JPS6079946A

JPS6079946A - 構造材

Info

Publication number: JPS6079946A
Application number: JP18903783A
Authority: JP
Inventors: 稔横田; 澤田　和夫; 和彦林
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1985-05-07

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】発明の分野この発明は、セラミックと金属よりなる構造材に関する
もので、特に、耐衝撃性や耐摩耗性を高めようとする構
造材の改良に関するものである。

先行技術の説明衝突、煽発等の１！！１に対し破壊されにくい材料とし
て、従来の＃ｌ！型的な例ではＩＩＩ　１に＋かあるが
、近年、Ａ１ｇＯ春や５ｉｓＮ＋やＳｔＣなどのセラミ
ック材料が注目され始めている。

上述したようなセラミック材料は、第１図に示すような
断面を有するタイル１として構成され、第２図に示すよ
うに、適宜の鋼板２上に貼り付りられ′ｃＩＩＩ用され
るのが一般的である。セラミック材ｎｈ１らかる４イル
１の」：；１か鑞浩紺１１　の潜た熱エネルギによる衝
撃には、かなりの耐［ｉ撃性が得られているが、機械的
な大きな衝撃を伴う場合には、金属材料に比べて脆いと
いう性質があり、必ずしも十分ではなかった。

また、耐摩耗性については、セラミック材料は、金属材
料に比べて、圧倒的に優れているが、脆い点や、摺動に
対する騒音発生の点で問題点があった。

発明の概要それゆえに、この発明の目的は、耐Ｉｊｌ性にも耐摩耗
性にも優れた構造材を提供することである。

この発明の構造材は、熱弾性型マルテンサイト変態を起
こす合金とセラミック材料とを各々１層以上積層して構
成されるものである。

したがって、この発明によれば、セラミック材料の硬い
性質と熱弾性型マルテンサイト変態を起こす合金の弾性
とが組合わされ、または互いに補償し合い、耐衝撃性お
よび耐摩耗性が高く維持されるとともに、脆性が大幅に
改善される。また、熱弾性型マルテンサイト変態を起こ
す合金に存在するマルテンサイト双晶が寄与して、優れ
た制振効果を発揮することができる。また、従来のセラ
ミック材料単独の構造材に比べて、金属部分を有してい
るので、より熱伝導性が良好である。

実施例の説明この発明の好ましい実施例では、熱弾性型マルテンサイ
ト変態を起こす合金としては、（１）　Ｚｎを１０〜４
．５重量％、Ａ１を１２重量％以下含有し、残部がＱｕ
を主体とするβ黄銅型銅合金、または（２）　ＡＩを３〜１５重量％、Ｎ１を１０重量％以下
含有し、残部がＱｕを主体としたβ黄銅型銅合金、が用いられる。

また、セラミック材料としては、Ｓａｃ。

Ａｌ　２０＠　、Ｚｒ　Ｏｔ　、またはＳｉ＊Ｎ＋など
が用いられる。

次に、この発明のより具体的な実験例について記載して
おく。

実験例１（耐衝撃性タイルとして使用する場合）（１）
　試料の作製以下に述べる各試料となるタイルの外形状は、縦×槓Ｘ
高さ一５０ｘ５０ｘ１０　（単位は−）である。

■　試料１（第１図）セラミック材料３として、Ａｌ□０．を用いた。

■　試料２（第３図）セラミック材料３として、Ａｌ□０．を用い、合金４と
して、ＧＯ−２５％７ｎ−４，５％ＡＩ合金を用いた。

なお、図面において、括弧内に示した数字は寸法を表わ
し、単位は１である。（以下同様）。セラミック材料３
と合金４とは、セラミック板と合金板とを酸化第−調法
により接合することにより、一体化された。

■　試料３（第４図）セラミック材料３として、５ｌｅＮｎを用い、合金４と
して、ＣＬＩ−１３，５％Ａ１−３％Ｎ１合金を用いた
。セラミック材料３と合金４とは、ＣＬＩ　−ＡＩ−Ｎ
１合金粉末をセラミック板にサン１ノ却キ餠り一地入　
加重・加義すること（よって−一体化された。

■　試料４（第５図）セラミック材料３として、Ａ　Ｉ　２０　ｅ　を用い、
合金４として、ＣＬＩ−２６％Ｚｎ−４％Ａ１合金を用
いた。セラミック材料３と合金４とは、上述の試料２と
同様に、酸化第−調法によって一体化された。

（２）　耐衝撃性テスト各試料１〜４は、第２図に示すように、鋼板２の表面に
貼り付けられた。これを、一定の衝撃力を付与すること
の可能なハンマ型の衝撃力付与装Ｕを用い、破壊の容易
さを評価した。

（３）　実験結果１　１．０２　１．５３　２．１４　２．２はぼ５０％の確率で破壊する衝撃力の比を、比較例であ
る試料１をｒｌ、ＯＪとして示されている。したがって
、評価値が大きい方が、耐衝撃性に優れていることにな
る。

実験例２第６図に示すようなリング形状の構造材を作製した。セ
ラミック３としては、Ｚ　’　Ｏｔを用い、合金として
は、Ｃｕ−２５％ＺＦＩ−４，５％Ａ１合金を用いた。

セラミック３と合金４との界面にＺ　ｌ’をインサート
して、活性金属法にて接合して作−された。

このリング形状のｌｌＴｌ材を、高温にて、振動を受け
、摺動する部材として使用したところ、耐摩耗性と制振
性において、従来の綱材や他の金属またはセラミックに
比べて、はるかに優れていた。

なお、第６図において括弧内に示した数字は寸法を表わ
し、単位は曽■である。

実験例３第７図に示すようなパイプ状構造材を作製した。

セラミック材料３として、Ａｌ□０．を用い、合金４と
して、Ｃ１１−１３，５％Ａ１−３％Ｎ；合金を用いた
。セラミック材料３と合金４との一体化は、次の方法に
依った。すなわち、内層を構成するセラミックパイプと
外層を梠成ブる合金パイプとが用意され、外層の合金パ
イプの熱弾性型マルテンサイト変態に伴う形状回復現象
を利用して、接合した。

このようにして得られたパイプ状構造材は、内面に高温
の酸、アルカリ等の通過を許容しくｑるものであり、そ
のような用途に使用されれば、耐衝撃性が高まり、信頼
性が増大することがわかった。

なお、第７図においても、括弧内に示した数字は寸法を
表わし、単位はすべてＩｍである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の耐衝撃性が要求される分野に用いられる
タイル１のｌｌｉ面図である。第２図は第１図のタイル
の使用態様を示す断面図である。第３図ないし第５図は
、それぞれ、この発明がタイルに適用された場合の実施
例を示す断面図である。第６図は、この発明が適用されたリング状構造材の斜視
図である。第７図はこの発明が適用されたパイプ状構造
材の斜視図である。図において、３はセラミック材料、４番よ合金である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　熱弾性型マルテンサイト変態を起こす合金とセ
ラミック材料とを各々１１１以上積冒５てなる、構造材
。
（２）　前記熱弾性型マルテンサイト変態を起こす合金
は、ｌｎを１０〜４５！量％、Ａ１を１２重量％以下含
有し、残部がＱＵを主体とするβ黄銅型銅合金、または
、Ａ１を３〜１５１ｉ量％、Ｎｌを１０重量％以下含有
し、残部がＱｔｌを主体としたβ黄銅型銅合金である、
特許請求の範囲第１項記載の構造材。
（３）　熱弾性型マルテンサイト変態を起こす合金をセ
ラミック材料と積層するの（、熱弾性型マルテンサイト
変態を起こす組成の合金粉末、または個々の合金元素の
粉末を熱弾性型マルテンサイトｌ！態を起こす割合（ｌ
１台してなる粉末を、セ許請求の範囲第１１ｉまたは第
２項に記載の１１１Ｉ３ｔＩ材う（４）　セラミック材
料は、５ＩＣ１Ａｌ　ｚ　Ｏａ　、７ｒ　ｏ２．８１　ａ　Ｎａからな
るＣＹから選ばれる一種である、特許請求の範囲第１項
な＆Ｘし第３項のいずれかに記載のＩ！適材。