JP2001002478A - 複合材料およびその製造方法 - Google Patents
複合材料およびその製造方法Info
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- JP2001002478A JP2001002478A JP11169185A JP16918599A JP2001002478A JP 2001002478 A JP2001002478 A JP 2001002478A JP 11169185 A JP11169185 A JP 11169185A JP 16918599 A JP16918599 A JP 16918599A JP 2001002478 A JP2001002478 A JP 2001002478A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム相と、アルミニウムよりも低い熱
膨張係数を有する、セラミックス等の低熱膨張材料相と
を主体とする複合材料において、その破壊靱性値、ヤン
グ率、耐蝕性を向上させる。 【解決手段】低熱膨張材料の含有量が30重量%以上、
70重量%以下であり、複合材料中のアルミニウムおよ
び低熱膨張材料を構成する金属元素以外の金属元素の含
有量が、複合材料の重量に対して1重量%以下であり、
複合材料の密度が理論密度の95%以上である。好まし
くは、低熱膨張材料が、アルミニウム、珪素またはホウ
素の酸化物、炭化物または窒化物からなり、アルミニウ
ム相中の酸素の含有量が、複合材料の重量に対して1重
量%以下であり、複合材料の破壊靱性値が7MPam
1/2 以上である。
膨張係数を有する、セラミックス等の低熱膨張材料相と
を主体とする複合材料において、その破壊靱性値、ヤン
グ率、耐蝕性を向上させる。 【解決手段】低熱膨張材料の含有量が30重量%以上、
70重量%以下であり、複合材料中のアルミニウムおよ
び低熱膨張材料を構成する金属元素以外の金属元素の含
有量が、複合材料の重量に対して1重量%以下であり、
複合材料の密度が理論密度の95%以上である。好まし
くは、低熱膨張材料が、アルミニウム、珪素またはホウ
素の酸化物、炭化物または窒化物からなり、アルミニウ
ム相中の酸素の含有量が、複合材料の重量に対して1重
量%以下であり、複合材料の破壊靱性値が7MPam
1/2 以上である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム相
と、アルミニウムよりも低い熱膨張係数を有する、セラ
ミックス等の低熱膨張材料相とを主体とする複合材料に
関するものである。
と、アルミニウムよりも低い熱膨張係数を有する、セラ
ミックス等の低熱膨張材料相とを主体とする複合材料に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムは、低コストの軽量構造材
料として、自動車部品、半導体製造部品等で実用化され
ているが、剛性が低く、熱膨張が大きいという問題があ
る。このため、アルミニウムと、低熱膨張材料、例えば
AlN、Si3 N 4 、Al2 O3 、BN等との複合材料
の開発が進められている。
料として、自動車部品、半導体製造部品等で実用化され
ているが、剛性が低く、熱膨張が大きいという問題があ
る。このため、アルミニウムと、低熱膨張材料、例えば
AlN、Si3 N 4 、Al2 O3 、BN等との複合材料
の開発が進められている。
【0003】既存の技術では、低熱膨張材料の割合が少
ない組成範囲では、アルミニウム鋳造溶湯中に低熱膨張
材料を加える方法(鋳造法)が採用されており、低熱膨
張材料の割合が多い組成範囲では、低熱膨張材料の成形
体に対してアルミニウム溶湯を浸透させる方法(浸透
法)が採用されている。
ない組成範囲では、アルミニウム鋳造溶湯中に低熱膨張
材料を加える方法(鋳造法)が採用されており、低熱膨
張材料の割合が多い組成範囲では、低熱膨張材料の成形
体に対してアルミニウム溶湯を浸透させる方法(浸透
法)が採用されている。
【0004】しかし、一般にはセラミックスは溶融金属
に濡れないため、セラミックスと金属との複合化は困難
であった。このため、ランクサイド方式によって、セラ
ミックス基複合材料や金属基複合材料を製造することが
知られている(例えば、「セラミックス」32(199
7)No.2 第93頁−97頁、「ランクサイド方式
によるCMCおよびMMCのネットシェイプ製造技
術」)。例えば、炭化珪素/アルミニウム系、アルミナ
/アルミニウム系の各複合材料において、ランクサイド
法を適用し、溶融アルミニウムとセラミックスとの間の
濡れ性を良好にすることが知られている。この方法は、
一般に非加圧金属浸透法と呼ばれている。
に濡れないため、セラミックスと金属との複合化は困難
であった。このため、ランクサイド方式によって、セラ
ミックス基複合材料や金属基複合材料を製造することが
知られている(例えば、「セラミックス」32(199
7)No.2 第93頁−97頁、「ランクサイド方式
によるCMCおよびMMCのネットシェイプ製造技
術」)。例えば、炭化珪素/アルミニウム系、アルミナ
/アルミニウム系の各複合材料において、ランクサイド
法を適用し、溶融アルミニウムとセラミックスとの間の
濡れ性を良好にすることが知られている。この方法は、
一般に非加圧金属浸透法と呼ばれている。
【0005】この方法では、強化材である炭化珪素やア
ルミナを用いて、最終的な目的形状に近い形状を有する
プリフォームを成形し、プリフォームのうちアルミニウ
ム合金に接触する表面以外の表面に、成長停止用のバリ
アー膜を設ける。このプリフォームを、通常800℃程
度の窒素中でアルミニウム合金と接触させると、アルミ
ニウムがセラミックスを濡らしながらプリフォーム中の
空洞に浸透し、複合材料を形成する。そして、Mg(M
g3 N2 )を利用し、窒化アルミニウムのプリフォーム
中にアルミニウム溶融液または蒸気を浸透させることに
より、アルミニウムと窒化アルミニウムとの濡れ性を改
善し、緻密な複合材料を得ている。
ルミナを用いて、最終的な目的形状に近い形状を有する
プリフォームを成形し、プリフォームのうちアルミニウ
ム合金に接触する表面以外の表面に、成長停止用のバリ
アー膜を設ける。このプリフォームを、通常800℃程
度の窒素中でアルミニウム合金と接触させると、アルミ
ニウムがセラミックスを濡らしながらプリフォーム中の
空洞に浸透し、複合材料を形成する。そして、Mg(M
g3 N2 )を利用し、窒化アルミニウムのプリフォーム
中にアルミニウム溶融液または蒸気を浸透させることに
より、アルミニウムと窒化アルミニウムとの濡れ性を改
善し、緻密な複合材料を得ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした複合
材料は、破壊靱性値が低くなる傾向があり、大型の部品
に対する適用に制限があった。また、例えば、エッチン
グガスなどのハロゲン系腐食性ガスに対して暴露された
ときに、腐食を受けやすいという問題があった。
材料は、破壊靱性値が低くなる傾向があり、大型の部品
に対する適用に制限があった。また、例えば、エッチン
グガスなどのハロゲン系腐食性ガスに対して暴露された
ときに、腐食を受けやすいという問題があった。
【0007】本発明の課題は、アルミニウム相と、アル
ミニウムよりも低い熱膨張係数を有する、セラミックス
等の低熱膨張材料相とを主体とする複合材料において、
そのヤング率、破壊靱性値を向上させることである。
ミニウムよりも低い熱膨張係数を有する、セラミックス
等の低熱膨張材料相とを主体とする複合材料において、
そのヤング率、破壊靱性値を向上させることである。
【0008】また、本発明の課題は、アルミニウム相
と、アルミニウムよりも低い熱膨張係数を有する、セラ
ミックス等の低熱膨張材料相とを主体とする複合材料に
おいて、その腐食性ガスに対する耐蝕性を向上させるこ
とである。
と、アルミニウムよりも低い熱膨張係数を有する、セラ
ミックス等の低熱膨張材料相とを主体とする複合材料に
おいて、その腐食性ガスに対する耐蝕性を向上させるこ
とである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
相と、アルミニウムよりも低い熱膨張係数を有する低熱
膨張材料相とを主体とする複合材料であって、前記低熱
膨張材料の含有量が30重量%以上、70重量%以下で
あり、複合材料の密度が理論密度の95%以上であり、
複合材料中のアルミニウムおよび低熱膨張材料を構成す
る金属元素以外の金属元素の含有量が、複合材料の重量
に対して1重量%以下であることを特徴とする。
相と、アルミニウムよりも低い熱膨張係数を有する低熱
膨張材料相とを主体とする複合材料であって、前記低熱
膨張材料の含有量が30重量%以上、70重量%以下で
あり、複合材料の密度が理論密度の95%以上であり、
複合材料中のアルミニウムおよび低熱膨張材料を構成す
る金属元素以外の金属元素の含有量が、複合材料の重量
に対して1重量%以下であることを特徴とする。
【0010】本発明者は、低熱膨張材料の含有量を30
重量%以上、70重量%以下とし、複合材料の密度を理
論密度の95%以上とした場合に、複合材料中のアルミ
ニウムおよび低熱膨張材料を構成する金属元素以外の金
属元素の含有量を、複合材料の重量に対して1重量%以
下と高純度にすることによって、複合材料中の低熱膨張
材料の割合が同程度であっても、ヤング率は100GP
a以上の高剛性となり、熱膨張率は15ppm/k以下
となり、破壊靱性値が7MPam1/ 2 以上に維持でき、
更に腐食性ガスに対する耐蝕性を発揮することを見いだ
し、本発明に到達した。この理由は明らかではないが、
アルミニウム相の純度がそのヤング率等の機械的物性に
影響し、アルミニウム相と低熱膨張相との微視的な機械
的相互作用に影響しているものと思われる。
重量%以上、70重量%以下とし、複合材料の密度を理
論密度の95%以上とした場合に、複合材料中のアルミ
ニウムおよび低熱膨張材料を構成する金属元素以外の金
属元素の含有量を、複合材料の重量に対して1重量%以
下と高純度にすることによって、複合材料中の低熱膨張
材料の割合が同程度であっても、ヤング率は100GP
a以上の高剛性となり、熱膨張率は15ppm/k以下
となり、破壊靱性値が7MPam1/ 2 以上に維持でき、
更に腐食性ガスに対する耐蝕性を発揮することを見いだ
し、本発明に到達した。この理由は明らかではないが、
アルミニウム相の純度がそのヤング率等の機械的物性に
影響し、アルミニウム相と低熱膨張相との微視的な機械
的相互作用に影響しているものと思われる。
【0011】複合材料中のアルミニウムおよび低熱膨張
材料を構成する金属元素以外の金属元素の含有量は、複
合材料の重量に対して0.1重量%以下とすることが更
に好ましい。この下限値は特になく、アルミニウム以外
の金属元素が検出されない場合も含む。
材料を構成する金属元素以外の金属元素の含有量は、複
合材料の重量に対して0.1重量%以下とすることが更
に好ましい。この下限値は特になく、アルミニウム以外
の金属元素が検出されない場合も含む。
【0012】複合材料の密度は、理論密度の98%以上
とすることが一層好ましい。
とすることが一層好ましい。
【0013】低熱膨張材料は、非金属であれば特に制限
はないが、セラミックスが好ましく、アルミニウム、珪
素またはホウ素の酸化物、炭化物、窒化物、またはこれ
らを主相として構成されている複合材が好ましい。この
複合材料には、例えば、Si−Al−O−N、Si−A
l−N、Si3N4/AlNの混合物が挙げられる。
はないが、セラミックスが好ましく、アルミニウム、珪
素またはホウ素の酸化物、炭化物、窒化物、またはこれ
らを主相として構成されている複合材が好ましい。この
複合材料には、例えば、Si−Al−O−N、Si−A
l−N、Si3N4/AlNの混合物が挙げられる。
【0014】複合材料の室温におけるヤング率は100
GPa以上とすることができる。
GPa以上とすることができる。
【0015】また、低熱膨張材料として、アルミニウ
ム、珪素またはホウ素の炭化物、窒化物、またはそれら
の複合材を使用した場合には、複合材料中の酸素の含有
量は、複合材料の重量に対して1.5重量%以下とする
ことが好ましく、これによってアルミニウム相と低熱膨
張材料相との濡れ性が著しく向上することを見いだし
た。この理由は明確ではない。複合材料に1.5重量%
を超える酸素が含有されていると、この酸素がアルミニ
ウム相の低熱膨張材料相との界面付近にアルミナとして
存在し、このアルミナがアルミニウム相と低熱膨張材料
相との濡れ性を低下させている可能性がある。アルミニ
ウム相中の酸素の含有量を減少させることによって、ア
ルミニウム相と低熱膨張材料相との界面付近のアルミナ
が減少し、両者の濡れ性が改善したものと思われる。
ム、珪素またはホウ素の炭化物、窒化物、またはそれら
の複合材を使用した場合には、複合材料中の酸素の含有
量は、複合材料の重量に対して1.5重量%以下とする
ことが好ましく、これによってアルミニウム相と低熱膨
張材料相との濡れ性が著しく向上することを見いだし
た。この理由は明確ではない。複合材料に1.5重量%
を超える酸素が含有されていると、この酸素がアルミニ
ウム相の低熱膨張材料相との界面付近にアルミナとして
存在し、このアルミナがアルミニウム相と低熱膨張材料
相との濡れ性を低下させている可能性がある。アルミニ
ウム相中の酸素の含有量を減少させることによって、ア
ルミニウム相と低熱膨張材料相との界面付近のアルミナ
が減少し、両者の濡れ性が改善したものと思われる。
【0016】低熱膨張材料として、アルミニウム、珪素
またはホウ素の酸化物、またはこれらの複合材を使用し
た場合には、複合材料中の酸素の含有量と、複合材料中
の低熱膨張材料を構成する金属元素の含有量より換算し
た酸素量との差(即ち、低熱膨張材料を構成しない酸素
量)を、1.5重量%以下にすることが好ましい。これ
による作用効果は、上述したとおりである。
またはホウ素の酸化物、またはこれらの複合材を使用し
た場合には、複合材料中の酸素の含有量と、複合材料中
の低熱膨張材料を構成する金属元素の含有量より換算し
た酸素量との差(即ち、低熱膨張材料を構成しない酸素
量)を、1.5重量%以下にすることが好ましい。これ
による作用効果は、上述したとおりである。
【0017】アルミニウム粉末中の酸素の含有量は、好
ましくは1重量%以下とする。これによる作用効果は、
上述したとおりである。
ましくは1重量%以下とする。これによる作用効果は、
上述したとおりである。
【0018】また、本発明は、アルミニウム相と、アル
ミニウムよりも低い熱膨張係数を有する低熱膨張材料相
とを主体とする複合材料を製造する方法であって、アル
ミニウム粉末と低熱膨張材料の粉末とを含む原料粉末を
成形して成形体を得、この成形体を10-2Torr以下
の雰囲気圧力で、50kgf/cm2 以上の軸圧力下
で、アルミニウムの融点以上の温度で熱処理することを
特徴とする。
ミニウムよりも低い熱膨張係数を有する低熱膨張材料相
とを主体とする複合材料を製造する方法であって、アル
ミニウム粉末と低熱膨張材料の粉末とを含む原料粉末を
成形して成形体を得、この成形体を10-2Torr以下
の雰囲気圧力で、50kgf/cm2 以上の軸圧力下
で、アルミニウムの融点以上の温度で熱処理することを
特徴とする。
【0019】このように、アルミニウム粉末中に、濡れ
性改善のための金属成分を添加することなく、真空下
で、軸圧力を加えながら熱処理することによって、複合
材料中のアルミニウムおよび低熱膨張材料を構成する金
属元素以外の金属元素の含有量を、複合材料の重量に対
して1重量%以下に保持しつつ、複合材料の密度を理論
密度の95%以上とすることに成功した。
性改善のための金属成分を添加することなく、真空下
で、軸圧力を加えながら熱処理することによって、複合
材料中のアルミニウムおよび低熱膨張材料を構成する金
属元素以外の金属元素の含有量を、複合材料の重量に対
して1重量%以下に保持しつつ、複合材料の密度を理論
密度の95%以上とすることに成功した。
【0020】熱処理時の雰囲気圧力は、10-3Torr
以下とすることが特に好ましい。圧力の下限値は特にな
い。熱処理時に成形体に対して負荷される軸圧力は、1
00kgf/cm2 以上とすることが好ましく、150
kgf/cm2 以上とすることが更に好ましい。軸圧力
の上限は特になく、設備の限界によってのみ制限を受け
る。
以下とすることが特に好ましい。圧力の下限値は特にな
い。熱処理時に成形体に対して負荷される軸圧力は、1
00kgf/cm2 以上とすることが好ましく、150
kgf/cm2 以上とすることが更に好ましい。軸圧力
の上限は特になく、設備の限界によってのみ制限を受け
る。
【0021】また、熱処理時の雰囲気圧力を低下させる
ことによって、アルミニウム相の酸化を防止し、アルミ
ニウム相の低熱膨張材料相への濡れ性を改善しえるもの
と思われる。
ことによって、アルミニウム相の酸化を防止し、アルミ
ニウム相の低熱膨張材料相への濡れ性を改善しえるもの
と思われる。
【0022】アルミニウム粉末中のアルミニウム以外の
金属元素の含有量は、好ましくは3.3重量%以下と
し、更に好ましくは1重量%以下とする。これによっ
て、複合材料のアルミニウム相中に残留する金属不純物
を減少させることができる。
金属元素の含有量は、好ましくは3.3重量%以下と
し、更に好ましくは1重量%以下とする。これによっ
て、複合材料のアルミニウム相中に残留する金属不純物
を減少させることができる。
【0023】アルミニウム粉末の平均粒径を30μm以
下とすることが好ましい。
下とすることが好ましい。
【0024】また、低熱膨張材料の粉末を200kgf
/cm2 以下の軸圧力で圧縮成形したどきの圧粉体積
が、理論体積の60%以上となるように、粒径分布を制
御することが好ましい。これによって、アルミニウム粉
末と低熱膨張材料粉末とを成形して得られた成形体の密
度を向上させることができ、かつ熱処理後の複合材料の
密度を著しく向上させることができる。
/cm2 以下の軸圧力で圧縮成形したどきの圧粉体積
が、理論体積の60%以上となるように、粒径分布を制
御することが好ましい。これによって、アルミニウム粉
末と低熱膨張材料粉末とを成形して得られた成形体の密
度を向上させることができ、かつ熱処理後の複合材料の
密度を著しく向上させることができる。
【0025】このような性質を有する低熱膨張材料粉末
は、特に限定されないが、好ましくは、低熱膨張材料の
粉末は、平均粒径が20−100μmの粗粉と、平均粒
径が1−5μmの微粉との混合粉末である。これによっ
て、粉末を圧縮したときの全体の密度が上昇する。
は、特に限定されないが、好ましくは、低熱膨張材料の
粉末は、平均粒径が20−100μmの粗粉と、平均粒
径が1−5μmの微粉との混合粉末である。これによっ
て、粉末を圧縮したときの全体の密度が上昇する。
【0026】熱処理に際して、成形体に対して還元性材
料からなる容器の中で軸圧力を負荷することが好まし
い。これによって、熱処理時に、雰囲気中の酸素を捕捉
し、アルミニウム相の酸化を一層確実に防止できる。還
元性材料としては、カーボン、C/Cコンポジットを例
示できる。
料からなる容器の中で軸圧力を負荷することが好まし
い。これによって、熱処理時に、雰囲気中の酸素を捕捉
し、アルミニウム相の酸化を一層確実に防止できる。還
元性材料としては、カーボン、C/Cコンポジットを例
示できる。
【0027】本発明の複合材料は、各種の腐食物に対し
て高い耐蝕性を有しており、特にNF3 、CF4 、SF
6 等のフッ素系腐食性ガス、Cl2 、BCl3 等の塩素
系腐食性ガスに対して特に高い耐食性を有している。
て高い耐蝕性を有しており、特にNF3 、CF4 、SF
6 等のフッ素系腐食性ガス、Cl2 、BCl3 等の塩素
系腐食性ガスに対して特に高い耐食性を有している。
【0028】本発明の複合材料は、腐食性ガスに対して
曝露される、半導体製造装置や液晶ディスプレイ製造装
置内の部材やチャンバー、自動車部品に対して好適に使
用できる。例えば、こうした部材としては、発熱体、静
電チャック用電極、高周波発生用電極が埋設されている
サセプター、このサセプターに対して接合されているシ
ャフトや裏板、シャワー板、ドーム、ルーフなどを例示
できる。
曝露される、半導体製造装置や液晶ディスプレイ製造装
置内の部材やチャンバー、自動車部品に対して好適に使
用できる。例えば、こうした部材としては、発熱体、静
電チャック用電極、高周波発生用電極が埋設されている
サセプター、このサセプターに対して接合されているシ
ャフトや裏板、シャワー板、ドーム、ルーフなどを例示
できる。
【0029】
【実施例】(実施例1−10)表1−表4に、実施例1
−10の原料条件、処理条件、複合材料の特性を示す。
表1、表2に示す平均粒径、非アルミニウムの金属含有
量を有するAlNの粗粉と、表1、表2に示す平均粒
径、非アルミニウムの金属含有量を有するAlNの微粉
とを、表に示す配合比で混合し、配合粉を得た。混合の
際には、配合はイソプロピルアルコールを溶媒とし、湿
式のポットミルを用い、得られたスラリーをN2 フロー
型の乾燥機で100℃で乾燥した。更に、乾燥物を30
目の篩を通し、顆粒状の粉末を得た。配合粉を、150
kgf/cm2 または200kgf/cm2 の軸圧下で
成形したときの圧粉の理論密度に対する相対密度を、表
に示す。また、表1、2に示す平均粒径、非Al金属含
有量、酸素量を有する、高純度アトマイズAl粉末を使
用した。
−10の原料条件、処理条件、複合材料の特性を示す。
表1、表2に示す平均粒径、非アルミニウムの金属含有
量を有するAlNの粗粉と、表1、表2に示す平均粒
径、非アルミニウムの金属含有量を有するAlNの微粉
とを、表に示す配合比で混合し、配合粉を得た。混合の
際には、配合はイソプロピルアルコールを溶媒とし、湿
式のポットミルを用い、得られたスラリーをN2 フロー
型の乾燥機で100℃で乾燥した。更に、乾燥物を30
目の篩を通し、顆粒状の粉末を得た。配合粉を、150
kgf/cm2 または200kgf/cm2 の軸圧下で
成形したときの圧粉の理論密度に対する相対密度を、表
に示す。また、表1、2に示す平均粒径、非Al金属含
有量、酸素量を有する、高純度アトマイズAl粉末を使
用した。
【0030】これらのAl粉末とAlN粉末とを、表
1、表2に示す重量比で、V型混合機により乾式混合
し、得られた混合粉末を、200kgf/cm2 の成形
圧力で一軸加圧成形し、直径80mm、厚さ12mmの
円盤状の成形体を得た。この成形体をカーボン治具の中
に入れ、カーボン発熱体炉中で、表3、4に示す炉内雰
囲気圧力、熱処理温度、軸方向の圧力下で熱処理した。
この際には、熱処理の全領域で所定雰囲気、軸圧力を保
持して行った。
1、表2に示す重量比で、V型混合機により乾式混合
し、得られた混合粉末を、200kgf/cm2 の成形
圧力で一軸加圧成形し、直径80mm、厚さ12mmの
円盤状の成形体を得た。この成形体をカーボン治具の中
に入れ、カーボン発熱体炉中で、表3、4に示す炉内雰
囲気圧力、熱処理温度、軸方向の圧力下で熱処理した。
この際には、熱処理の全領域で所定雰囲気、軸圧力を保
持して行った。
【0031】得られた複合材料の室温におけるヤング
率、破壊靭性値、窒素量、酸素量、Alの割合、非Al
金属元素量を測定した。また、AlN量を窒素量の換算
により求めた。測定値を表3、4に示す。全Al量は、
複合材料を加圧酸溶解後、滴定により求めた。窒素量
は、複合材料を不活性ガス雰囲気下で融解して脱離した
N2 のTCD 測定により定量した。酸素量は、複合材料を
不活性ガス雰囲気下で融解して発生したCOの赤外線吸収
スペクトル分析により得た。非Al金属元素量は、複合
材料を加圧酸処理後、ICP発光スペクトル分析により
定性、定量した。破壊靭性値は、シェブロンノッチ法、
ヤング率は四点曲げ試験の応力−歪み曲線より求めた。
率、破壊靭性値、窒素量、酸素量、Alの割合、非Al
金属元素量を測定した。また、AlN量を窒素量の換算
により求めた。測定値を表3、4に示す。全Al量は、
複合材料を加圧酸溶解後、滴定により求めた。窒素量
は、複合材料を不活性ガス雰囲気下で融解して脱離した
N2 のTCD 測定により定量した。酸素量は、複合材料を
不活性ガス雰囲気下で融解して発生したCOの赤外線吸収
スペクトル分析により得た。非Al金属元素量は、複合
材料を加圧酸処理後、ICP発光スペクトル分析により
定性、定量した。破壊靭性値は、シェブロンノッチ法、
ヤング率は四点曲げ試験の応力−歪み曲線より求めた。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【表3】
【0035】
【表4】
【0036】実施例1では、AlN割合が48.2重量
%、Al割合が50.6重量%、酸素量1.09重量
%、非Al金属元素含有量0.06重量%の高純度複合材
料が得られた。また、得られた複合材料は、理論密度に
対する相対密度が95%であり、室温におけるヤング率
が121GPaであり、11MPam1/2 の高い破壊靭
性を有していた。実施例1−10で得られた複合材料
は、いずれも高い破壊靭性値を有し、酸素量が1.5重
量%以下、非Al金属元素量が1重量%以下と高純度で
あった。
%、Al割合が50.6重量%、酸素量1.09重量
%、非Al金属元素含有量0.06重量%の高純度複合材
料が得られた。また、得られた複合材料は、理論密度に
対する相対密度が95%であり、室温におけるヤング率
が121GPaであり、11MPam1/2 の高い破壊靭
性を有していた。実施例1−10で得られた複合材料
は、いずれも高い破壊靭性値を有し、酸素量が1.5重
量%以下、非Al金属元素量が1重量%以下と高純度で
あった。
【0037】(比較例1−9)比較例1−9では、表5
−表8に示す原料条件、処理条件に従って、実施例1−
10と同様に、原料の調合、成形、熱処理を行い、各特
性を測定した。ただし、比較例4、5では、Al粉末と
して、Al-Mg 合金またはAl-Si-Mg合金の粉末を用いた。
測定値を表7、表8に示す。
−表8に示す原料条件、処理条件に従って、実施例1−
10と同様に、原料の調合、成形、熱処理を行い、各特
性を測定した。ただし、比較例4、5では、Al粉末と
して、Al-Mg 合金またはAl-Si-Mg合金の粉末を用いた。
測定値を表7、表8に示す。
【0038】
【表5】
【0039】
【表6】
【0040】
【表7】
【0041】
【表8】
【0042】比較例1−3、6、8、9では、相対密度
95%に満たなかった。これは、処理雰囲気(比較例
1)、AlN/Al比(比較例2)、Alの粒径(比較
例3)、AlN 単味の圧粉体積(比較例6)、処理温度
(比較例8)、処理時の軸圧力(比較例9)、アルミニ
ウム粉末中の酸素量(比較例10)に起因すると考えら
れる。比較例4−5では、相対密度95%以上であった
が、Alの割合が同程度の実施例と比較すると、破壊靭性
値が低い結果となった。これは、Al合金を使用するこ
とにより、非Al金属量が増加したことによると考えられ
る。比較例7はAlの割合が多いため、破壊靭性値が非
常に高いが、室温におけるヤング率が低い結果となっ
た。比較例9は複合材料のAl割合が低く、多孔質体で脆
いものとなった。
95%に満たなかった。これは、処理雰囲気(比較例
1)、AlN/Al比(比較例2)、Alの粒径(比較
例3)、AlN 単味の圧粉体積(比較例6)、処理温度
(比較例8)、処理時の軸圧力(比較例9)、アルミニ
ウム粉末中の酸素量(比較例10)に起因すると考えら
れる。比較例4−5では、相対密度95%以上であった
が、Alの割合が同程度の実施例と比較すると、破壊靭性
値が低い結果となった。これは、Al合金を使用するこ
とにより、非Al金属量が増加したことによると考えられ
る。比較例7はAlの割合が多いため、破壊靭性値が非
常に高いが、室温におけるヤング率が低い結果となっ
た。比較例9は複合材料のAl割合が低く、多孔質体で脆
いものとなった。
【0043】(微構造の観察)実施例1−10の各複合
材料について、電子顕微鏡を用いて窒化アルミニウムの
分布状態を観察した。代表として実施例5の微構造写真
を図1に示す。その結果、複合材料中では、マトリック
スであるAl中にAlN 粒子が均一に分散しており、AlN と
Alの界面は良く濡れていることが明らかになった。マト
リックス中には1−2μmの微少な気孔が僅かに点在し
ているが、大きな気孔は確認されなかった。
材料について、電子顕微鏡を用いて窒化アルミニウムの
分布状態を観察した。代表として実施例5の微構造写真
を図1に示す。その結果、複合材料中では、マトリック
スであるAl中にAlN 粒子が均一に分散しており、AlN と
Alの界面は良く濡れていることが明らかになった。マト
リックス中には1−2μmの微少な気孔が僅かに点在し
ているが、大きな気孔は確認されなかった。
【0044】(耐食試験)実施例1−10、比較例4、
5について、腐食性ガスに対する耐食試験を行った。試
験条件は、腐食性ガスとして、NF3 :75sccm/
N2 :100sccmの混合ガスを使用した。圧力を
0.1Torr以下とし、試験温度:550 ℃、試験時
間:5時間、印加RF出力:800Wで試験した。試験
前後の複合材料の重量変化を、表3、4、7に示す。
5について、腐食性ガスに対する耐食試験を行った。試
験条件は、腐食性ガスとして、NF3 :75sccm/
N2 :100sccmの混合ガスを使用した。圧力を
0.1Torr以下とし、試験温度:550 ℃、試験時
間:5時間、印加RF出力:800Wで試験した。試験
前後の複合材料の重量変化を、表3、4、7に示す。
【0045】代表として実施例1、6、比較例4、比較
例5について記述する。実施例6では、試験前後で重量
変化が起こらなかった。実施例1では、0.06mg/cm
2 、重量が増加した。実施例1では、Alの含有量が実施
例6と比較して多いため、Alのフッ化物が複合材料の
表面に析出して、重量が増加したと考えられる。比較例
4、5では、試験前後で、それぞれ3.7mg/cm
2 、2.4mg/cm2 の重量増加が確認された。含有
する非Al金属が、Alのフッ化反応を促進しているた
めと考えられる。
例5について記述する。実施例6では、試験前後で重量
変化が起こらなかった。実施例1では、0.06mg/cm
2 、重量が増加した。実施例1では、Alの含有量が実施
例6と比較して多いため、Alのフッ化物が複合材料の
表面に析出して、重量が増加したと考えられる。比較例
4、5では、試験前後で、それぞれ3.7mg/cm
2 、2.4mg/cm2 の重量増加が確認された。含有
する非Al金属が、Alのフッ化反応を促進しているた
めと考えられる。
【0046】(実施例11−13)表9、表10に、実
施例11−13の原料条件、処理条件を示す。実施例1
1を代表として詳細を記述する。SiC 粉は、平均粒径1
00μm、非Al金属含有量0.2重量%の粗粉と、平均
粒径3μm、非Al金属含有量0.1重量%の微粉を重量
比70:30で、イソプロピルアルコールを溶媒とした湿式
のポットミルを用いて混合し、得られたスラリーをN2
フロー型の乾燥機で110℃で乾燥し、配合SiC 粉を得
た。更に、乾燥物を30目の篩をとおして顆粒状粉末を
得た。配合粉を軸圧200kgf/cm2 で成形した時
の圧粉体積は理論密度の64% となった。Al粉は、平均粒
径2μm、非Al金属元素量0.15重量%以下、酸素量
0.98重量%の高純度アトマイズAl粉を使用した。
施例11−13の原料条件、処理条件を示す。実施例1
1を代表として詳細を記述する。SiC 粉は、平均粒径1
00μm、非Al金属含有量0.2重量%の粗粉と、平均
粒径3μm、非Al金属含有量0.1重量%の微粉を重量
比70:30で、イソプロピルアルコールを溶媒とした湿式
のポットミルを用いて混合し、得られたスラリーをN2
フロー型の乾燥機で110℃で乾燥し、配合SiC 粉を得
た。更に、乾燥物を30目の篩をとおして顆粒状粉末を
得た。配合粉を軸圧200kgf/cm2 で成形した時
の圧粉体積は理論密度の64% となった。Al粉は、平均粒
径2μm、非Al金属元素量0.15重量%以下、酸素量
0.98重量%の高純度アトマイズAl粉を使用した。
【0047】これらのAl粉と配合SiC 粉を混合比70:30
でV型混合機により乾式混合し、得られたSiC/Al混合粉
末を200kgf/cm2 の圧力で一軸加圧成形し、直
径80mm、厚さ12mmの円盤状の成形体を得た。この
成形体をカーボン治具の中に入れ、カーボン発熱体炉中
で、炉内雰囲気6×10-4Torr、温度700℃、軸
圧力200kgf/cm2 下で熱処理した。この際に
は、熱処理の全領域で所定雰囲気、軸圧力を保持して行
った。
でV型混合機により乾式混合し、得られたSiC/Al混合粉
末を200kgf/cm2 の圧力で一軸加圧成形し、直
径80mm、厚さ12mmの円盤状の成形体を得た。この
成形体をカーボン治具の中に入れ、カーボン発熱体炉中
で、炉内雰囲気6×10-4Torr、温度700℃、軸
圧力200kgf/cm2 下で熱処理した。この際に
は、熱処理の全領域で所定雰囲気、軸圧力を保持して行
った。
【0048】得られた複合材料の室温におけるヤング
率、破壊靭性値、炭素量、酸素量、Al量、非Al金属元素
量を測定した。また、SiC 量を炭素量の換算により求め
た。各測定値を表10に示す。全Al量は、複合材料を
加圧酸溶解後,滴定により求めた。炭素量は、複合材料
を加圧酸処理後、高周波加熱によって脱離したCO、C
O2 の赤外線吸収スペクトル分析から求めた。酸素量
は、複合材料を不活性ガス雰囲気下で融解して発生した
COの赤外線吸収スペクトル分析から求めた。非Al金属
元素量は、複合材料を加圧酸処理後、ICP発光スペク
トル分析により定性、定量した。破壊靭性はシェブロン
ノッチ法によって測定し、ヤング率は四点曲げ試験の応
力−歪み曲線より求めた。
率、破壊靭性値、炭素量、酸素量、Al量、非Al金属元素
量を測定した。また、SiC 量を炭素量の換算により求め
た。各測定値を表10に示す。全Al量は、複合材料を
加圧酸溶解後,滴定により求めた。炭素量は、複合材料
を加圧酸処理後、高周波加熱によって脱離したCO、C
O2 の赤外線吸収スペクトル分析から求めた。酸素量
は、複合材料を不活性ガス雰囲気下で融解して発生した
COの赤外線吸収スペクトル分析から求めた。非Al金属
元素量は、複合材料を加圧酸処理後、ICP発光スペク
トル分析により定性、定量した。破壊靭性はシェブロン
ノッチ法によって測定し、ヤング率は四点曲げ試験の応
力−歪み曲線より求めた。
【0049】
【表9】
【0050】
【表10】
【0051】実施例11では、Al割合67.0重量%、
SiC 割合32.2重量%、酸素量0.71重量%、非Al
金属元素量0.08重量%の高純度複合材料が得られ
た。また、得られた複合材料は、理論密度に対する相対
密度が97%、室温におけるヤング率が130GPaで、13.6
MPam1/2 の高い破壊靭性を有していた。
SiC 割合32.2重量%、酸素量0.71重量%、非Al
金属元素量0.08重量%の高純度複合材料が得られ
た。また、得られた複合材料は、理論密度に対する相対
密度が97%、室温におけるヤング率が130GPaで、13.6
MPam1/2 の高い破壊靭性を有していた。
【0052】実施例12、13においても、実施例11
と同様に、原料の調合、成形、熱処理を行い、各特性を
測定した。実施例11−13で得られた複合材料は、い
ずれも高い破壊靭性を有し、酸素量、非Al金属元素量が
1重量%以下と高純度であった。また、SiC 割合30〜
70wt%、Al割合70〜30wt%であり、本発明の製法
は、SiC/Al比の自由度が高いことを特徴とする。
と同様に、原料の調合、成形、熱処理を行い、各特性を
測定した。実施例11−13で得られた複合材料は、い
ずれも高い破壊靭性を有し、酸素量、非Al金属元素量が
1重量%以下と高純度であった。また、SiC 割合30〜
70wt%、Al割合70〜30wt%であり、本発明の製法
は、SiC/Al比の自由度が高いことを特徴とする。
【0053】(比較例11)比較例11では、表9、1
0に示す原料条件、処理条件に従って、実施例11−1
3と同様に、原料の調合、成形、熱処理を行い、各特性
を測定した。測定値を表10に示す。ただし使用するAl
には、4重量%の珪素を含むアトマイズAl粉末を用いて
実施した。
0に示す原料条件、処理条件に従って、実施例11−1
3と同様に、原料の調合、成形、熱処理を行い、各特性
を測定した。測定値を表10に示す。ただし使用するAl
には、4重量%の珪素を含むアトマイズAl粉末を用いて
実施した。
【0054】比較例11で得られた複合材料は、同程度
のAl割合の実施例13と比較して、破壊靭性が低い結果
となった。これは、複合材料中に珪素を中心とした1.
3重量%の非Al金属元素を含有するからであると考えら
れる。
のAl割合の実施例13と比較して、破壊靭性が低い結果
となった。これは、複合材料中に珪素を中心とした1.
3重量%の非Al金属元素を含有するからであると考えら
れる。
【0055】(微構造の観察)実施例11−13の各複
合材料について、電子顕微鏡を用いて炭化珪素およびア
ルミナの分布状態を観察した。この結果、マトリックス
であるAl中にSiC 粒子が均一に分散しており、SiC とAl
の界面は良く濡れていることが明らかとなった。
合材料について、電子顕微鏡を用いて炭化珪素およびア
ルミナの分布状態を観察した。この結果、マトリックス
であるAl中にSiC 粒子が均一に分散しており、SiC とAl
の界面は良く濡れていることが明らかとなった。
【0056】(耐蝕試験)実施例11−13、比較例1
0について、Cl2 :300sccmとN2 :100s
ccmの混合ガスを用い、圧力0.1Torr下、46
0℃の条件においてRFパワー800Wを印加して、5
時間耐蝕試験を行った。
0について、Cl2 :300sccmとN2 :100s
ccmの混合ガスを用い、圧力0.1Torr下、46
0℃の条件においてRFパワー800Wを印加して、5
時間耐蝕試験を行った。
【0057】代表として実施例13、比較例10につい
て詳細を記述する。試験前後の複合材料の重量変化を調
べたところ、実施例13では重量が変化せず、比較例1
0では、2.5g/cm3 、重量が減少した。これは、
比較例10中に珪素を中心とした非Al金属元素が1.3
重量%含まれているため、非Al金属部から腐食が進行す
るためであると考えられる。
て詳細を記述する。試験前後の複合材料の重量変化を調
べたところ、実施例13では重量が変化せず、比較例1
0では、2.5g/cm3 、重量が減少した。これは、
比較例10中に珪素を中心とした非Al金属元素が1.3
重量%含まれているため、非Al金属部から腐食が進行す
るためであると考えられる。
【0058】これらの結果から、本発明の複合材料が塩
素系腐食性ガスに対する耐食性が高いことが示された。
素系腐食性ガスに対する耐食性が高いことが示された。
【0059】(実施例14)表11に、実施例14の原
料条件、処理条件、複合材料特性を示す。Al2O3粉
は、平均粒径70μm、非Al金属含有量0.1重量%
の粗粉と、平均粒径3μm、非Al金属含有量0.2重
量%の微粉とを、重量比70:30で混合し、混合粉を
得た。配合の際には、イソプロピルアルコールを溶媒と
し、湿式のポットミルを用い、得られたスラリーをN2
フロー型の乾燥機で110℃で乾燥した。更に、乾燥物
を30目の篩を通し、顆粒状の粉末を得た。配合粉を、
200kgf/cm2 または200kgf/cm2 の軸
圧下で成形したときの圧粉の理論密度に対する相対密度
は、66%となった。Al粉としては、平均粒径2μ
m、非Al金属含有量0.15重量%以下の高純度アト
マイズAl粉を使用した。
料条件、処理条件、複合材料特性を示す。Al2O3粉
は、平均粒径70μm、非Al金属含有量0.1重量%
の粗粉と、平均粒径3μm、非Al金属含有量0.2重
量%の微粉とを、重量比70:30で混合し、混合粉を
得た。配合の際には、イソプロピルアルコールを溶媒と
し、湿式のポットミルを用い、得られたスラリーをN2
フロー型の乾燥機で110℃で乾燥した。更に、乾燥物
を30目の篩を通し、顆粒状の粉末を得た。配合粉を、
200kgf/cm2 または200kgf/cm2 の軸
圧下で成形したときの圧粉の理論密度に対する相対密度
は、66%となった。Al粉としては、平均粒径2μ
m、非Al金属含有量0.15重量%以下の高純度アト
マイズAl粉を使用した。
【0060】これらのAl粉末とAl2O3粉末とを、
重量比40:60で、V型混合機により乾式混合し、得
られたAl/Al2O3混合粉末を、200kgf/c
m2 の成形圧力で一軸加圧成形し、直径80mm、厚さ
12mmの円盤状の成形体を得た。この成形体をカーボ
ン治具の中に入れ、カーボン発熱体炉中で、炉内雰囲気
6×10-4Torr、温度900℃、軸圧力200kg
f/cm2で熱処理した。この際には、熱処理の全領域
で所定雰囲気、軸圧力を保持して行った。
重量比40:60で、V型混合機により乾式混合し、得
られたAl/Al2O3混合粉末を、200kgf/c
m2 の成形圧力で一軸加圧成形し、直径80mm、厚さ
12mmの円盤状の成形体を得た。この成形体をカーボ
ン治具の中に入れ、カーボン発熱体炉中で、炉内雰囲気
6×10-4Torr、温度900℃、軸圧力200kg
f/cm2で熱処理した。この際には、熱処理の全領域
で所定雰囲気、軸圧力を保持して行った。
【0061】得られた複合材料の室温におけるヤング
率、破壊靱性値、酸素量、Al量、非Al金属元素量を
測定した。複合材料を不活性ガス雰囲気下で融解して発
生したCO、CO2 の赤外線吸収スペクトル分析によ
り、酸素量を求めた。複合材料中のAl2 O3 量および
マトリックスのAl量は、断面の走査型電子顕微鏡写真
画像のコントラストを画像処理することによって、定量
した。複合材料中の全酸素量と低熱膨張材料中の酸素量
との差から、マトリックス中の酸素量を求めた。非Al
金属元素量は、複合材料を加圧酸処理後、ICP(誘導
結合プラズマ)発光スペクトル分析により定性、定量し
た。破壊靱性値は、シェブロンノッチ法、ヤング率は四
点曲げ試験の応力−歪み曲線より求めた。
率、破壊靱性値、酸素量、Al量、非Al金属元素量を
測定した。複合材料を不活性ガス雰囲気下で融解して発
生したCO、CO2 の赤外線吸収スペクトル分析によ
り、酸素量を求めた。複合材料中のAl2 O3 量および
マトリックスのAl量は、断面の走査型電子顕微鏡写真
画像のコントラストを画像処理することによって、定量
した。複合材料中の全酸素量と低熱膨張材料中の酸素量
との差から、マトリックス中の酸素量を求めた。非Al
金属元素量は、複合材料を加圧酸処理後、ICP(誘導
結合プラズマ)発光スペクトル分析により定性、定量し
た。破壊靱性値は、シェブロンノッチ法、ヤング率は四
点曲げ試験の応力−歪み曲線より求めた。
【0062】
【表11】
【0063】Al2O3の割合が65.2重量%、Al
の割合が34.3重量%、マトリックス中の酸素量0.
42重量%、非Al金属元素含有量0.07重量%の高
純度複合材料が得られた。また、得られた複合材料は、
理論密度に対する相対密度が96%、室温におけるヤン
グ率が220GPaで、14.8Pam1/2の高い破
壊靱性値を有していた。
の割合が34.3重量%、マトリックス中の酸素量0.
42重量%、非Al金属元素含有量0.07重量%の高
純度複合材料が得られた。また、得られた複合材料は、
理論密度に対する相対密度が96%、室温におけるヤン
グ率が220GPaで、14.8Pam1/2の高い破
壊靱性値を有していた。
【0064】(微構造の観察)実施例14の複合材料に
ついて、電子顕微鏡を用いてアルミナ粒子の分布状態を
観察した。この結果、マトリックスであるAl中にAl2
O3 粒子が均一に分散しており、Al2 O3 とAlとの
界面は良く濡れていることが明らかとなった。
ついて、電子顕微鏡を用いてアルミナ粒子の分布状態を
観察した。この結果、マトリックスであるAl中にAl2
O3 粒子が均一に分散しており、Al2 O3 とAlとの
界面は良く濡れていることが明らかとなった。
【0065】(耐蝕試験)実施例14で得られた複合材
料について、腐食性ガスに対する耐蝕試験を行った。試
験条件は、腐食性ガス:NF3 75sccm/N2
100sccmの混合ガスを用い、圧力0.1Tor
r、試験温度550℃、試験時間5時間、印加高周波出
力800Wであった。試験前後の複合材料の重量を比較
すると、試験後には0.01g/cm2 、重量が減少し
た。重量減少は、複合材料の表面に露出したAl相の減
少によるものと考えられる。
料について、腐食性ガスに対する耐蝕試験を行った。試
験条件は、腐食性ガス:NF3 75sccm/N2
100sccmの混合ガスを用い、圧力0.1Tor
r、試験温度550℃、試験時間5時間、印加高周波出
力800Wであった。試験前後の複合材料の重量を比較
すると、試験後には0.01g/cm2 、重量が減少し
た。重量減少は、複合材料の表面に露出したAl相の減
少によるものと考えられる。
【0066】以上述べたように、本発明によれば、アル
ミニウム相と、アルミナ相とを主体とする複合材料にお
いて、純度、破壊靭性、室温におけるヤング率、耐蝕性
が高い複合材料を提供できる。
ミニウム相と、アルミナ相とを主体とする複合材料にお
いて、純度、破壊靭性、室温におけるヤング率、耐蝕性
が高い複合材料を提供できる。
【0067】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、アルミニウム相と、アルミニウムよりも低い熱膨張
係数を有する低熱膨張材料相とを主体とする複合材料に
おいて、純度、破壊靭性、室温におけるヤング率、耐蝕
性が高く、アルミニウム相/低熱膨張材料相の割合の自
由度が高い複合材料を提供できる。
ば、アルミニウム相と、アルミニウムよりも低い熱膨張
係数を有する低熱膨張材料相とを主体とする複合材料に
おいて、純度、破壊靭性、室温におけるヤング率、耐蝕
性が高く、アルミニウム相/低熱膨張材料相の割合の自
由度が高い複合材料を提供できる。
【図1】実施例5の微構造写真を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桝田 昌明 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 Fターム(参考) 4K018 AA15 AB02 AB03 AB04 BB04 CA02 DA32
Claims (12)
- 【請求項1】アルミニウム相と、アルミニウムよりも低
い熱膨張係数を有する低熱膨張材料相とを主体とする複
合材料であって、前記低熱膨張材料の含有量が30重量
%以上、70重量%以下であり、前記複合材料の密度が
理論密度の95%以上であり、複合材料中のアルミニウ
ムおよび前記低熱膨張材料を構成する金属元素以外の金
属元素の含有量が、前記複合材料の重量に対して1重量
%以下であることを特徴とする、複合材料。 - 【請求項2】前記低熱膨張材料が、アルミニウム、珪素
またはホウ素の炭化物、窒化物またはこれらの複合材か
らなることを特徴とする、請求項1記載の複合材料。 - 【請求項3】前記複合材料中の酸素の含有量が1.5重
量%以下であることを特徴とする、請求項1または2記
載の複合材料。 - 【請求項4】前記低熱膨張材料が、アルミニウム、珪
素、またはホウ素の酸化物またはこれらの複合材からな
ることを特徴とする、請求項1記載の複合材料。 - 【請求項5】前記複合材料中の酸素の含有量と、前記複
合材料中の前記低熱膨張材料を構成する金属元素の含有
量より換算した酸素量との差が1.5重量%以下である
ことを特徴とする、請求項4記載の複合材料。 - 【請求項6】前記複合材料の室温におけるヤング率が1
00GPa以上であることを特徴とする、請求項1−5
のいずれか一つの請求項に記載の複合材料。 - 【請求項7】前記複合材料の破壊靱性値が7MPam
1/2 以上であることを特徴とする、請求項1−6のいず
れか一つの請求項に記載の複合材料。 - 【請求項8】アルミニウム相と、アルミニウムよりも低
い熱膨張係数を有する低熱膨張材料相とを主体とする複
合材料を製造する方法であって、アルミニウム粉末と低
熱膨張材料の粉末とを含む原料粉末を成形して成形体を
得、この成形体を10-2Torr以下の雰囲気圧力で、
50kgf/cm2 以上の軸圧力下で、アルミニウムの
融点以上の温度で熱処理することを特徴とする、複合材
料の製造方法。 - 【請求項9】前記アルミニウム粉末中の酸素量が1重量
%以下であり、アルミニウム以外の金属元素の含有量が
3.3重量%以下であり、前記アルミニウム粉末の平均
粒径が30μm以下であることを特徴とする、請求項8
記載の複合材料の製造方法。 - 【請求項10】前記低熱膨張材料の粉末を200kgf
/cm2 以下の軸圧力で圧縮成形したときの圧粉体積が
理論体積の60%以上であることを特徴とする、請求項
8または9記載の複合材料の製造方法。 - 【請求項11】前記低熱膨張材料の粉末が、平均粒径2
0−100μmの粗粉と、平均粒径1−5μmの微粉と
の混合粉末であることを特徴とする、請求項10記載の
複合材料の製造方法。 - 【請求項12】前記熱処理に際して、前記成形体に対し
て還元性材料からなる容器の中で前記軸圧力を負荷する
ことを特徴とする、請求項8−11のいずれか一つの請
求項に記載の複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11169185A JP2001002478A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11169185A JP2001002478A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 複合材料およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001002478A true JP2001002478A (ja) | 2001-01-09 |
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-
1999
- 1999-06-16 JP JP11169185A patent/JP2001002478A/ja active Pending
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