JP4357380B2 - アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方法 - Google Patents
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焼成温度が高いほど、プリフォームは高強度となるが、炭化珪素質粉末は、酸化性雰囲気下で焼成すると酸化する場合があるので、酸化性雰囲気下では800〜1100℃の範囲で焼成することが好ましい。焼成温度及び時間は、プリフォームの大きさ、炉への投入量、雰囲気等の条件に合わせて、適宜決められる。
アルミニウム板の厚さと炭化珪素質多孔体の合計厚さとの比が1:9より小さく高純度アルミニウム板が薄くなると、熱膨張係数を低減することが可能で、例えば1.5×10−5/K以下とすることができるが、アルミニウム部分での熱の拡散が不十分となるため、特に高温での熱伝導性が不良となる場合がある。
一方、アルミニウム板の厚さと炭化珪素質多孔体の合計厚さとの比が6:4よりも大きくアルミニウム板が厚くなると、熱膨張係数の値が大きくなり、例えば熱膨張係数を1.5×10−5/K以下にすることが困難となる場合がある。
本発明に係るアルミニウム合金-炭化珪素質複合体は、相対密度95%以上が好ましい。相対密度が95%未満の場合、気孔により熱伝導が阻害される場合がある。
一般に金属-セラミックス質複合体の製造方法には、粉末冶金法、高圧鍛造法等があるが、本発明のアルミニウム合金-炭化珪素質複合体の製造方法としては、高圧下で含浸を行う高圧鍛造法が最も好適な方法である。高圧鍛造法とは、高圧容器内にセラミックス多孔体を配置し、これに金属の溶湯を高圧で含浸させて金属-セラミックス質複合体を得る方法であり、溶湯鍛造法とダイキャスト法がある。
前記ブロックを500〜700℃で予備加熱後、高圧容器内に1個または2個以上配置し、ブロックの温度低下を防ぐためできるだけ速やかにアルミニウム合金の溶湯を30MPa以上の圧力で加圧し、アルミニウム合金をプリフォームの空隙中に含浸させることで、アルミニウム合金-炭化珪素質複合体のブロックが得られる。
本発明においては、高圧鍛造法によるアルミニウム合金の含浸を行った後でも、積層して挟まれたアルミニウム板の厚さは変化しないので、積層したアルミニウム板の厚さがそのままアルミニウム合金-炭化珪素質複合体中のアルミニウム層の厚みとなる。
本発明者は、アルミニウム板を挟み込む炭化珪素質多孔体の厚さを制御することにより、加熱時に所望の量の反りを導入でき、ばらつきも小さくなることを見出した。
得られた成形体を、大気中、温度890℃で2時間焼成して、プリフォーム中の炭化珪素質成分が67体積%のプリフォームを得た。
プリフォームの厚さを4.6mmとし、アルミニウム板を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてアルミニウム合金-炭化珪素質複合体を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
プリフォームの合計の厚さを0.9mm、アルミニウム板の厚さを3.6mmとしたこと以外は、実施例1と同様にしてアルミニウム合金-炭化珪素質複合体を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (3)
- アルミニウム板を炭化珪素質多孔体で挟んだ複合体に高圧鍛造法でアルミニウム合金を含浸して得られるアルミニウム合金-炭化珪素質複合体であって、前記複合体のアルミニウム板の厚さと炭化珪素質多孔体の厚さの比が、1:9〜6:4の範囲にあることを特徴とする、高温領域でも放熱特性に優れたアルミニウム合金-炭化珪素質複合体の製造方法。
- アルミニウム板が、純度99.0%以上の高純度アルミニウムからなることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合金-炭化珪素質複合体の製造方法。
- アルミニウム板を挟み込む炭化珪素質多孔体の厚さが異なることを特徴とする請求項1又は2記載のアルミニウム合金-炭化珪素質複合体の製造方法。
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