JPH04218606A - Heat resistant composite sintered compact and production thereof - Google Patents

Heat resistant composite sintered compact and production thereof

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JPH04218606A
JPH04218606A JP8788491A JP8788491A JPH04218606A JP H04218606 A JPH04218606 A JP H04218606A JP 8788491 A JP8788491 A JP 8788491A JP 8788491 A JP8788491 A JP 8788491A JP H04218606 A JPH04218606 A JP H04218606A
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JP
Japan
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heat
powder
insulating material
sintered body
resistant composite
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Application number
JP8788491A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Kamimura
正 上村
Akira Tsujimura
辻村 明
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04218606A publication Critical patent/JPH04218606A/en
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  • Powder Metallurgy (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To obtain the above composite sintered compact combining heat insulating property, heat resistance, and electric conductivity by arranging the prescribed heat insulating material and electrically conductive material around core grains consisting of heat insulating material and then binding the electrically conductive material on the resulting coated capsules by means of electric sintering. CONSTITUTION:A polypropylene powder 1 as core grains consisting of heat insulating material and an alumina powder 2 as a heat insulating material having a melting point higher than that of the above insulating material are immobilized by a high speed air flow impact process where kneading is exerted in an electrostatically charged box, by which a compounded powder 3 is formed. Subsequently, the above powder 3 and a copper powder 5 as an electrically conductive material are subjected to electrostatic treatment, and further, impact force is applied to form a coated capsule powder 6 and respective coppers 5 on the powder 6 grains are electrically sintered to undergo mutual binding by sintering, by which a porous compound sintered compact having spaces 7 can be prepared.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、微粒子を焼結により焼
き固めた、耐熱性と断熱性と導電性とを付与した耐熱性
複合焼結体の構造とその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the structure of a heat-resistant composite sintered body which is made by sintering fine particles and has heat resistance, heat insulation and conductivity, and a method for manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】通常のプラスチックは、熱可遡性を有し
、金属と比較して、溶け易く、軽く且つ熱伝導度が極め
て低い等の性質を有する外、殆どのものが絶縁物である
。例えば、ポリプロピレン、ポリカーボネート、あるい
は6−ナイロン(ポリアミド)などは、そのガラス化温
度である160〜230℃の範囲でそれぞれ耐熱温度が
表示され、いずれも300℃以下である。このため、そ
の用途も限定されている。
[Prior Art] Ordinary plastics have properties such as thermal reversibility, melting easily, lightness, and extremely low thermal conductivity compared to metals, and most of them are insulators. . For example, polypropylene, polycarbonate, or 6-nylon (polyamide) has a heat resistance temperature range of 160 to 230°C, which is the vitrification temperature thereof, and all of them are 300°C or less. For this reason, its uses are also limited.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】このような従来のプラ
スチックの耐熱温度を金属並の300℃以上に高くする
ことができれば、アルミニウム、マグネシウム、チタン
などの軽量金属材料の代替品として、広い範囲で使用す
ることができ、部品重量を従来の1/2乃至1/3とし
、しかも加工能率も高めることができる。しかも、これ
に導電性を付与することができれば、用途も拡がる。
[Problem to be solved by the invention] If the heat resistance temperature of such conventional plastics could be raised to 300°C or higher, which is comparable to metals, it would be possible to use it in a wide range of applications as a substitute for lightweight metal materials such as aluminum, magnesium, and titanium. The weight of the parts can be reduced to 1/2 to 1/3 of that of the conventional method, and the processing efficiency can also be improved. Moreover, if conductivity can be imparted to this material, its uses will expand.

【0004】本発明は、断熱性と耐熱性と導電性とを兼
ね備えた素材を提供することとその素材の製造方法を提
供することを目的とするものである。
[0004] An object of the present invention is to provide a material that has heat insulating properties, heat resistance, and electrical conductivity, and to provide a method for manufacturing the material.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、断熱物
質からなる核粒子の周囲に、該核粒子の断熱物質よりも
融点の高い断熱物質と導電性物質を配置した被覆カプセ
ルの導電性物質が互いに焼結結合し、かつ該被覆カプセ
ル間に透き間を有する耐熱性複合焼結体を提供すること
ができ、またその焼結体は断熱物質からなる核粒子のそ
れぞれの周囲に、該核粒子よりも融点が高い断熱物質と
金属を付着して、被覆カプセルからなる粉末を形成し、
この被覆カプセルからなる粉末を通電焼結して焼結体を
得ることを特徴とする耐熱性複合焼結体の製造方法によ
って提供できる。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the electrical conductivity of a coated capsule in which a heat insulating material having a melting point higher than that of the heat insulating material of the core particle and a conductive material are arranged around a core particle made of a heat insulating material. It is possible to provide a heat-resistant composite sintered body in which the substances are sintered together and have a gap between the covering capsules, and the sintered body has a core particle formed of a heat insulating material around each core particle. attaching an insulating material and metal with a higher melting point than the particles to form a powder consisting of coated capsules;
It can be provided by a method for producing a heat-resistant composite sintered body, which is characterized by obtaining a sintered body by electrically sintering powder made of the coated capsule.

【0006】[0006]

【作用】断熱物質からなる核粒子の周囲に、該核粒子の
断熱物質よりも融点の高い断熱物質と導電性物質を配置
した被覆カプセルを用い、該導電性物質をパルス通電焼
結により互いに焼結結合する。このとき焼結結合した被
覆カプセル間には透き間ができる。
[Operation] A covering capsule is used in which a heat insulating material having a melting point higher than that of the heat insulating material of the core particle and a conductive material are arranged around a core particle made of a heat insulating material, and the conductive materials are sintered together by pulse current sintering. to join together. At this time, gaps are created between the coated capsules that are sintered and bonded.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0008】図1は、ポリプロピレン(PP)の耐熱性
を向上させるための被覆カプセル粉末の製造工程を示し
ている。
FIG. 1 shows the manufacturing process of coated capsule powder for improving the heat resistance of polypropylene (PP).

【0009】粒径が50〜300μmのポリプロピレン
の粉末1を準備する。これは、通常の粉砕法によって容
易に得られる。次に、このポリプロピレンの粉末の約1
/10以下の粒径のアルミナ粉末2を、その容積比でポ
リプロピレンの約30%だけ用意する。
[0009] Polypropylene powder 1 having a particle size of 50 to 300 μm is prepared. This is easily obtained by conventional grinding methods. Next, about 1 liter of this polypropylene powder
Alumina powder 2 having a particle size of /10 or less is prepared in a volume ratio of about 30% of that of polypropylene.

【0010】次にこれら両粉末1、2を、静電気帯電さ
せたボックス内で混練する高速気流中衝撃法によって固
定化処理する。これにより大粒径のポリプロピレン1を
核粒子としてその表面に小さな粒子のアルミナ2が、子
粒子として付着する。この付着力は、ファンデルワース
力、つまり静電気の力によるものである。
Next, these powders 1 and 2 are immobilized by a high-speed air impact method in which they are kneaded in an electrostatically charged box. As a result, small particles of alumina 2 are attached as child particles to the surface of the polypropylene 1 having a large particle size as a core particle. This adhesive force is due to van der Waals forces, that is, electrostatic forces.

【0011】さらに、この複合化した粉末3の結合力を
高めるために、これを回転翼付きのハウジング内に入れ
て、約5000〜7000rpmで高速回転させ、アル
ミナ粒子をポリプロピレンの表面に喰い込ませる。すな
わち、ポリプロピレン表面に付着したアルミナ粒子が、
ハウジングの壁にぶつかる衝撃力によって、ポリプロピ
レンは全表面にわたって強固に被覆される。これをポリ
プロピレンを核にしたカプセル粉末4という。
Furthermore, in order to increase the bonding strength of this composite powder 3, it is placed in a housing with rotary blades and rotated at a high speed of about 5000 to 7000 rpm to bite the alumina particles into the surface of the polypropylene. . In other words, the alumina particles attached to the polypropylene surface
The impact force against the walls of the housing results in a strong coating of the polypropylene over all surfaces. This is called capsule powder 4 containing polypropylene as a core.

【0012】この過程で多様な形状をなしていた粉末の
ポリプロピレンは角が取れて、ほぼ完全に球形のカプセ
ル粉末4が得られる。この衝撃打撃作用による球形化処
理によって、粉末の流動性やカサ密度等の物性が調整さ
れる。したがって、ポリプロピレンを粉砕するときには
、それが完全な球形となっていなくても良い(尚このよ
うなカプセル粉末を作成する方法をハイブリダイゼーシ
ョン法と言う)。
[0012] In this process, the polypropylene powder, which had been in various shapes, has its corners removed, and capsule powder 4 having an almost completely spherical shape is obtained. Physical properties such as fluidity and bulk density of the powder are adjusted by the spheroidization treatment by this impact impact action. Therefore, when polypropylene is crushed, it does not have to be perfectly spherical (this method of creating capsule powder is called a hybridization method).

【0013】次に、このカプセル粉末の上に第3の粉末
を被覆する。
Next, a third powder is coated on top of this capsule powder.

【0014】この第3の粉末には、後工程での通電焼結
を容易にするために、金属材料が好ましい。ここでは、
その例として銅を利用する場合について説明する。
[0014] The third powder is preferably a metal material in order to facilitate electrical sintering in a subsequent step. here,
As an example, a case where copper is used will be explained.

【0015】先にカプセル化した粉末と、銅の粉末とを
静電気処理し、さらに衝撃力を加えてカプセル化する。
The previously encapsulated powder and copper powder are subjected to electrostatic treatment, and an impact force is further applied to encapsulate them.

【0016】こうして、図2に示すようにポリプロピレ
ン1を核とし、その表面がアルミナ2で覆われたカプセ
ル粉末は、さらに銅5がカプセル化されることによって
、最外層で展伸性のある銅がポリプロピレン核のカプセ
ル粉末を包むような形の2重の被覆カプセル粉末6とな
る。この被覆カプセル粉末6は、ポリプロピレン、セラ
ミック、金属の3素材を単に混合したものではなく、マ
クロ的に見ればポリプロピレンからなる合成樹脂を核と
して2重にカプセル化されていることによって、各素材
の性質を混合したものが得られる。
In this way, as shown in FIG. 2, the capsule powder with polypropylene 1 as the core and the surface covered with alumina 2 is further encapsulated with copper 5, so that the outermost layer contains malleable copper. becomes a double coated capsule powder 6 in a shape that encloses a polypropylene core capsule powder. This coated capsule powder 6 is not simply a mixture of three materials: polypropylene, ceramic, and metal, but from a macroscopic perspective, it is doubly encapsulated with a synthetic resin made of polypropylene as the core. A mixture of properties is obtained.

【0017】図3は、通電焼結により得られる耐熱性を
有する複合焼結体の一部断面図である。被覆カプセル粉
末はポリプロピレン1を核粒子にして、その表面をセラ
ミックで覆い、さらにその上に銅5がコーティングされ
、この2重被覆カプセル粉末の最表面に被着された銅5
が焼結により一部溶解して互いの銅5の皮膜どうしが接
続し、焼結体を構成する。なお、この焼結の際、被覆カ
プセル粉末と該粉末との間に透き間(狭い空間)7が形
成され、多孔質焼結体となる。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a heat-resistant composite sintered body obtained by electrical sintering. The coated capsule powder has polypropylene 1 as a core particle, the surface of which is covered with ceramic, and further coated with copper 5. Copper 5 is coated on the outermost surface of this double coated capsule powder.
is partially melted by sintering, and the copper films 5 are connected to each other to form a sintered body. Note that during this sintering, a gap (narrow space) 7 is formed between the coated capsule powder and the powder, resulting in a porous sintered body.

【0018】図4は被覆カプセル粉末を焼結体に焼成す
る焼結装置のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a sintering apparatus for sintering the coated capsule powder into a sintered body.

【0019】同図に示す10は焼結型で、焼結させる粉
末体6を収容する穴が中央部分に形成され、その内周壁
には絶縁層11が設けられて、焼結型10の本体は高強
度材のタングステン鋼などが用いられている。
Reference numeral 10 shown in the figure is a sintering mold, in which a hole for accommodating the powder 6 to be sintered is formed in the center, and an insulating layer 11 is provided on the inner peripheral wall of the hole to form the main body of the sintering mold 10. High-strength materials such as tungsten steel are used.

【0020】12は上部ピン、13は下部ピンであり、
焼結型10の中央部の穴にそれぞれ挿入されるもので、
これらの両ピンの間に焼結される素材の粉末などが封入
されて焼結体に加工されるものである。
12 is an upper pin, 13 is a lower pin,
These are inserted into the holes in the center of the sintering mold 10,
Powder of the material to be sintered is sealed between these two pins and processed into a sintered body.

【0021】14,15はそれぞれ電極で、図示してい
ない油圧機構により矢印方向に圧力が加えられて、上部
ピン12、下部ピン13を介して封入された粉末が加圧
されるように構成されている。
[0021] Denoted at 14 and 15 are electrodes, which are configured so that pressure is applied in the direction of the arrow by a hydraulic mechanism (not shown) to pressurize the powder enclosed through the upper pin 12 and lower pin 13. ing.

【0022】そして、電極14,15にはスイッチSW
1,SW2、コンデンサCの直列回路が接続されており
、可変電源16からの高電圧の電力が抵抗器Rおよび閉
回路のスイッチSW2を介してコンデンサCに充電され
、この状態でスイッチSW1が閉じられると、電極14
,15および上下ピン12,13を通じて、加圧された
粉末に高電圧が印加されて放電を生じ、この繰返えしに
より高温に保持されて、焼結体に加工されるものである
。なお、図示の17はスイッチSW1,SW2の開閉制
御を行う制御機構である。
[0022] The electrodes 14 and 15 are equipped with a switch SW.
1. A series circuit of SW2 and capacitor C is connected, and high voltage power from variable power supply 16 is charged to capacitor C via resistor R and closed circuit switch SW2. In this state, switch SW1 is closed. When the electrode 14
, 15 and the upper and lower pins 12, 13, a high voltage is applied to the pressurized powder to generate an electric discharge, and by this repetition, the powder is kept at a high temperature and processed into a sintered body. Note that 17 in the figure is a control mechanism that controls opening and closing of the switches SW1 and SW2.

【0023】このように重量を軽減するために核として
プラスチックあるいはゴムを使用し、それをセラミック
で覆って耐熱性を高め、かつ金型内で短時間で通電焼結
する際には最外層の金属のみが関与するから、焼結性に
富む耐熱性材料となる。
[0023]In order to reduce weight, plastic or rubber is used as the core, and it is covered with ceramic to increase heat resistance, and when sintering with electricity in a mold for a short time, the outermost layer is Since only metal is involved, it becomes a heat-resistant material with excellent sinterability.

【0024】なお、プラスチック、セラミック、金属の
組合せとしては、ポリプロピレン−アルミナ−銅の組合
せの外、PC−Al2 O3 −Cu、PC−SiC−
Cu、PE−Si3 N4 −Cu、PE−Si3 N
4 −Alなど種々の材料が使用できるが、次にその代
表的な組合せをいくつか挙げて説明する。
[0024] In addition to the combination of polypropylene-alumina-copper, combinations of plastic, ceramic, and metal include PC-Al2O3-Cu, PC-SiC-
Cu, PE-Si3 N4 -Cu, PE-Si3 N
Although various materials such as 4-Al can be used, some typical combinations thereof will be listed and explained below.

【0025】まず、耐熱ゴム素材を核粒子として使用し
た例について説明する。
First, an example in which a heat-resistant rubber material is used as a core particle will be explained.

【0026】従来から耐熱性ゴムとしてフッ素ゴム(F
RM)が注目されており、なかでも6弗化系の弗素ゴム
の耐熱性は、シリコーンゴム以上に優れており、300
〜350℃での常用をも可能にするといわれている。
Fluororubber (F
RM) is attracting attention, and among them, the heat resistance of hexafluoride-based fluororubber is superior to that of silicone rubber, and it has a heat resistance of 300
It is said that regular use at temperatures up to 350°C is possible.

【0027】しかし、高温化での物性の低下はかなり激
しく、その用途もまた制限されてくる。
However, the physical properties deteriorate considerably at high temperatures, and its uses are also limited.

【0028】そこで前述の2重被覆カプセル粉末によっ
て耐熱性のポリプロピレンを形成したのと同様にして、
FRMを耐熱性のゴム材料とする方法を開発した。
Then, in the same way as the above-mentioned double coated capsule powder was used to form heat-resistant polypropylene,
We have developed a method to make FRM into a heat-resistant rubber material.

【0029】まず粒径が20〜500μmの粉末あるい
は塊状のFRMを準備する。これは、凍結粉砕法によっ
て容易に得られる。次に、このFRMの粉末の約1/1
0以下の粒径のアルミナ粉末を、その容積比でFRMの
約30%だけ用意する。
First, FRM in the form of powder or lumps with a particle size of 20 to 500 μm is prepared. This is easily obtained by the freeze-grinding method. Next, about 1/1 of this FRM powder
Alumina powder having a particle size of 0 or less is prepared in a volume ratio of about 30% of the FRM.

【0030】次にこれら両粉末を、静電気帯電させたボ
ックス内で混練する。
Next, these two powders are kneaded in an electrostatically charged box.

【0031】さらに、この複合化した粉末の結合力を高
めるために、これを回転翼付きのハウジング内に入れて
、約5000〜7000rpmで高速回転させ、アルミ
ナ粒子をFRMの表面に喰い込ませる。この過程で粉末
のFRMは角が取れて、ほぼ完全に球形のカプセル粉末
が得られる。
Furthermore, in order to increase the bonding strength of this composite powder, it is placed in a housing with rotating blades and rotated at a high speed of about 5,000 to 7,000 rpm to bite the alumina particles into the surface of the FRM. During this process, the corners of the powdered FRM are removed, resulting in an almost perfectly spherical capsule powder.

【0032】次に、このカプセル粉末の上に第3の粉末
を被覆する。
Next, a third powder is coated on top of this capsule powder.

【0033】この第3の粉末には、後工程での通電焼結
を容易にするために、金属材料が好ましい。ここでは、
その例として銅を利用する場合について説明する。先に
カプセル化した粉末と、銅の粉末とを静電気処理し、さ
らに衝撃力を加えてカプセル化する。
[0033] The third powder is preferably a metal material in order to facilitate electrical sintering in a subsequent step. here,
As an example, a case where copper is used will be explained. The previously encapsulated powder and copper powder are subjected to electrostatic treatment, and an impact force is further applied to encapsulate them.

【0034】こうして、FRMを核とし、その表面がア
ルミナで覆われたカプセル粉末は、さらに銅がカプセル
化されることによって、最外層で展伸性のある銅がFR
M核のカプセル粉末を包むような形のカプセル粉末とな
る。しかも、単にFRM、セラミック、金属を混合して
得たものと比較すると、2重にカプセル化されているこ
とによって、各素材の性質を混合したものが得られる。
[0034] In this way, the capsule powder with FRM as the core and the surface covered with alumina is further encapsulated with copper, so that the malleable copper in the outermost layer becomes FR.
The capsule powder is shaped to enclose the capsule powder of the M nucleus. Furthermore, compared to a product obtained by simply mixing FRM, ceramic, and metal, the double encapsulation makes it possible to obtain a product that combines the properties of each material.

【0035】この被覆カプセル粉末はFRMを核にして
、その表面をセラミックで覆い、さらにその上に銅がコ
ーティングされることになる。この被覆カプセル粉末を
所定の金型内で通電焼結して、焼結体を得る。
[0035] This coated capsule powder has FRM as a core, the surface of which is covered with ceramic, and further coated with copper. This coated capsule powder is electrically sintered in a predetermined mold to obtain a sintered body.

【0036】このように核としてFRMを使用し、それ
をセラミックで覆って耐熱性を高め、かつ金型内で短時
間で通電焼結する際に、最外層の金属が関与するから、
高温用のゴムシールド材などとして焼結性に富む材料と
なる。
[0036] In this way, when FRM is used as a core, it is covered with ceramic to increase heat resistance, and the metal of the outermost layer is involved in sintering with electricity in a short time in a mold,
It is a highly sinterable material that can be used as a rubber shield material for high temperatures.

【0037】次に本発明の他の焼結体の具体例について
説明する。
Next, a specific example of another sintered body of the present invention will be explained.

【0038】核粒子として、粒径200μmのポリアミ
ド樹脂の微粒子を用いる。この微粒子は、前述のように
、凍結粉砕法によって容易に得られる。次に、このポリ
アミド樹脂の粉末の約1/10以下の粒径、好ましくは
5μmのSi3 N4 粉末を、その容積比でポリアミ
ド樹脂の約30%だけ用意する。
Fine particles of polyamide resin having a particle size of 200 μm are used as the core particles. These fine particles can be easily obtained by the freeze-pulverization method, as described above. Next, Si3 N4 powder having a particle size of about 1/10 or less of the polyamide resin powder, preferably 5 μm, is prepared in an amount corresponding to about 30% by volume of the polyamide resin.

【0039】次にこれら両粉末を、静電気帯電させたボ
ックス内で混練する高速気流中衝撃法によって固定化処
理する。これにより図5に示す様に大粒径のポリアミド
樹脂100を核粒子としてその表面に小さなSi3 N
4粒子101が、子粒子として付着する。この付着力は
、ファンデルワース力、つまり静電気の力によるもので
ある。
Next, these powders are immobilized by a high-speed air impact method in which they are kneaded in an electrostatically charged box. As a result, as shown in FIG.
Four particles 101 are attached as child particles. This adhesive force is due to van der Waals forces, that is, electrostatic forces.

【0040】さらに、この複合化した粉末103の結合
力を高めるために、これを回転翼付きのハウジング内に
入れて、約5000〜7000rpmで高速回転させ、
Si3 N4 粒子101をポリアミド樹脂100の表
面に喰い込ませる。すなわち、ポリアミド樹脂の核粒子
表面に付着したSi3 N4 粒子が、ハウジングの壁
にぶつかる衝撃力によって、ポリアミド樹脂の核粒子は
全表面にわたってSi3 N4 粒子により強固に被覆
される。これをポリアミド樹脂を核にしたカプセル粉末
という。
Furthermore, in order to increase the binding strength of this composite powder 103, it is placed in a housing with rotary blades and rotated at a high speed of approximately 5000 to 7000 rpm.
Si3 N4 particles 101 are embedded into the surface of polyamide resin 100. That is, due to the impact force of the Si3 N4 particles attached to the surface of the polyamide resin core particles colliding with the wall of the housing, the entire surface of the polyamide resin core particles is firmly coated with the Si3 N4 particles. This is called a capsule powder with a core of polyamide resin.

【0041】この過程で多様な形状をなしていた粉末の
ポリアミド樹脂からなる核粒子は角が取れて、ほぼ完全
に球形のカプセル粉末となる。この衝撃打撃作用による
球形化処理によって、粉末の流動性やカサ密度等の物性
が調整される。
[0041] In this process, the core particles made of powdered polyamide resin, which had various shapes, are rounded and become almost completely spherical capsule powder. Physical properties such as fluidity and bulk density of the powder are adjusted by the spheroidization treatment by this impact impact action.

【0042】次に、ポリアミド樹脂核粒子の全表面にわ
たってSi3 N4 粒子を強固に被覆したカプセル粉
末の表面に、無電解メッキ法によりニッケル薄層105
を被着させて、被覆カプセル粉末107を得る。
Next, a thin nickel layer 105 is applied by electroless plating to the surface of the capsule powder, in which the entire surface of the polyamide resin core particles is tightly coated with Si3N4 particles.
A coated capsule powder 107 is obtained.

【0043】このようにして得られた被覆カプセル粉末
を、図4に示す焼結装置の型10内に充填し、圧力を該
被覆カプセル粉末に加えつつ、パルス通電して、通電焼
結する。通減焼結条件として、被覆カプセル粉末に20
00kgの圧力を約60秒間加えながら、その初期の3
0秒間だけパルス通電した。この結果、被覆カプセル粉
末相互間に気孔を持ち、且つ該粉末相互は完全に接着し
た多孔質の焼結体が得られた。尚、最表面のニッケル薄
層は、蒸着方法やスパッタリング法等の方法で被着させ
ることができる。また、この具体例においては、核粒子
にポリアミド樹脂を使用し、中間にSi3 N4 粒子
層を介在させ、その最表面にニッケル薄層を被着した被
覆カプセル粉末を使用したが、この被覆カプセル粉末と
しては更に次のような構造のものも使用することができ
る。
The coated capsule powder thus obtained is filled into a mold 10 of a sintering apparatus shown in FIG. 4, and pulsed current is applied while applying pressure to the coated capsule powder to carry out current sintering. As the through-reduction sintering conditions, the coated capsule powder was
While applying a pressure of 00 kg for about 60 seconds, the initial 3
A pulse current was applied for only 0 seconds. As a result, a porous sintered body was obtained in which the coated capsule powders had pores between them and the powders were completely adhered to each other. Note that the thin nickel layer on the outermost surface can be deposited by a method such as a vapor deposition method or a sputtering method. In addition, in this specific example, a coated capsule powder was used in which a polyamide resin was used for the core particles, a Si3 N4 particle layer was interposed in the middle, and a thin nickel layer was coated on the outermost surface of the coated capsule powder. Furthermore, those having the following structure can also be used.

【0044】1、図7に示す様に、中心には、ゴム又は
ポリアミド樹脂のような合成樹脂の核粒子110を用い
、この表面にはPVD法、CVD法等の蒸着法を用いて
セラミック薄層112を被着し、最表面には銅等の金属
薄層114を無電解メッキ等の方法を使用して被着し、
被覆カプセル粉末を作成する。
1. As shown in FIG. 7, a core particle 110 of synthetic resin such as rubber or polyamide resin is used at the center, and a ceramic thin layer is deposited on the surface using a vapor deposition method such as PVD or CVD. A layer 112 is deposited, and a thin metal layer 114 of copper or the like is deposited on the outermost surface using a method such as electroless plating,
Create a coated capsule powder.

【0045】2、図8に示す様に、中心には、ゴム又は
ポリアミド樹脂のような合成樹脂の核粒子120を用い
る。そしてこの表面には次に述べるような複合粒子12
2を被着せしめる。この複合粒子122の核にはセラミ
ック微粒子114を有し、その表面にはPVD法、CV
D法、あるいはメッキ法を用いて銅等の金属薄層124
を被着する。そして、このような構造を有する複合粒子
122を、ハイブリダイゼーション法により核粒子12
2の表面に強固に被着して被覆カプセル粉末を作成する
2. As shown in FIG. 8, a core particle 120 of synthetic resin such as rubber or polyamide resin is used at the center. And on this surface, there are composite particles 12 as described below.
2. The core of this composite particle 122 has a ceramic fine particle 114, and its surface is coated with PVD, CVD, etc.
A thin metal layer 124 of copper or the like is formed using the D method or the plating method.
be coated with. Then, the composite particles 122 having such a structure are made into core particles 12 by a hybridization method.
2 to form a coated capsule powder.

【0046】3、図9に示す様に、中心には、ゴム又は
ポリアミド樹脂のような合成樹脂の核粒子130を用い
、この表面にはPVD法、CVD法を用いてセラミック
薄層132を被着する。次にこの粉末の約1/10以下
の粒径の鉛粉末を、その容積比でFRMの約30%だけ
用意し、これら両粉末を静電気帯電させたボックス内で
混練する。
3. As shown in FIG. 9, a core particle 130 of synthetic resin such as rubber or polyamide resin is used at the center, and a thin ceramic layer 132 is coated on the surface using PVD or CVD. wear. Next, lead powder having a particle size of about 1/10 or less of this powder is prepared in a volume ratio of about 30% of the FRM, and both powders are kneaded in an electrostatically charged box.

【0047】さらに、この複合化した粉末の結合力を高
めるために、これを回転翼付きのハウジング内に入れて
、約5000〜7000rpmで高速回転させ、鉛粒子
134をセラミック薄層132の表面に被着せしめる。
Furthermore, in order to increase the bonding strength of this composite powder, it is placed in a housing with rotary blades and rotated at a high speed of about 5000 to 7000 rpm, so that the lead particles 134 are coated on the surface of the ceramic thin layer 132. Cover it.

【0048】以上の様にして構成された被覆カプセル粉
末は、いずれも核粒子に合成樹脂あるいはゴムを用いそ
の表面にセラミックと金属を配置したものであり、これ
をパルス通電焼結法により焼結して、多孔質の複合焼結
体を構成するものであるが、本発明の精神から逸れない
かぎりで、たとえば、核粒子を合成樹脂とし、該核粒子
よりも融点が高い物質も合成樹脂とし、且つ導電物質も
導電性を有する合成樹脂あるいは導電性を付与した合成
樹脂を用いた被覆カプセル粉末を用いて耐熱性焼結複合
体を提供することもできる。
[0048] The coated capsule powders constructed as described above all have synthetic resin or rubber as the core particles, and ceramics and metals are arranged on the surface of the core particles, and these are sintered by the pulsed current sintering method. However, as long as it does not deviate from the spirit of the present invention, for example, the core particles can be made of synthetic resin, and a substance with a higher melting point than the core particles can also be used as a synthetic resin. A heat-resistant sintered composite can also be provided by using a coated capsule powder using a synthetic resin having conductivity or a synthetic resin imparted with conductivity as the conductive substance.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、断熱物
質からなる核粒子の周囲に、該核粒子の断熱物質よりも
融点の高い断熱物質と導電性物質を配置した被覆カプセ
ルの導電性物質が互いに焼結結合し、かつ該被覆カプセ
ル間に透き間を有するため、断熱性と耐熱性と導電性と
をともに兼ね備えた耐熱性複合焼結体を提供でき、かつ
本発明の製法を用いれば、このような耐熱性複合焼結体
を簡単に且つ安価に提供できる。
Effects of the Invention As explained above, the present invention improves the conductivity of a coated capsule in which a heat insulating material having a melting point higher than that of the heat insulating material of the core particle and a conductive material are arranged around a core particle made of a heat insulating material. Since the substances are sintered and bonded to each other and there are gaps between the covering capsules, it is possible to provide a heat-resistant composite sintered body that has heat insulation, heat resistance, and conductivity, and by using the manufacturing method of the present invention. , such a heat-resistant composite sintered body can be provided easily and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】ポリプロピレンの耐熱性を向上させるための被
覆カプセル粉末の製造工程を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the manufacturing process of coated capsule powder for improving the heat resistance of polypropylene.

【図2】被覆カプセル粉末の構造を示すモデル断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a model showing the structure of coated capsule powder.

【図3】通電焼結により得られる耐熱性を有する複合焼
結体モデルの一部断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a heat-resistant composite sintered body model obtained by electrical sintering.

【図4】焼結体に焼成する焼結装置のブロック図である
FIG. 4 is a block diagram of a sintering device for firing a sintered body.

【図5】被覆カプセルの他の具体例を示す構成図である
FIG. 5 is a configuration diagram showing another specific example of a coated capsule.

【図6】被覆カプセルのその具体例を示す構成図である
FIG. 6 is a configuration diagram showing a specific example of a coated capsule.

【図7】被覆カプセルのまたその他の具体例を示す構成
図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing another specific example of a coated capsule.

【図8】被覆カプセルのまたまたその他の具体例を示す
構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing yet another specific example of a coated capsule.

【図9】被覆カプセルの具体例を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a specific example of a coated capsule.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ポリプロピレンの粉末 2…アルミナ粉末 5…銅 6…被覆カプセル粉末 7…透き間 1...Polypropylene powder 2...Alumina powder 5...Copper 6...Coated capsule powder 7...Clear space

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】断熱物質からなる核粒子の周囲に、該核粒
子の断熱物質よりも融点の高い断熱物質と導電性物質を
配置した被覆カプセルの導電性物質が互いに焼結結合し
、かつ該被覆カプセル間に透き間を有する耐熱性複合焼
結体。
Claim 1: A conductive material of a covering capsule in which a heat insulating material having a melting point higher than that of the heat insulating material of the core particle and a conductive material are arranged around a core particle made of a heat insulating material are sintered and bonded to each other. A heat-resistant composite sintered body with gaps between coated capsules.
【請求項2】上記被覆カプセルは、核粒子の表面に前記
核粒子を構成する断熱物質よりも融点の高い断熱物質と
導電物質とを順次積層した被覆カプセルであることを特
徴とする請求項1記載の耐熱性複合焼結体。
2. The coated capsule is a coated capsule in which a heat insulating material having a melting point higher than that of the heat insulating material constituting the core particle and a conductive material are sequentially laminated on the surface of the core particle. The heat-resistant composite sintered body described above.
【請求項3】上記被覆カプセルは、前記核粒子を構成す
る断熱物質よりも融点の高い断熱物質を中心とし該断熱
物質の周囲に導電物質被覆した粉体を核粒子の表面に配
置した被覆カプセルであることを特徴とする請求項1記
載の耐熱性複合焼結体。
3. The above-mentioned coated capsule is a coated capsule in which a powder is arranged on the surface of the core particle, the powder being made of a heat-insulating material having a higher melting point than the heat-insulating material constituting the core particle and coated with a conductive material around the heat-insulating material. The heat-resistant composite sintered body according to claim 1, wherein the heat-resistant composite sintered body is
【請求項4】上記核粒子としての断熱物質は合成樹脂で
あることを特徴とする請求項1記載の耐熱性複合焼結体
4. The heat-resistant composite sintered body according to claim 1, wherein the heat-insulating material as the core particle is a synthetic resin.
【請求項5】上記核粒子としての合成樹脂は柔軟性のあ
る合成樹脂であることを特徴とする請求項4記載の耐熱
性複合焼結体。
5. The heat-resistant composite sintered body according to claim 4, wherein the synthetic resin as the core particle is a flexible synthetic resin.
【請求項6】上記核粒子の断熱物質よりも融点の高い断
熱物質はセラミックであることを特徴とする請求項1記
載の耐熱性複合焼結体。
6. The heat-resistant composite sintered body according to claim 1, wherein the heat-insulating material having a higher melting point than the heat-insulating material of the core particles is a ceramic.
【請求項7】上記セラミックはセラミック粉体であるこ
とを特徴とする請求項6記載の耐熱性複合焼結体。
7. The heat-resistant composite sintered body according to claim 6, wherein the ceramic is a ceramic powder.
【請求項8】上記セラミックはセラミック薄層であるこ
とを特徴とする請求項6記載の耐熱性複合焼結体。
8. The heat-resistant composite sintered body according to claim 6, wherein the ceramic is a ceramic thin layer.
【請求項9】上記金属は、金属薄層であることを特徴と
する請求項1記載の耐熱性複合焼結体。
9. The heat-resistant composite sintered body according to claim 1, wherein the metal is a thin metal layer.
【請求項10】上記金属は、粉体金属であることを特徴
とする請求項1記載の耐熱性複合焼結体。
10. The heat-resistant composite sintered body according to claim 1, wherein the metal is a powder metal.
【請求項11】上記粉体金属の直径は、核粒子の直径の
十分の一以下であることを特徴とする請求項10記載の
耐熱性複合焼結体。
11. The heat-resistant composite sintered body according to claim 10, wherein the diameter of the powder metal is one-tenth or less of the diameter of the core particle.
【請求項12】断熱物質からなる核粒子のそれぞれの周
囲に、該核粒子よりも融点が高い断熱物質と金属を付着
して、被覆カプセルからなる粉末を形成し、この被覆カ
プセルからなる粉末を通電焼結して焼結体を得ることを
特徴とする耐熱性複合焼結体の製造方法。
12. A heat insulating material and a metal having a melting point higher than that of the core particles are attached around each core particle made of a heat insulating material to form a powder made of coated capsules, and a powder made of the coated capsules is formed. A method for producing a heat-resistant composite sintered body, the method comprising obtaining a sintered body by conducting electrical sintering.
【請求項13】上記被覆カプセルは、核粒子を構成する
断熱物質よりも融点の高い断熱物質を中心とし該断熱物
質の周囲に導電物質被覆した粉体を核粒子の表面に配置
した被覆カプセルであることを特徴とする請求項12記
載の耐熱性複合焼結体の製造方法。
13. The above-mentioned coated capsule is a coated capsule in which a powder is arranged on the surface of the core particle, which is centered on a heat insulating material having a higher melting point than the heat insulating material constituting the core particle, and is coated with a conductive material around the heat insulating material. 13. The method for producing a heat-resistant composite sintered body according to claim 12.
【請求項14】上記被覆カプセルは、核粒子の表面に前
記核粒子を構成する断熱物質よりも融点の高い断熱物質
と導電物質とを順次積層した被覆カプセルであることを
特徴とする請求項12記載の耐熱性複合焼結体の製造方
法。
14. The coated capsule is a coated capsule in which a heat insulating material having a melting point higher than that of the heat insulating material constituting the core particle and a conductive material are sequentially laminated on the surface of the core particle. A method for producing the heat-resistant composite sintered body described above.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007018403A1 (en) * 2005-08-11 2007-02-15 Rin-Soon Park Porous steel and manufacturing method thereof
JP2012521289A (en) * 2009-03-25 2012-09-13 テクニッシュ ウニヴェルシテイト デルフト Method and apparatus for producing coated particles
JP2014234525A (en) * 2013-05-31 2014-12-15 トヨタ自動車株式会社 Die for sintering by energization, and sintered body

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