WO2005065865A1

WO2005065865A1 - 複合材の製造法

Info

Publication number: WO2005065865A1
Application number: PCT/JP2004/000011
Authority: WO
Inventors: Riichi Fujii
Original assignee: Riichi Fujii
Priority date: 2004-01-05
Filing date: 2004-01-05
Publication date: 2005-07-21

Abstract

溶融金属と冷却状態の金属および非金属の複合材の急冷法による製法に関し、真空雰囲気と冷却雰囲気を備えた真空室に設置する装置は、一つの装置は、冷却状態の不定形冷却寄与材とアモルファス組成や微細化結晶組成の溶融金属を供給し、高速回転の遠心力で拡散・飛散する装置と、二つ装置は定形冷却寄与材を外から取込む装置、三つ装置は定形冷却寄与材で飛散する溶融金属や不定形冷却寄与材の混在物を冷却された急冷ロールで圧搾・圧延して多層の複合材にする急冷装置と四つ装置は複合材を排出する取出装置と、五つ装置は材料の出入は自由にできるが真空を維持する真空シール装置の以上五装置を備えたプラントによって、前述の材料を受入れて、複合材にして排出する製法であり、この製法で複合の各種構造材、バイオマテリアル、原子炉材料等多様な材料を、アモルファス合金や微細結晶金属と非金属や、金属の複合材の製法である。

Description

複合材の製造法技術分野

この発明は急冷法により、微細結晶金属、又はアモルファス合金と金属'非金属の複合材料の製法に関する。

背景技術

有用な鉱石は約 2500種あると言われているが、この鉱石のままでも有用な物性をもつ物質がないわけではないが、脆さや硬さ'、劈開などで我々の要求する物性に充分応えてないものも多い。他方冶金によって鉱石から精鍊された結晶金属には、各金属固有の物性を有し、大量に生産ができる長所を有するが、同時に金属疲労や金属腐蝕等の短所も有する。ただ微細な結晶組織の金属では物性の改善がある。冶金による非晶質金属には、結晶金属の短所を克服した物性を有するが、急速な冷却が不可欠なため大量に生産ができない欠点がある。以上を概括すれば、冶金の技術の方向は、金属を含む鉱石から異物を除き純度の高い金属合金や調質などで物性の改善を図る方向にある。

しかし、本発明は逆の方向を目指すもので、鉱石が金属以外の異物を大量に含むように、溶融状態の金属の中へ非金属を含む異物を可能な限り多く混入させて急冷を目指し、鉱石が鉱脈にあるように多層しょうとするものである。これを可能にするのは合金金属とは全く異なるアモルファス合金の存在と、これまでになされた多くの研究開発の成果による。

現時点で最も量産性のよいァモルファス金属の製法は液体急冷法で、アモルファス合金固態にするための臨界冷却速度は 1 03 K/s 以上の急速な温度降下が必須条件であり、ァモルファス合金組成の溶融 asと冷却の S¾勾配を急にする吸熱手段と共に、供給すべきァモルファス合金溶湯の熱容量の制限を受けて、アモルファス合金固態の現在製品化されているのは小容量のものに留まっている。この壁を打ち破ることが求められている。発明の開示

本発明が解決しょうとする課題は、一つに、鉱石に倣い、アモルファス金属の多くの研究成果を基礎にして、鉱石越えた人造鉱石を創造すること力課題である。即ち鉱石は、金属のみならず化石まで包含している様に、多くを包含する事、また鉱石が物性に於いて多種多様である様に、多種多様にする事、また鉱石のもつ脆性等の弱点を改善した人造鉱石を課題とする。二つに、結晶金属を越え、主としてアモルファス合金の物性と共存で来る複合材を創造すること課題とする。三つに、従来のアモルファス合金が瞬時に生産されるように、瞬時に生産されることを課題とする。四つに、アモルファス合金の製品容量の大幅な拡大することを課題とする。五つに、従来の溶射を越えた高い生産性のある溶射を課題とする。 - 以上の課題を解決するため下記の手段を講ずる。

I . アモルファス合金と冷却寄与材の複合材、或いは微細結晶金属と冷却寄与材の複合材を製造するために、溶融金属の熱を吸収に寄与させる目的の結晶金属及び非金属を冷却寄与材と仮称し、これを導入する。但し気体'液体は除外する。

Π . 冷却寄与材を二種類に分けて、粒状や短 «斜犬で流動性を有し分散や拡散できる不定形なものを不定形冷却寄与材と仮称し、平板や線の様に一定形状に成形された材料を定形冷却寄与材と仮称する。

Π. 雰囲気は真空として材料の清浄と不活性を保つと共に、微粒子にあっても流体抵抗の影響のない雰囲気とし、溶融金属の急速な凝固の βするを維持する。

N. 真空雰囲気の中で冷却寄与材と溶融金属の混在物を冷却された定形冷却寄与材ゃ急冷ロールに強く拡散'投擲するために大きな遠心力を活用し、投擲する方向は上向き、下向き、横向き等と自由度が高い製造法とする。

V. 急速な冷却のために気 ·液の媒体を除くあらゆる吸熱手段を活用する。即ち、従来からある冷却ロールの他に、冷却寄与する不定形冷却寄与材、定形冷却寄与材の熱伝導や融解熱、昇華熱、吸熱性の金属間化合物、発泡性無機材の吸熱発泡、等物理的、化学的な吸熱反応を利用する。

VI. 遠心力のよる冷却寄与材ゃ溶融金属の拡散 ·飛散.投擲-投錨による装置や急冷装置は極力一体的コンパクトにし、多くの物質の組合せや多層化を容易にする。

VH. 溶射装置としても活用する。

この様にすることにより発明の効果は次の通りになる。 ① アモルファス等の合金を急速な面降下を達成するために、複合材に投入する冷却寄与材としての結晶金属や非金属の物理的、ィ匕学的な変化が極めて限定的であること力、ら、投入素材の物性を多く保存した複合材が生産できること。 ② アモルファス等の合金を猛烈な温度降下の瞬時に生じる物理的、ィ匕学的変化を意識的に部分活用し、冷却寄与材として投入する結晶金属や非金属に起こさせ得ること。 ③ 上記の様に、物性の設計が比較的に容易で、幅広い用途に向けた開発と試験に有利であること。 ③ 急速な温度降下を達成するために温度勾配を大きくとるためには、冷却状態の急冷ロールの周速や冷却寄与材の送り速度を大きくすることが求められる。この事は生産性を高める事につながること。 ④ »の金属の生産方法は、 —連铸一熱間圧延一冷間圧延と多段階なるのに対して、本製法は合金溶解、溶融金属と冷却寄与材の同時供給一急冷成形と一機に製品化に進むこと。 ⑤ 本製法の川上の工程となる不定形冷却寄与材の製造やアモルファス溶湯の精練、溶解、調質等の製造も連結することが容易に出来ること。

⑥ 本製法の川下となる工程、例えば成型や表面処理、触媒定着等の二次三次加工処理も連結すること力容易であること。 ⑦ 生産に当たっては原料の投入から製品になる時間が短く、製品ストックを小さく出来る可能性があり、多様な市場需要にも、セル生産システム '生産管理技術等で即座に対応できる効果があること。 ⑧ 上記の様に、付加価値の高い材料を、生産設備を簡略化でき小さな資本投下で大きな生産できるので経済効果が大いこと。

以上のような効果が期待できる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の遠心拡散装置による複合材の製法の共通概念の説明図である。図 2は遠心拡散装置 -皿状ディスクによる複合材の製法の説明図であり、上記図の概念が部分的とは言え直感的に βできるので図 1に代えて要約書とともに提示する図面とした。図 3は遠心拡散装置 -フライス状円筒による複合材の製法の説明図であり、図 4は遠心拡散装置による多層複合材の製法例の説明図であり、図 5は遠心拡散装置 -漏斗状リングによる複合材の製法の説明図である。符号の説明は次の通りである。

Α 真空室 A1 主真空室 A2 副真空室

B 遠心拡散装置 B-1 皿状ディスク B-2 フライス状円筒 B- 3 漏斗状円錐リング C 定形冷却寄与材供給装置 C-1 定形冷却寄与材供給ロール C- 2 供給前処理加工装置 D 急冷装置 D- 1 急冷ロール 1 D- 2 急冷口一ル 2 D-3 急冷ロール 3 E 複合材取出装置 E- 1 複合材取出装置-ロール 1 E- 2 複合材取出装置

- Π—ル 2

F 出入口真空シール装置

b l 不定形冷却寄与材 b 2 溶融金属

e 複合材 e-1 複合材 1 e-2 複合材 2 e - 3 複合材 3 本発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説述するために、添付図によってこれを説明する。

図 1は請求項 1の説明図で、請求項 2から請求項 10に共通する発明の概念を示した説明図で、溶融金属が冷却可能な艇を維持し、真空雰囲気の空間を主真空室と仮称するとき、主真空室 A1に、材料を連続的に導入及び排出するために、大気との間に緩衝の空間として副真空室 A2を設ける。この主真空室 A1に設置する装置は、一つに遠心拡散装置 Bとは投入する不定形冷却寄与材 b lと溶融金属 b 2を遠心力で強力に周囲に拡散 ·分散'飛散 '投擲'投錨等の複雑な機能を単純な遠心力で行う装置である。

二つに定形冷却寄与材供給装置 Cに於ける C 1とは常温で板等に成形された材料の供給装置、これに付属し凹凸等の簡単な粗面加工や清浄処理する供給前処理加工装置 C 2を設ける。三つに急冷装置 Dとは溶融金属の高温の熱を熱伝導により、低温に維持した定形冷却寄与材 cを導入して回転 -挟撃 · で吸熱し凝固させ、溶融金属が瞬時に凝固する過程を担い複合材化させる装置である。四つに複合材取出装置 Eとは形成された複合材を真空室 Aの真空雰囲気を壊さないように外部へ排出する装置を設ける。五つに出入口真空シール装置 Fとは主真空室 Al、副真空室 A2に導入する材料や排出する複合材の出入を妨げず真空を保つシール装置である。以上五装置からなる複合材製造プラン卜である。

このプラントに導入する材料は、（1) 不定形冷却寄与材 b l：ガス発生に少ない流動性の冷却寄与に寄与する粒状、短繊維状の金属、非金属で低温を保ち熱伝導、 S解熱、昇華熱及び吸熱反応のアブレ—シヨン、発泡性材料の吸熱反応で、高温の溶融金属の熱を吸収する材料である。（2) 溶融金属 b 2 :溶融状態の容易に «田結晶金属になる組成の金属、又はアモルファス合金組成の金属である。（3) 定形冷却寄与材 c ：気密性の有無を問わない金属、非金属で低温を保ち熱伝導、融插熱等で、溶融金属の熱を吸収する材料である。ブラントの外部に排出する材料は、製造される複合材 e ：プラントで形成されたアモルファス合金との複合材ゃ «田結晶金属との成形された複合材と排気ガスとミストである。以上の様に、 A真空室、 B遠心散装置、 C定形冷却寄与材供給装置、 D急冷装置、 E 複合材取出し装置、 F出入口真空シール装置を備えた複合材製造ブラントである。外部から b 1不定形冷却寄与材と b 2溶融金属と、更に c定形冷却寄与材を導入し、ブラント内で複合材ィ匕し、複合材 eとして排出する複合材の製造方法である。図 2は請求項 2の具体的な説明図で、主真空室 A 1に設置する装置五つで、その一つの装置は遠心拡散装置一皿状ディスク B-1とは高速回転の遠心力で皿状ディスクの中心付近で中心半径の小さい位置から不定形冷却寄与材を供給し、これより中心半径の大きい位置からは溶融金属をノズルから供給して両材料を強力に周囲に拡散させる装置である。従って高い溶融金属の温度に直接曝される事とディスクとの付着から保護され、大きな遠心力を受ける皿状ディスクの強度と耐久性は保たれる。二つ装置は定形冷却寄与材供給装置 Cに於ける C- 1とは常温で板等に成形された定形冷却寄与材 c - 1を外部から供給する装置であり、これに付属する供給前に凹凸等の簡単な加工処理する供給前処理加工装置 C-2を設ける。三つの装置は急冷装置 Dに於ける急冷ロール D-1は、前記で供給された定形冷却寄与材 c -1で皿状ディスクから放出される不定形冷却寄与材 b 1と溶融金属 b 2の飛沫を挟みサンドィツチ状に急冷ロールで一体化して瞬時に凝固させ複合化する装置である。

四つの装置は複合材の取出装置 Eに於ける取出ロール装置 E 1とは複合材が真空室 Aの真空雰囲気を壊さないように外部へロールで排出する装置である。五つの装置は出入口真空シ一ル装置 Fであり、主真空室 Al、副真空室 A2に出入りする材料や複合材の出入を妨げず真空を保つシール装置である。

以上の五装置を設置した複合材製造プラントに、外部から冷却寄与材の b l, b 2, c -1 を導入し、形成された複合材 e— 1を外部に排出する複合材の製造方法である。図 3は請求項 3の説明図で、主真空室 A1に設置する装置には、遠心拡散装置 Bに、フラィス状円筒 B -2を採用し設置する。遠心拡散装置-フライス状円筒 B- 2とは鋸刃状の突起を外周にもつ円筒を高速回転し、外周の所定位置に不定形冷却寄与材 b lを供給し、回転方向に少しずれた位置から溶融金属 b 2を供給して強力に接線方向に拡散 ·飛散させる装置であり、これを設置する。定形冷却寄与材供給装置 Cには、供糸合前処理加工装置 C-2を付属し、凹凸の粗面加工して定形冷却寄与材を供給する。

急冷装置 Dには急冷ロール装置 D- 2を採用し設置する。複合材の取出装置 Eには取出口一ル装置 E1 を設け、出入口真空シール装置 Fを設置する。図 4は 3層の定形冷却寄与材と 2層の不定形冷却寄与材で遠心拡散装置-フライス状円筒 B -2 を採用して多層の積層にする方法の説明図であるが、遠心拡散装置-皿状ディスクを採用する事もできる複合材の製造方法を示し、更なる多層化できることもできることを示唆している。図 5は請求項 4の説明図で、主真空室 A 1に設置する装置には、主真空室 A 1に設置する装置は次の五つの装置である。一つの装置は遠心拡散装置 -漏斗状リング B-3とは円筒の中心部分に穴があり、外周に向けて末広がりに大きくなる漏斗状の穴をもつ円筒で、これに回転を与えるが、中心付近の半径の小さい位置から不定形冷却寄与材 b lを、半径の大きい位置から溶融金属 b 2を供給し、遠心力で周囲に飛散'投擲させる装置であり、これを設置する。二つの装置は定形冷却寄与材供給装置 C 1と前処理加工装置 C 2を設けリポン状冷却寄与材 c -3と又はワイャ一状冷却寄与材 c -4を供給する装置であり、これを設置し、三つの装置は、急冷装置 -ロール! 3で、上記の漏斗状リング B- 3の回転軸と同一線上に中心を有する円で、漏斗状の穴の傾斜角の延長線が交わる円を仮想円とし、この仮想円に複数のロール D-3の回転軸が設定されて、回転する複数のロール D-3の表面が、仮想円に内接した多角形が描かれるように設置する。急冷装置 -ロール D- 3の各々のロール D-3に沿わせてリポン状冷却寄与材 c -3とワイヤー状冷却寄与材 c -4が供給される。そこへ遠心拡散装置 -漏斗状リング B - 3から不定形冷却寄与材 b 1と溶融金属 b 2が拡散'攪拌 '分散'投擲して来る混在物をロール D-3で支持し受けて急冷して一体化し凝固させる急冷装置を設ける。四つの装置は複合材取出装置-ロール E 2と E3で多角形の対角線上の稜を押して平板化して取り出す装置を設ける、五つの装置は出入口真空シール装置 F を設置する。以上の装置からなる複合材製造ブラントに導入する材料は、 3種類で (1) 不定形冷却寄与材 b lであり、（2) 溶融金属 b 2であり、（3) 定形冷却寄与材 c - 3と c - 4で、ブラントから排出する材料は、製造された複合材 e -3と排気ガスとミストであり、幅の広い複合材の製造方法である。請求項 5は、軽量で強度の高い構造材を造る方法で、請求項 1から請求項 4の）不定形冷却寄与材 b 1としてとして、冷却寄与可能に維持された粒状の A 1 ₂〇 3 S i C C B N S i ₃N₄，等や短のボロン «H、アルミナ繊維セラミック、炭ィ匕珪素 «Iやアルミナウイス力一等のセラミック、又は鉄、アルミニウム（不活性化）のアトマイズ粉を単独ないし混合物として採用し、溶融金属 b 2には、アモルファス合金組成として Fe 80 B 20, Fe 75 S i 10 B 15， Fe 62 Mo 20 C 18, Fe 46 C r 16 Mo 20 C 18等で引張強度 3. 5G PA以上のものを採用する。定形冷却寄与材 cには、冷却寄与可能な低温に維持された高力アルミニウム合金である 2000系または 7000系の板など成形された材料を採用して、複数の定形冷却寄与材 cの面は清浄な状態の金属面に遠心拡散装置 Bで溶融金属 b 2と不定形冷却寄与材 b 1との混在物を投擲'投錨させて急冷装置 Dのロールでしてサンドイッチ状にして急冷されたアモルファス固態のアンカ一機能で厚さ方向に接合されると同時に長さ方向にアモルファスの薄膜状に形成されるアルミ -鉄系アモルファス合金強化構造材料を造る方法である。請求項 6は、汎用性のある強度の高い構造材を造るために、不定形冷却寄与材 b lには冷却寄与可能な低温に維持された粒状の鉄系のアトマイズ微粒子、溶融金属 b 2には、ァモルファス合金の Fe 80 B 20, Fe 78 S i lO B 12, Fe 46 C r 16 Mo 20 C 18 等の引張強度が 3. 5G PA以上と非常に大きい材料、定形冷却寄与材 e には、表面側にステンレス鋼板 SUS304 や SUS403 等裏面側に一般構造用圧延鋼板 S S 41, S S 55 等を適用して製造され従来の一般構料と同様の機械加工、プレス加工が可能な強度が非常に大きい複合材料を造る方法である。但し溶接不可の材料となる。請求項 7は、強度の高い膨張率の小さい材料を造る方法で、不定形冷却寄与材 b 1には冷却寄与可能な低温に維持された粒状の S i C， C B N, 等硬度が高く、定形冷却寄与材 cに食込み易い材料を単独ないし混合物として採用し、溶融金属 b 2には、アモルファス合金成組として、熱膨張が零に近いィンバー特性のあるァモルファス合金組成として Fe 83 B 17 ， Fe 88 B 12, Fe 81 C r 7 B 15 の溶湯、定形冷却寄与材 cには、冷却寄与可能な低温に維持されたステンレス鋼板を適用し、膨張率の比較的大きいステンレス鋼板と積層して、磁場と温度変化に応じたストレスが制御でき、伸びを抑制し剛性を高める精密機■合材料を造る方法である。請求項 8は、原子炉の保守や廃棄処理のし易い低誘導放射能材料を造る方法で、冷却寄与材 b lには冷却寄与可能な低温に維持された粒状の A 1 2〇3, S i C C B N S i ₃ΝΛ 等硬度が高く極低放射化材料を採用し、溶融金属 b 2には、アモルファス合金組成として、 Ti 50 Be 40 Z r 10, Ti 60 Be 40, 等の強度と中程度放射化材料のアモルファス合金溶湯。定形冷却寄与材 cには、冷却寄与可能な低温に維持されたアルミニウム： A1 -2024や A卜 L i-M g合金を適用して照射脆化ゃスエリングが小さく強度の低下の少ない原子炉用のアモルファス強化アルミニウム構造材料を造る方法である。請求項 9は、生体適合性の良レ 4复合材料を造る方法で、不定形冷却寄与材 b lには冷却寄与可能な低温に維持された粒状の A 1 ₂0₃，ゾ Tォ 'ガラス，ノ、イドロキシアパタイトを単独ないし混合物として採用し、溶融金属 b 2には、生体に無害な結晶金属組成の Ti - 6 Al -4V 又はアモルファス合金組成として Au 80 S i 20やチタン基合金等の溶湯。定形冷却寄材 cには、力一ボンファイバ一不織布、パンチング加工のチタンゃタンタル板を適用して製造される生体機能複合材料を造る方法である。請求項 1 0は、非金属が大部分を占める複合材を造る方法で、不定形冷却寄与材 b lには粒状の蛭石、真珠岩、黒曜石等熱発泡性の微粒子とアルミニウムアトマイズ、溶融金属 b 2には、アモルファス合金組成として Fe 80 B 20 , Fe 75 S i 10 B 15, Fe 62 Mo 20 C 18 等を採用し、定形冷却寄与材。は？層とし、表面、中間層、裏面にロックファイバーを各々に採用した不燃'緩衝 '防音'通気性があり、強度のある複層の複合材料を造る方法である。産業上の利用可能性

鉄鋼産業においても、非鉄産業に於いても、廃棄物であったスラグが、アモルファス合金との複合材としてリサイクル活用されながら、従来の製品より価値の高レゝ複合材に創造される可能性が、本発明にはある。前述のように、アモルファス臨界冷却速度は 1 03 K/s 以上で溶融状態の金属をガラス転移点以下に冷却させ固態にするにしろ、これ程の急冷をしなくとも、微細な金属結晶で物性の大幅な改善もあり、 «からの製造方法に新しい製造法が加わるべきと考えられる。

本発明を通して無数の高機能材料が誕生の可能性がある。

Claims

請求の範囲

請求項 1は以下の請求項 2から請求項 10に共通概念を示すもので、主真空室 A1と大気との間に低真空の副次空間としての副真空室 A2を設ける。この主真空室 A1に設置する装置は次の五装置である。一つは遠心拡散装置 B：外から供給される不定形冷却寄与材 b 1と溶融金属 b 2を遠心力で強力に拡散 ·飛散'投擲'投錨等を行う装置、二つは定形冷却寄与材供給装置 C：冷却に寄与する定形冷却寄与材 cを供給する装置、これに付属し粗面加工や清浄処理する供給前加工装置を設置し、三つは急冷装置 D：溶融金属の高温の熱を急速に冷却するもので、前記の定形冷却寄与材 cに遠心拡散装置 Bから拡散 -投擲される不定形冷却寄与材 b lと溶融金属 b 2 の混在物を瞬時に赚 · ¾λ·圧延の過程で熱伝導効率を高め急速に吸讓固させ、或はサンドイッチ状、或はピザ状に複合材化させる装置、四つは複合材取出装置 Ε：この複合材を真空室の真空雰囲気を壊さないように外部へ排出する装置、五つは出入口真空シール装置 F：主真空室 Al、副真空室 Α2に導入する材料や排出する際、出入を妨げず真空を保つシール装置である。以上の装置からなる複合材製造プラントで、このプラントに導入する材料は、 3種類で（1) 不定形冷却寄与材 b l：流動性のある冷却に寄与する粒状、短状の金属、非金属で低温を保ち熱伝導、 S¾解熱、気化熱や吸熱反応で、高温の溶融金属の熱を吸収する材料、であり、

(2) 溶融金属 b 2：溶融状態の微細結晶金属組成の金属、又はアモルファス合金組成の金属、であり、（3) 定形冷却寄与材 c ：一定の形に成形された材料で性の有無に関わらず冷却に寄与する金属、非金属で低温を維持して熱伝導、融解熱等で、溶融金属の熱を収できる材料、である。他方プラントから排出する材料は、複合材 e ：プラントで形成されたアモルファス合金と冷却寄与材との複合材ゃ揚田結晶金属と冷却寄与材との間に成形された複合材である。以上の様に真空室に五装置を備えた複合材製造プラントで、外部から 3種類の材料を導入し、外部に複合材 e として排出する複合材の製造方法。

2. 主真空室 A1に設置する装置は次の五装置である。一つは遠心拡散装置 Bに皿状ディスク B -1：高速回転の遠心力で皿状ディスクの中心付近に供給した不定形冷却寄与材 b 1と溶融金属 b 2 を遠心力で強力に周辺の標的に拡散 .投擲を行う装置、二つは c -1の定形冷却寄与材供給装置 C 1 と前処理加工装置 C2、三つは急冷装置 Dはロール D - 1：溶融金属の高温の熱を急速に冷却するもので、口一ル 1により前記の低温に維持した複数の定形冷却寄与材 cで投擲されて来た不定形冷却寄与材 b lと溶融金属 b 2の混在物を挟撃 .JEE の過程で吸熱し瞬時に凝固させ複合材化させる装置、四つは複合材取出装置 'ロール E-1：形成された複合材を真空室 Aの真空雰囲気を壊さないように外部へ排出する装置、五つは出入口真空シール装置 F：主真空室 Al、副真空室 A2に導入する材料や排出する際、出入を妨げず真空を保つシール装置である。

以上の装置からなる複合材製造プラントに、導入する材料は、 3 種類で（1) 不定形冷却寄与材 b lであり、（2) 溶融金属 b 2であり、（3) 定形冷却寄与材じである。プラントの外部に排出する材料は、製造された複合材 eである。以上の様な複合材の製造方法。

3. 主真空室 A1に設置する装置は次の五装置である。一つは遠、拡散装置 -フライス状円筒 B - 2を採用し、所定外周の位置から不定形冷却寄与材 b lを供給し、回転方向に少しずれた位置から溶融金属 b を供給して強力に接線方向に拡散 ·飛散 ·投擲させる装置、二つは c -2 定形冷却寄与材供給装置 C-2、三つは急冷装置 D- 2、四つは複合材取出装置 .ロール E-1 五つは出入口真空シール装置 Fを設置する。以上の装置からなる複合材製造ブラントに導入する材料は、 3種類の不定形冷却寄与材 b l、溶融金属 b 2、定形冷却寄与材 c - 2で、プラン卜から排出する材料は、製造された複合材 e - 2である。以上の様な複合材製造ブラン卜で製造する方法。

三つの装置は、急冷装置-ロール D- 3で、上記の漏斗状リング B- 3の回転

軸と同一線上に中心を有する円で、漏斗状の穴の傾斜角の延長線が交わる円を仮想円とし、この仮想円に複数のロール D-3の回転軸が設定されて、回転する複数のロール D-3の表面が、想円に内接した多角形が描かれるように設置する。急冷装置 -ロール D- 3の各々のロール D- 3に沿わせてリポン状冷却寄与材 C - 3とワイヤ一状冷却寄与材 c -4が供給さ . 主真空室 A 1に設置する装置は次の五装置である。一つは遠心拡散装置-漏斗状リング B -3：円筒の中心部分に穴があり、外周に向けて末広がりに大きくなる漏斗状の穴をもつ円筒で、これに回転を与えて中心付近の半径の小さい位置から不定形冷却寄与材 b lを、半 «きい位置から溶融金属 b 2を供給し、遠心力で周囲に飛散'投擲させる装置、二つは定形冷却寄与材供給装置 C- 3と C-4を設けてリポン状冷却寄与材 c - 3とワイャ一状冷却寄与材 c -4を供給する装置、三つは急冷装置 ·ロール D3は、次のように設置し回転する。上記の漏斗状リング B- 3の回転軸と同一線上に中心を有する円で、漏斗状の穴の傾斜角の延長線が交わる円を仮想円とし、この仮想円に複数のロール D-3の回転軸が設定されて、回転する複数の各ロール D-3の表面が、仮想円に内接した多角形が描かれるように設置する。この各急冷ロール D-3に沿わせてリポン状冷却寄与材 c - 3とワイヤー状冷却寄与材 c -4力 S供給されて多角形が形成された部分をめがけて溶融金属 b 2と不定形冷却寄与材 b lが投擲されて張り付け凝固させるは急冷装置である。

四つは複合材取出装置-ロール E 2と E3で多角形の対角の稜を押して平板化して取り出す装置、五つは出入口真空シール装置 Fを設置する。以上の装置からなる複合材製造プラントに導入す材料は、不定形冷却寄与材 b 1、溶融金属 b 2、定形冷却寄与材 c -3と c - 4で、ブラントから排出する材料は、製造された複合材 e -3である複合材の製造方法。

上記の請求項 1から請求項 4に於ける不定形冷却寄与材 b 1には冷却寄与可能〖こ低温に維持された粒状の A 1 ₂0₃, S i C, C B N， S i ₃N₄，等や短繊維のボロン繊隹、アルミナ繊維セラミック、炭ィ匕珪素賺ゃアルミナウイス力一等のセラミック、又は鉄、アルミニウム（不活性化）タングステンのアトマイズ粉や金属ウイスカ一を単独ないし混合物として採用し、溶融金属 b 2には、アモルファス合金組成として Fe 80 B 20, Fe 75 S i 10 B 15， Fe 62 Mo 20 C 18, Fe 46 C r 16 Mo 20 C 18等で引張強度 3. 5G PA以上のものを採用する。定形冷却寄与材 cには、冷却寄与可能な低温に維持された高力アルミニウム合金である 2000系または 7000 系の板など成形された材料を採用してこの定形冷却寄与材 cでサンドイッチ状に圧延されたアルミニウム -鉄系アモルファス合金強化の複合構造材料を造る方法。

上記の請求項 1から請求項 4に於ける不定形冷却寄与材 b 1 には冷却寄与可能に低温に維持された粒状の鉄系のアトマイズ微粒子、溶融金属 b 2 には、アモルファス合金の Fe 80 B 20, Fe 78 S ilO B 12, Fe 46 C r 16 Mo 20 C 18等の引張強度が 3. 5G PA以上の材料、定形冷却寄与材 e には、表面側にステンレス鋼板 SUS30 や SUS403 等裏面側に一般構造用圧延鋼板 S S 41, S S 55 等を適用して製造され «の一般構造材料と同様の加工、プレス加工が可能で汎用性があり強度が大きい複合材料を造る方法。但し溶接不向上記の請求項 1から請求項 4に於ける不定形冷却寄与材 b 1 には冷却寄与可能な低温に維持された粒状の S i C C B N 等硬度が高く、定形冷却寄与材 cに食い込み易い材料を単独ないし混合物として採用し、溶融金属 b 2には、ァモルファス合金組成として、熱膨張力零に近いインバー特性のあるアモルファス合金組成として Fe 83 B 17 , Fe 88 B 12, Fe 81 C r 7 B 15 の溶湯、定形冷却寄与材 cには、冷却寄与可能な低温に維持されたステンレス鋼板を適用し、膨張率の比較的大きいステンレス鋼板と積層して、磁場と ^ffi変化に応じたストレスが制御でき、伸びを抑制し剛性を高める精密機樹复合材料を造る方法。

· 請求項 1から請求項 4に於ける不定形冷却寄与材 b 1 には冷却寄与可能な低温に維持された粒状の A 1 ₂0₃， S i C， C B N, S i ₃N₄，等 ¾EKが高く原子炉で中性子の照射を受けて誘導放射能の低い材料で、定形冷却寄与材 cに食い込み易い材料を単独ないし混合物として採用する。溶融金属 b 2 には、アモルファス合金組成として、 Ti 50 Be 40 Z r lO, Ti 60 Be 40, 等の溶湯。定形冷却寄与材 cには、アルミニウム: A卜 2024や A卜 L i- M g合金を適用した原子炉用複合構造材料を造る方法で。

. 請求項 1から請求項 4に於ける不定形冷却寄与材 b 1 には冷却寄与可能な低温に維持された粒状の A 1 ₂0₃,バイオ'ガラス，ハイドロキシァパタイトを単独ないし混合物として採用する。溶融金属 b 2には、生体になじみの良い結晶金属組成の Ti - 6 Al -4V, 又はアモルファス合金組成として Au 80 S i 20やチタン基合金等の溶湯。定形冷却寄与材 cには、力一ポンファィバー不織布、パンチング加工のチタンゃタンタル板を適用して製造される整形外科用生 «能複合材料を造る方法。

0. 上記の請求項 1から請求項 4に於ける不定^ r却寄与材 b 1には粒状の蛭石、真珠岩、黒曜石等熱発泡性の微粒子、溶融金属 b 2には、アモルファス合金組成として Fe 80 B 20,

Fe 75 S i 10 B 15, Fe 62 Mo 20 C 18，定形冷却寄与材 cは？層とし、表面、中間層、裏面にロックフアイバ一を採用した不燃 '緩衝 '防音'通気性がある堅牢な複層の複合材料を造る方法であるを造る方法。