482 A JP 15464482A JP 15464482 A JP15464482 A JP 15464482A JP S5943835 A JPS5943835 A JP S5943835A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- precursor
- frm
- sic
- whiskers
- matrix metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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。
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、ＳｉＣウィスカーを繊維強化相としてＡ／
、 ＭＷまたはそれらの合金からなるマトリックス金属
を複合強化するために有効なＦＲＭの製造法に関する。
、 ＭＷまたはそれらの合金からなるマトリックス金属
を複合強化するために有効なＦＲＭの製造法に関する。
ＳｉＣの針状単結晶から構成されるウィスカーは、祢め
て高水準の比強度、比弾性率を備えるうえに耐熱性なら
びに化学的安定性に優れているため、特に宇宙・航空機
あるいは自動車用の構造・機能部品となるｋｌ 、 Ｍ
ｙ等の軽金属複合材の強化物質として注目されている。
て高水準の比強度、比弾性率を備えるうえに耐熱性なら
びに化学的安定性に優れているため、特に宇宙・航空機
あるいは自動車用の構造・機能部品となるｋｌ 、 Ｍ
ｙ等の軽金属複合材の強化物質として注目されている。
一般に、この＠ＦＲＭの強化特性は、マトリックス金属
に対する繊ａ強仕材の複合界面における濡れ性ならびに
分散性の良否に大きく依存することが知られており、こ
れらの改善手段も数多く提案されている。しかしながら
、これらのうち濡れ性に効果的な強化緘維面に金属の蒸
着皮膜を予め被覆形成する方法、また均一分散に有効と
されている溶融金属浸透法（溶浸法）などは、いずれも
形態の整った長繊維を用いる場合には好結果を与えるも
のの、微細な短繊維であるウィスカーに適用する際には
著るしい処理の煩雑性を伴う上に所定の効果を得ること
が困難である。このようなことから、ウィスカーによる
ＦＲＭの製法は現在、ウィスカーを粉末状のマトリック
ス金属またはこれと適宜なフラックスと共に混合したの
ち熱間圧縮成形する方法（粉末法）が主流となっている
が、この方法では、同相聞の攪拌混合を必要とするため
にウィスカーの損傷しよび偏析を生ぜずに均一混合する
ことに困癲ト性があり、定常的に＠軸度の置けるＦＲＭ
を縫産することができｋい難点がある。
に対する繊ａ強仕材の複合界面における濡れ性ならびに
分散性の良否に大きく依存することが知られており、こ
れらの改善手段も数多く提案されている。しかしながら
、これらのうち濡れ性に効果的な強化緘維面に金属の蒸
着皮膜を予め被覆形成する方法、また均一分散に有効と
されている溶融金属浸透法（溶浸法）などは、いずれも
形態の整った長繊維を用いる場合には好結果を与えるも
のの、微細な短繊維であるウィスカーに適用する際には
著るしい処理の煩雑性を伴う上に所定の効果を得ること
が困難である。このようなことから、ウィスカーによる
ＦＲＭの製法は現在、ウィスカーを粉末状のマトリック
ス金属またはこれと適宜なフラックスと共に混合したの
ち熱間圧縮成形する方法（粉末法）が主流となっている
が、この方法では、同相聞の攪拌混合を必要とするため
にウィスカーの損傷しよび偏析を生ぜずに均一混合する
ことに困癲ト性があり、定常的に＠軸度の置けるＦＲＭ
を縫産することができｋい難点がある。
本発明は、従来技術とは異なる手法により界面濡れ性な
らびに均一分散性を改善し、よって高性能のＳｉＣウィ
スカーによるＦＲＭを得るための効果的な方法を提供す
るものである。すなわち、本発明のＳｉＣウィスカーに
よるＦＲＭの製造法は、ｓｉｃウィスカーをＡ／ｌ、Ｍ
Ｐｉたけそれらの合金からなるマトリックス金属と８０
０℃以上の温度で相互接触させて＠躯体を形成し、該前
駆体をマトリックス金属の溶湯中に攪拌分散してインゴ
ット化することを構成的特徴とする。
らびに均一分散性を改善し、よって高性能のＳｉＣウィ
スカーによるＦＲＭを得るための効果的な方法を提供す
るものである。すなわち、本発明のＳｉＣウィスカーに
よるＦＲＭの製造法は、ｓｉｃウィスカーをＡ／ｌ、Ｍ
Ｐｉたけそれらの合金からなるマトリックス金属と８０
０℃以上の温度で相互接触させて＠躯体を形成し、該前
駆体をマトリックス金属の溶湯中に攪拌分散してインゴ
ット化することを構成的特徴とする。
強化材となるＥｌｉＣウィスカーは、例えば、Ｅ３１０
．含有粉末をカーボンブラックのような炭材と共に不活
性雰囲気下に１４００〜１８００℃の温度域で反応させ
て得られる欠陥のないＳｉＣの針状単結晶で、性状とし
て直径０，２〜１．０７１ｍ、アスペクト比１００以上
のβ型結晶形のものが有効に用いられる。８１Ｃウイス
カーの形態が、無数のウィスカー相互がランダムに絡み
合った団塊状のケーキ質生成組織体である場合には、こ
れを体積収縮比４〜Ｘ１５ｏに圧縮したのちそのままも
しくは水中で数秒間攪拌処理することにより予め解体分
散してから使用に供することが望ましい。
．含有粉末をカーボンブラックのような炭材と共に不活
性雰囲気下に１４００〜１８００℃の温度域で反応させ
て得られる欠陥のないＳｉＣの針状単結晶で、性状とし
て直径０，２〜１．０７１ｍ、アスペクト比１００以上
のβ型結晶形のものが有効に用いられる。８１Ｃウイス
カーの形態が、無数のウィスカー相互がランダムに絡み
合った団塊状のケーキ質生成組織体である場合には、こ
れを体積収縮比４〜Ｘ１５ｏに圧縮したのちそのままも
しくは水中で数秒間攪拌処理することにより予め解体分
散してから使用に供することが望ましい。
ＳｉＣウィスカーは、マトリックス金属となる合金
ｋｌ、ＭＷまたはそれらの鋒と８００℃以上の温度で相
互接触させて前駆体を形成する。該前駆体の形成は、Ｓ
ＩＣウィスカーを圧縮した成形体に８００℃以上に加熱
融解したマトリックス金桝を含浸して相互接触を図る方
法、あるいはＳｉＣウィスカーをマトリックス金属粉末
と混合して加圧成形したのち８００℃以上の温度に加熱
し、マトリックス金属を融解して相互接触させる方法が
採られる。前者の方法による融解マトリックス金属の含
浸け、ＳｉＣウィスカーの圧縮成形体を耐熱耐圧容器に
装入し、これを８００℃以上に保ちながらマトリックス
金属を入れて真空および／または加圧下に強制浸透する
手法によりおこなわれ、前駆体として最高約２５チまで
の所望ｖｆ値を確保することができる。一方、後者の方
法は、ＳｉＣウィスカーを損傷を与えない程度の攪拌力
によりマトリックス金属粉末と混合し、これを一旦加圧
成形したのち８００℃以上の温度下に熱圧するが、この
場合にはＶｆ全全５０程程まで高めることが可能となる
。
互接触させて前駆体を形成する。該前駆体の形成は、Ｓ
ＩＣウィスカーを圧縮した成形体に８００℃以上に加熱
融解したマトリックス金桝を含浸して相互接触を図る方
法、あるいはＳｉＣウィスカーをマトリックス金属粉末
と混合して加圧成形したのち８００℃以上の温度に加熱
し、マトリックス金属を融解して相互接触させる方法が
採られる。前者の方法による融解マトリックス金属の含
浸け、ＳｉＣウィスカーの圧縮成形体を耐熱耐圧容器に
装入し、これを８００℃以上に保ちながらマトリックス
金属を入れて真空および／または加圧下に強制浸透する
手法によりおこなわれ、前駆体として最高約２５チまで
の所望ｖｆ値を確保することができる。一方、後者の方
法は、ＳｉＣウィスカーを損傷を与えない程度の攪拌力
によりマトリックス金属粉末と混合し、これを一旦加圧
成形したのち８００℃以上の温度下に熱圧するが、この
場合にはＶｆ全全５０程程まで高めることが可能となる
。
上記の相互接触処理に当っては、マトリックス金属を８
００℃以上の温度で融解することが重要なり件で、この
ｍＡ Ｉ’Ｊｌを下廻るとＳｉＣウィスカーに対するマ
トリックス金属の濡れが不均質となり最終的に得られる
ＦＲＭの特性劣化を招く。最も適切な融解温度範囲は、
１１００〜１２００℃である。
００℃以上の温度で融解することが重要なり件で、この
ｍＡ Ｉ’Ｊｌを下廻るとＳｉＣウィスカーに対するマ
トリックス金属の濡れが不均質となり最終的に得られる
ＦＲＭの特性劣化を招く。最も適切な融解温度範囲は、
１１００〜１２００℃である。
＠躯体の形状寸法には特に制限はないが、次工程の攪拌
分散処理を円滑におこなうため適当な小塊として形成し
ておくことが便宜である。このためには、所定ＶｆのＡ
ｉｌ駆体小体小塊数準備しておくか、大型の形成前駆体
を適宜な大きさに切断しておくなどの手段で対拠できる
。
分散処理を円滑におこなうため適当な小塊として形成し
ておくことが便宜である。このためには、所定ＶｆのＡ
ｉｌ駆体小体小塊数準備しておくか、大型の形成前駆体
を適宜な大きさに切断しておくなどの手段で対拠できる
。
前駆体は、ついで所定址のマトリックス金属溶湯中に攪
拌しながら投入する。投入後の前駆体は急速に溶融解体
し、Ａｉ１段の相互接触処理により予めＳｉＣウィスカ
ー面を被包するマトリックス金属を介して濡れ性よく溶
湯中に拡散する。このため、急激かつ長時間の攪拌を施
す必要なしに迅速円滑な均一分散が達成される。この際
のＶｆ値は、前駆体のＶｆと溶湯量を選定することによ
って所望の比率に制御することができる、 溶湯は鋳型に注入してインゴット化する。得られたイン
コ゛ットは、それ自体ＳｉＣウィスカーが極めて一様に
分散した均質組織の等方性ＦＲＭであるが、これを更に
熱間で圧延もしくは押出成形すると繊維方向性の揃った
板状ちるいは棒状のＦＲＭを得ることができる。
拌しながら投入する。投入後の前駆体は急速に溶融解体
し、Ａｉ１段の相互接触処理により予めＳｉＣウィスカ
ー面を被包するマトリックス金属を介して濡れ性よく溶
湯中に拡散する。このため、急激かつ長時間の攪拌を施
す必要なしに迅速円滑な均一分散が達成される。この際
のＶｆ値は、前駆体のＶｆと溶湯量を選定することによ
って所望の比率に制御することができる、 溶湯は鋳型に注入してインゴット化する。得られたイン
コ゛ットは、それ自体ＳｉＣウィスカーが極めて一様に
分散した均質組織の等方性ＦＲＭであるが、これを更に
熱間で圧延もしくは押出成形すると繊維方向性の揃った
板状ちるいは棒状のＦＲＭを得ることができる。
このように本発明によれば、特定の条件で予めＦＲＭの
前駆体を形成することにより従来至離とされていたウィ
スカー〇溶湯分散法に基く抱合化を可能とし、よって汎
用性のある高性能Ｆ Ｉｔ Ｍの安定！産技術を開発し
たものであるから産秦的効果は大である。
前駆体を形成することにより従来至離とされていたウィ
スカー〇溶湯分散法に基く抱合化を可能とし、よって汎
用性のある高性能Ｆ Ｉｔ Ｍの安定！産技術を開発し
たものであるから産秦的効果は大である。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例
予め解体分散処理を施した直径０．２〜０．５μｍ、長
さｔｏｏ 〜２００１１ｍのβ型８１Ｇウイスカー成し
た。
さｔｏｏ 〜２００１１ｍのβ型８１Ｇウイスカー成し
た。
（Ｉ） Ｓｉｃウィスカーを５０ Ｋｇ／ｃａｒの加
圧力でモールド成形した嵩密度ｏ、 ６３ ｙ ／ｌｒ
ｉの圧縮成形体を容器に入れ、−Ｆ部からＡ１合金（２
０２４）を充填してオートクレーブに設置した。引続き
オートクレーブを５ｍｌｌｌＨｆの真空状態に保持しな
がら昇温してＡ７ｊ合金を溶解し、ついでＡｒガスを導
入して目的の適用温度に到達させたのち系内を１０ｙ、
ｇ７ｔ−ｎｉの加圧下に５分間保った。このようにして
成形体組織内部全域に溶〜ｌＢＡ／合金を含侵し十分に
相互接触させた後、引上げて冷却した。適用温度は、７
００℃、Ｂｏｏ℃および１１００℃の三段階とした。
圧力でモールド成形した嵩密度ｏ、 ６３ ｙ ／ｌｒ
ｉの圧縮成形体を容器に入れ、−Ｆ部からＡ１合金（２
０２４）を充填してオートクレーブに設置した。引続き
オートクレーブを５ｍｌｌｌＨｆの真空状態に保持しな
がら昇温してＡ７ｊ合金を溶解し、ついでＡｒガスを導
入して目的の適用温度に到達させたのち系内を１０ｙ、
ｇ７ｔ−ｎｉの加圧下に５分間保った。このようにして
成形体組織内部全域に溶〜ｌＢＡ／合金を含侵し十分に
相互接触させた後、引上げて冷却した。適用温度は、７
００℃、Ｂｏｏ℃および１１００℃の三段階とした。
（ｎ）ｓｉｃウィスカーをＡ１合金（２０２４）粉末と
共に攪拌混合機に入れてＩＯ分間混合し、１０に９／ｌ
〆の加圧力によりモールド成形した。成形物をオートク
レーブ中でＡｒ芥囲気１０ Ｋｇ／ｃａの圧力を加えな
がら昇温し、目的の適用ａｈに達したのち５分間保持し
た。このようにしてＳｉＣウィスカーと溶融Ａ１合金を
十分に相互接触させ、処理物を取出して冷却した。適用
幅度は、Ａｉｌ １４２（１）と同ｕｎ ７００ ’Ｃ
１８００Ｔ：およびｌ１００ｎの三段階とした。
共に攪拌混合機に入れてＩＯ分間混合し、１０に９／ｌ
〆の加圧力によりモールド成形した。成形物をオートク
レーブ中でＡｒ芥囲気１０ Ｋｇ／ｃａの圧力を加えな
がら昇温し、目的の適用ａｈに達したのち５分間保持し
た。このようにしてＳｉＣウィスカーと溶融Ａ１合金を
十分に相互接触させ、処理物を取出して冷却した。適用
幅度は、Ａｉｌ １４２（１）と同ｕｎ ７００ ’Ｃ
１８００Ｔ：およびｌ１００ｎの三段階とした。
上記（す、（■）の処理により形成した各前駆体を７０
０℃に加熱保持した同−槌類のＡ１合金溶湯中に投入し
、５分間緩やかに攪拌して解体分散した。次いでＳｉＣ
ウィスカーが分散した前記溶湯を鋳型に流し込んで冷却
し、ＶｆｌＯ％のＦ Ｒ２１４を得た。
０℃に加熱保持した同−槌類のＡ１合金溶湯中に投入し
、５分間緩やかに攪拌して解体分散した。次いでＳｉＣ
ウィスカーが分散した前記溶湯を鋳型に流し込んで冷却
し、ＶｆｌＯ％のＦ Ｒ２１４を得た。
得られた各ＦＲＭを圧延加工した後の強度特性（Ｔ４）
を対比して下表に示した。
を対比して下表に示した。
」
適用温間８００℃以上の本発明によるＦＲＭは高度の強
化特性を示し、組織的にもＳＩＣウィスカーの偏析現象
は認められなかったが、適用温風７００℃の場合には個
れ性および分散性の改善が効果的に達成されず、十分な
強度特性が得られなかった。
化特性を示し、組織的にもＳＩＣウィスカーの偏析現象
は認められなかったが、適用温風７００℃の場合には個
れ性および分散性の改善が効果的に達成されず、十分な
強度特性が得られなかった。
なお、上記と同一の条件でＭＰ系ＦＲＭを作製した場合
にも、同一の結果が得られた。
にも、同一の結果が得られた。
特許出願人 乗海カーボン株式会社
代理人 弁理士 高 畑 正 也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ Ａぎ、Ｍｆまたはそれらの合金からなるマトリック
ス金属をＳｉＣウィスカーで複合強化する方法において
、ＳｉＣウィスカーを前記マトリックス金属とａｏｏ℃
以上の温度で相互接触させて前駆体を形成し、該前駆体
をマ） ＩＪソックス属の溶湯中に攪拌分散してインゴ
ット化する仁とを特徴とするＳｉＣウィスカーによるＦ
’ＲＭの製造法。 ２、ＳｉＣウィスカーを圧縮した成形体にａＯＯ℃以上
に加熱融解したマトリックス金属を含浸して相互接触さ
せることＫよりＭｌｌ鉢体形成する特許請求の範囲第１
項記載のＳｉＣウィスカーによるＦＲＭの製造法。 ３、Ｓｉ（：ウィスヵーをマトリックス金属粉末と混合
成形したのち８００Ｃ以上の温度−加熱し、マトリック
ス金属を融解して相互接触させることにより前駆体を形
成する特許請求の範囲第１項記載のＳｉＣウィスカーに
よるＦＲＭの製造法。 ４、インゴット化したＦＲＭを、目的に応じて熱間で圧
延もしくは押出成形する特許請求の範囲第１項記載のＳ
ｉＣウィスカーによるＦＲＭの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15464482A JPS5943835A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | ＳｉＣウイスカ−によるＦＲＭの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15464482A JPS5943835A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | ＳｉＣウイスカ−によるＦＲＭの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5943835A true JPS5943835A (ja) | 1984-03-12 |
| JPS6151618B2 JPS6151618B2 (ja) | 1986-11-10 |
Family
ID=15588721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15464482A Granted JPS5943835A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | ＳｉＣウイスカ−によるＦＲＭの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5943835A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60211025A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-23 | Nikkei Kako Kk | 繊維強化アルミニウム複合成形体の製造方法 |
| JPS6186064A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-01 | Nippon Light Metal Co Ltd | 無機質繊維を配合した金属質複合体の製造方法 |
| JPS6422464A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-25 | Otai Iron Works | Production of metal base composite material forming product |
| JPH01222029A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-05 | Tokai Carbon Co Ltd | ウイスカー強化金属複合材の製造方法 |
| JPH02125826A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-14 | Honda Motor Co Ltd | 炭化ケイ素短繊維強化マグネシウム複合材 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03152815A (ja) * | 1989-11-08 | 1991-06-28 | Hitachi Ltd | キー入力装置および電子機器 |
-
1982
- 1982-09-07 JP JP15464482A patent/JPS5943835A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60211025A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-23 | Nikkei Kako Kk | 繊維強化アルミニウム複合成形体の製造方法 |
| JPS6186064A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-01 | Nippon Light Metal Co Ltd | 無機質繊維を配合した金属質複合体の製造方法 |
| JPS6422464A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-25 | Otai Iron Works | Production of metal base composite material forming product |
| JPH01222029A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-05 | Tokai Carbon Co Ltd | ウイスカー強化金属複合材の製造方法 |
| JPH0472891B2 (ja) * | 1988-02-29 | 1992-11-19 | Tokai Carbon Kk | |
| JPH02125826A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-14 | Honda Motor Co Ltd | 炭化ケイ素短繊維強化マグネシウム複合材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6151618B2 (ja) | 1986-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4429505B2 (ja) | 低体積分率金属基プリフォームの製造方法 | |
| US4579699A (en) | Method for making α-Si3 N4 whiskers and articles therefrom | |
| US4548774A (en) | Method for preparing a SiC whisker-reinforced composite material | |
| JPH0135931B2 (ja) | ||
| JPS5943835A (ja) | ＳｉＣウイスカ−によるＦＲＭの製造法 | |
| EP0380973B1 (en) | Reinforced materials | |
| US5336291A (en) | Method of production of a metallic composite material incorporating metal carbide particles dispersed therein | |
| US4681151A (en) | Method for production of fiber-reinforced metal composite material | |
| EP0754659B1 (en) | Porous inorganic material and metal-matrix composite material containing the same and process therefor | |
| JPH02194132A (ja) | 金属基複合材料の製造方法 | |
| JPS6048576B2 (ja) | ＳｉＣウイスカ−強化Ａｌ複合材料の製造方法 | |
| JPH03138326A (ja) | ホウ酸アルミニウムウイスカー強化金属基複合材料の製造方法 | |
| JPH01283330A (ja) | アルミニウム基複合部材の製造方法 | |
| JPS61246335A (ja) | 繊維強化金属部材 | |
| KR100305384B1 (ko) | 반응소결법을 이용한 복합재료 제조용 예비성형체 제조방법 | |
| JPH076013B2 (ja) | アルミニウムおよびマグネシウム系金属複合材の製造方法 | |
| JPH05263177A (ja) | Ａ１５型結晶構造を有するＮｂ３Ａｌ金属間化合物基合金の製造方法 | |
| JPH04103734A (ja) | 金属基複合材料製造用焼結繊維予成形体 | |
| JP2792192B2 (ja) | チタニアウイスカ強化Ａｌ系複合材料の製造方法 | |
| JPS6267140A (ja) | 金属基複合材料の製造方法 | |
| JPH0293030A (ja) | 繊維強化アルミニウム合金複合材の製造方法 | |
| JPH01195248A (ja) | 金属基複合材料の製造法 | |
| JPS6267133A (ja) | 繊維強化金属部材の製造方法 | |
| JPH0135060B2 (ja) | ||
| JPH02263558A (ja) | 粒子分散型複合材の製造方法 |