JPH03267330A - アルミニウム―チタニウム系金属間化合物ウィスカー - Google Patents
アルミニウム―チタニウム系金属間化合物ウィスカーInfo
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
主栗上皇程ル公立
本願発明は、アルミニウム系金属の溶湯と酸化チタンと
の反応により生成する金属の強化材として好適なアルミ
ニウム−チタニウム系金属間化合物ウィスカー及びこれ
により強化された複合材料に関する。
の反応により生成する金属の強化材として好適なアルミ
ニウム−チタニウム系金属間化合物ウィスカー及びこれ
により強化された複合材料に関する。
征】Ｕ１逝
従来アルミニウム軽合金の強化には、炭化ケイ素ウィス
カー、窒化ケイ素ウィスカー等のセラミックスウィスカ
ーまたは炭素繊維、ボロン繊維等の連続繊維や一方向凝
固法により合金内部に生成する金属化合物繊維組織が用
いられてきた。しかし、これらのものはセラミックスウ
ィスカーや連続繊維等の素材が高価であり、また一方向
凝固法はプロセスが非常に高価である等の為、実用化が
困難であった。
カー、窒化ケイ素ウィスカー等のセラミックスウィスカ
ーまたは炭素繊維、ボロン繊維等の連続繊維や一方向凝
固法により合金内部に生成する金属化合物繊維組織が用
いられてきた。しかし、これらのものはセラミックスウ
ィスカーや連続繊維等の素材が高価であり、また一方向
凝固法はプロセスが非常に高価である等の為、実用化が
困難であった。
Ｎｉ金属粉末をアルミニウム合金溶湯と反応させＮ１−
Ａｊ！系の金属間化合物粒子を生成分散させる方法があ
るが、この場合にはＮｉ金属粉末が高価であるとの問題
がある。
Ａｊ！系の金属間化合物粒子を生成分散させる方法があ
るが、この場合にはＮｉ金属粉末が高価であるとの問題
がある。
が しよ゛と る
本発明は安価でありながら優れた金属の強化機能を有す
る新しいウィスカーおよびこれをアルミニウム系合金中
に分散生成させた複合材料の提供を目的とする。
る新しいウィスカーおよびこれをアルミニウム系合金中
に分散生成させた複合材料の提供を目的とする。
ｆ ″・ るための
本発明者らは、安価な酸化チタン粉末とアルミニウム系
金属を混合あるいは複合した後、６００〜１２００°Ｃ
に加熱するという簡単で安価な処理により、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金中にアルミニウム−チタニウ
ム系の金属間化合物ウィスカーと酸化アルミニウム粒子
が同時に生成し、母材のアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の強度や硬度等の特性が著しく改善されることを
見出し、本発明を完成したものである。
金属を混合あるいは複合した後、６００〜１２００°Ｃ
に加熱するという簡単で安価な処理により、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金中にアルミニウム−チタニウ
ム系の金属間化合物ウィスカーと酸化アルミニウム粒子
が同時に生成し、母材のアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の強度や硬度等の特性が著しく改善されることを
見出し、本発明を完成したものである。
本発明において使用される酸化チタン粉末としては、ア
ナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタンおよびこれ
らの還元孔、たとえばＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉｅ、、
等、及び焼成によりアナターゼ型酸化チタンやルチル型
酸化チタンになる化合物例えば、含水酸化チタン等があ
る。これらの酸化チタンの形状については特に限定され
るものではないが、溶湯鋳造法により複合化する場合に
は繊維形状を有している方が予成形体を作製しやすく好
ましい。
ナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタンおよびこれ
らの還元孔、たとえばＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉｅ、、
等、及び焼成によりアナターゼ型酸化チタンやルチル型
酸化チタンになる化合物例えば、含水酸化チタン等があ
る。これらの酸化チタンの形状については特に限定され
るものではないが、溶湯鋳造法により複合化する場合に
は繊維形状を有している方が予成形体を作製しやすく好
ましい。
又、酸化チタンの大きさについては、沈降径で０．０２
〜２０μｍの大きさを有するものが好ましい。即ち、大
きさが０．０２μｍよりも小さい場合はアルミニウム軽
合金と均一に混合することが難しく、また２０μｍより
も大きい場合にはいたずらに反応時間が長くなるだけで
なく生成するウィスカーが大きくなりすぎるため補強効
果が低下するという問題がある。
〜２０μｍの大きさを有するものが好ましい。即ち、大
きさが０．０２μｍよりも小さい場合はアルミニウム軽
合金と均一に混合することが難しく、また２０μｍより
も大きい場合にはいたずらに反応時間が長くなるだけで
なく生成するウィスカーが大きくなりすぎるため補強効
果が低下するという問題がある。
本発明において使用しうるアルミニウム系金属としては
全てのアルミニウム系金属、例えば純Ａ！、Ａｌ２−３
ｉ系合金、Ａｌ２−３１−Ｍｇ系合金、Ａｎ −Ｃｕ系
合金、Ａｌ２−Ｍｎ系合金、Ａｌ −Ｚｎ系合金等が使
用できる。
全てのアルミニウム系金属、例えば純Ａ！、Ａｌ２−３
ｉ系合金、Ａｌ２−３１−Ｍｇ系合金、Ａｎ −Ｃｕ系
合金、Ａｌ２−Ｍｎ系合金、Ａｌ −Ｚｎ系合金等が使
用できる。
アルミニウム系金属と酸化チタンとの配合割合は、酸化
チタンの含有率で２〜５０重量％の範囲が好ましい。即
ち酸化チタンの含有率が２重量％よりも少ない場合は複
合材料の特性の向上が不充分であり、５０重量％よりも
多い場合にはアルミニウム−チタニウム系金属間化合物
ウィスカーが生成しにくくなってしまう。
チタンの含有率で２〜５０重量％の範囲が好ましい。即
ち酸化チタンの含有率が２重量％よりも少ない場合は複
合材料の特性の向上が不充分であり、５０重量％よりも
多い場合にはアルミニウム−チタニウム系金属間化合物
ウィスカーが生成しにくくなってしまう。
アルミニウム系金属と酸化チタンとの複合化は、粉末冶
金法によっても良いし、グイキャスト等の低圧鋳造法や
溶湯鋳造法等の高圧鋳造法によっても良い。
金法によっても良いし、グイキャスト等の低圧鋳造法や
溶湯鋳造法等の高圧鋳造法によっても良い。
アルミニウム−チタニウム系金属間化合物ウィスカーの
生成反応は、アルミニウム系金属と酸化チタンとの混合
物あるいは複合物を空気存在下、窒素等の不活性雰囲気
下、真空条件下等で、好ましくは６００〜１２００°Ｃ
の温度に加熱し、さらにウィスカーが成長するのに充分
な時間保持することによりなされる。加熱温度が６００
°Ｃよりも低い場合はウィスカーの成長速度が遅くなる
ので望ましくなく、１２００°Ｃよりも高い場合にはウ
ィスカーのアスペクト比（長さ／径）が小さくなる傾向
が生ずる。
生成反応は、アルミニウム系金属と酸化チタンとの混合
物あるいは複合物を空気存在下、窒素等の不活性雰囲気
下、真空条件下等で、好ましくは６００〜１２００°Ｃ
の温度に加熱し、さらにウィスカーが成長するのに充分
な時間保持することによりなされる。加熱温度が６００
°Ｃよりも低い場合はウィスカーの成長速度が遅くなる
ので望ましくなく、１２００°Ｃよりも高い場合にはウ
ィスカーのアスペクト比（長さ／径）が小さくなる傾向
が生ずる。
（作用）
本発明にかかるアルミニウム−チタニウム系金属間化合
物ウィスカーを用いて製造される複合材料は、優れた機
械的特性を有し、またその製造コストは従来のものに比
較して安価である。
物ウィスカーを用いて製造される複合材料は、優れた機
械的特性を有し、またその製造コストは従来のものに比
較して安価である。
得られたアルミニウム−チタニウム系金属間化合物を含
む複合材料は優れた機械的特性を有するので、もちろん
、このままで種々の用途に使用できる。
む複合材料は優れた機械的特性を有するので、もちろん
、このままで種々の用途に使用できる。
又、得られた複合材料を再度加熱するなどして、アルミ
ニウム系金属を除去すれば、本発明にかかるアルミニウ
ム−チタニウム系金属間化合物ウィスカーを単離するこ
とができる。得られたウィスカーは従来のセラミックス
ウィスカーと同様に使用することができ、種々の材料の
強化材とし有用である。
ニウム系金属を除去すれば、本発明にかかるアルミニウ
ム−チタニウム系金属間化合物ウィスカーを単離するこ
とができる。得られたウィスカーは従来のセラミックス
ウィスカーと同様に使用することができ、種々の材料の
強化材とし有用である。
ス」１舛
１０重量％のアナターゼ型酸化チタン粉末（沈降径、０
．３ μｍ）と９０重量％アルミニウム合金粉末（６０
６１合金、４４μｍ）を乾式混合後、５００°Ｃ２大気
中で３６ｍｍｘ３０１１の円柱状に４００ｋｇ／Ｃｌｌ
１の圧力で１０分間加圧した。
．３ μｍ）と９０重量％アルミニウム合金粉末（６０
６１合金、４４μｍ）を乾式混合後、５００°Ｃ２大気
中で３６ｍｍｘ３０１１の円柱状に４００ｋｇ／Ｃｌｌ
１の圧力で１０分間加圧した。
得られた複合化孔を７００又は８００°Ｃにて３０分間
真空中で処理した。それぞれ断面の金属組織写真を示す
。第１図は７００°Ｃ処理品のもので、第２図は８００
°Ｃ処理品のものである。写真において黒い粒子状に分
散している部分がＡｌ２．０３であり、ＴｉＡｌ。
真空中で処理した。それぞれ断面の金属組織写真を示す
。第１図は７００°Ｃ処理品のもので、第２図は８００
°Ｃ処理品のものである。写真において黒い粒子状に分
散している部分がＡｌ２．０３であり、ＴｉＡｌ。
ＴｉＡ ｌ ｓ等の金属間化合物がウィスカー状に成長
している。
している。
７００°Ｃ処理品から切断砥石で角柱状片を切り出し、
両端にネジ部を持つＪＩＳＪ号相当の試験片を作製して
、室温での引張強度を測定したところ、５５ｋｇ／ｍ”
の値を示した。この値は６０６１合金の１６熱処理材の
強度３２ｋｇ／ｍ’の１．７倍の値であり、本発明のＡ
ｌ−Ｔｉ系金属間化合物ウィスカー強化合金が優れた機
械的強度を有することが分かる。
両端にネジ部を持つＪＩＳＪ号相当の試験片を作製して
、室温での引張強度を測定したところ、５５ｋｇ／ｍ”
の値を示した。この値は６０６１合金の１６熱処理材の
強度３２ｋｇ／ｍ’の１．７倍の値であり、本発明のＡ
ｌ−Ｔｉ系金属間化合物ウィスカー強化合金が優れた機
械的強度を有することが分かる。
７００℃で処理した試料のＳＥＭ写真を第３図に、第４
〜６図に上記試料のチタニウム、アルミニウム、酸素の
特性Ｘ線像を示す。
〜６図に上記試料のチタニウム、アルミニウム、酸素の
特性Ｘ線像を示す。
ＳＥＭ写真において、長い析出がＴｉＡ１．ｓ又はＴｉ
Ａｌ！であり白い析出がＡ ｆ 、０．である。
Ａｌ！であり白い析出がＡ ｆ 、０．である。
又、７００°Ｃで処理した試料のＸ線回折強度の測定結
果を第７図に示す。測定はＣｕ ： Ｋα線、Ｎｉフィ
ルターを用いて行われた。
果を第７図に示す。測定はＣｕ ： Ｋα線、Ｎｉフィ
ルターを用いて行われた。
第３図は実施例１の生成物の金属組織を表わすＳＥＭ写
真、第４図から第６図は実施例１の生成物のそれぞれＴ
ｉ、 Ａｊ２． ＯについてのＸ線写真、第７図は実施
例１の生成物のχ線回折強度分布を示す図である。
真、第４図から第６図は実施例１の生成物のそれぞれＴ
ｉ、 Ａｊ２． ＯについてのＸ線写真、第７図は実施
例１の生成物のχ線回折強度分布を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アルミニウム−チタニウム系金属間化合物ウィスカ
ー。 ２、アルミニウム−チタニウム系金属間化合物ウィスカ
ーで強化された複合材料。 ３、アルミニウム系金属と酸化チタンを含む混合物を加
熱処理することにより、ウィスカーを成長させることを
特徴とするアルミニウム−チタニウム系金属間化合物ウ
ィスカーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6570990A JPH03267330A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | アルミニウム―チタニウム系金属間化合物ウィスカー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6570990A JPH03267330A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | アルミニウム―チタニウム系金属間化合物ウィスカー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267330A true JPH03267330A (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=13294819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6570990A Pending JPH03267330A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | アルミニウム―チタニウム系金属間化合物ウィスカー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03267330A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006222321A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | ウィスカー形成体及びその製造方法 |
| JP2006228870A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Nissan Motor Co Ltd | ウィスカー形成体及びこれを用いた電気化学キャパシタ |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP6570990A patent/JPH03267330A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006222321A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | ウィスカー形成体及びその製造方法 |
| JP4678200B2 (ja) * | 2005-02-14 | 2011-04-27 | 日産自動車株式会社 | ウィスカー形成体及びその製造方法 |
| JP2006228870A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Nissan Motor Co Ltd | ウィスカー形成体及びこれを用いた電気化学キャパシタ |
| JP4650721B2 (ja) * | 2005-02-16 | 2011-03-16 | 日産自動車株式会社 | ウィスカー形成体及びこれを用いた電気化学キャパシタ |
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