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セラミックス内包型クローズドセル構造金属を有する機能性複合材料とその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P08A013795
掲載日 2008年10月7日
出願番号 特願2006-037278
公開番号 特開2007-217727
登録番号 特許第4758246号
出願日 平成18年2月14日(2006.2.14)
公開日 平成19年8月30日(2007.8.30)
登録日 平成23年6月10日(2011.6.10)
発明者
  • 岸本 哲
  • 長谷川 良雄
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 セラミックス内包型クローズドセル構造金属を有する機能性複合材料とその製造方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】本願発明は、高強度、高剛性、高靭性を有しかつ軽量である、金属とセラミックスの複合材料の製造方法を提供することを課題としている。
【解決手段】セラミックス粒子に金属をコーティングする工程、コーティングしたセラミックス粒子に加圧処理を施す工程、加熱処理によりコーティングさせた金属を接合する工程の3工程を含む複合材料の製造方法において、当該セラミックス粒子に多孔質のセラミックス粒子、又はセラミックス前駆体を含浸させた粒子等の易変形性セラミックス粒子を使用することにより、上記の課題を解決する、高機能のセラミックス内包型クローズドセル構造金属を有する機能性複合材料を製造することができる。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要


セラミックスは、高い圧縮強度、剛性、強度、耐熱性、種々の電子特性などに優れた特徴を有し、これを生かして、建築材料や自動車部品、鋳物の鋳型、電子部品など様々な用途に利用されている。セラミックス素材に関する技術も年々進歩しており、組成やプロセスの改良による特性の改善の他、異種材料との複合化により、セラミックスが本来持つ上記の優れた特性を生かしつつ、新たな特性を付加して機能性を高めた新規材料の創製などが積極的に進められている。中でも、セラミックス材料の弱点である靭性を改善する技術の開発は、その利用分野を広め、従来にない高機能材料を生み出す可能性を秘めており、重要な課題の一つである。



この課題を解決するための技術として、セラミックス粒子を焼結する前に加圧工程を導入して成型することにより、焼結後の欠陥を低減して靭性を向上させる技術が提案されている(特許文献1)。



また、セラミックス粒子を用いた材料開発技術としては、金属マトリックスの中にセラミックス粒子を分散させて焼結することにより、セラミックスが有する諸特性に加えて、金属材料が有する延性、展性による高靭性化を付与する技術が提示され(特許文献2~7)、また、粒子状の材料に金属を薄くコーティングし、それを静水圧加圧して多面体に変形させた後、金属を焼結することにより異種物質を内包するクローズドセル構造金属材料の製造方法が提示されている(特許文献8)。



さらに、金属被覆粒子を加圧しながら加熱し、焼結する技術が提案されている(特許文献9)。

【特許文献1】特開2000-128648号公報

【特許文献2】特開2004-175626号公報

【特許文献3】特開2003-78083号公報

【特許文献4】特開平5-43964号公報

【特許文献5】特開平8-73965号公報

【特許文献6】特開平5-163502号公報

【特許文献7】特開2000-225457号公報

【特許文献8】特許第3486667号公報

【特許文献9】特開2004-197187号公報

産業上の利用分野


本願発明は、金属皮膜でセラミックスを内包させたクローズドセル構造を有する機能性複合材料とその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
セラミックス粒子に金属をコーティングする工程、コーティングしたセラミックス粒子に加圧処理を施す工程、加熱処理によりコーティングさせた金属を接合する工程の3工程を含む複合材料の製造方法において、前記セラミックス粒子の弾性率が、粒子の状態で圧縮試験をし荷重を最大断面積で除した値を応力とし、応力―ひずみ曲線の直線部分より得られる擬似的な弾性率の値が、40MPa以上で、コーティングされた前記金属のヤング率の値以下の範囲であって、バルク状態におけるヤング率が60~220GPaの範囲にある前記金属をコーティングしたセラミックス粒子を100~400MPaの圧力により一部破壊変形させ、空隙率を4.2%以下にすることを特徴とするセラミックス内包型クローズドセル構造金属を有する機能性複合材料の製造方法。

【請求項2】
前記セラミックス粒子として、多孔質のセラミックス粒子を使用することを特徴とする、請求項1記載のセラミックス内包型クローズドセル構造金属を有する機能性複合材料の製造方法。

【請求項3】
請求項の多孔質のセラミックス粒子に代えて、セラミックス前駆体を含浸させた粒子を原料とし、請求項1と同様の処理をすることを特徴とする、セラミックス内包型クローズドセル構造金属を有する機能性複合材料の製造方法。

【請求項4】
加熱工程を2段階以上とし、最後の加熱を、金属の融点の50%以上100%未満の温度範囲で行うことを特徴とする、請求項1からのうちのいずれかに記載の、セラミックス内包型クローズドセル構造金属を有する機能性複合材料の製造方法。

【請求項5】
請求項1からのうちのいずれかに記載の製造方法により製造されたことを特徴とする、セラミックス内包型クローズドセル構造金属を有する機能性複合材料。
産業区分
  • 冶金、熱処理
  • 合金
  • 合金
  • 加工
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006037278thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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