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多孔質プリフォーム、金属基複合材料及びそれらの製造方法

国内特許コード P020000277
整理番号 U1999P203
掲載日 2003年5月27日
出願番号 特願2000-129822
公開番号 特開2001-316785
登録番号 特許第3721393号
出願日 平成12年4月28日(2000.4.28)
公開日 平成13年11月16日(2001.11.16)
登録日 平成17年9月22日(2005.9.22)
発明者
  • 福永 秀春
  • 佐々木 元
  • 吉田 誠
  • 潘 進
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 多孔質プリフォーム、金属基複合材料及びそれらの製造方法
発明の概要 母材金属中の元素と短繊維との反応防止によって強度等の性能向上を図った金属基複合材料及びその製造方法を提供している。
金属基複合材料は、多孔質プリフォームの空隙に、連続相としてアルミニウム、Al -Si 系、Al -Cu 系、Al -Mg系、Al -Si -Cu 系、Al -Si -Mg 系から選択される少なくとも1 種の金属連続相が存在することが特徴である。プリフォームは、セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーの表面に、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる被膜が形成されていることを特徴としている。
従来技術、競合技術の概要
金属材料の特性向上には限界があり、1つの材料に相反する2種以上特性を同時に付加する事は難しい。金属材料の特性向上を図るために、金属に繊維等を混入させた繊維強化金属基複合材料がある。このような金属基複合材料を、シリカ、アルミナ等の酸化物のゾル又は微粉末をバインダーとして、セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカー等のいわゆる強化材からなるプリフォームを形成し、その後電着、粉末冶金、拡散接合、高圧鋳造法等によって、前記プリフォームにアルミニウム又はマグネシウム等の母材金属を含浸させて製造していた。
産業上の利用分野
本発明は、金属基複合材料の強化体となるプリフォーム及びその製造方法と、前記プリフォームを用いた金属基複合材料及び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、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーの表面に、バインダーとしてマグネシウム又はマグネシウム合金からなる被膜が形成された多孔質プリフォームであって、前記セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーの表面と、前記被膜との界面にスピネル相を有することを特徴とする金属基複合材料製造用多孔質プリフォーム。
【請求項2】 セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーが、前記バインダーとの反応により前記表面に被膜を形成する酸化物である請求項1記載の多孔質プリフォーム。
【請求項3】 マグネシウム又はマグネシウム合金の一部が、該セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーと反応してスピネル構造を有する化合物の状態で存在する請求項1又は2に記載の多孔質プリフォーム。
【請求項4】 該セラミックスが、ホウ酸アルミニウムであることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の多孔質プリフォーム。
【請求項5】 セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーの表面にバインダーとしてマグネシウム又はマグネシウム合金を蒸着させた多孔質体を熱処理することによって、前記表面にスピネル構造を有する被膜を形成することを特徴とする金属基複合材料製造用プリフォームの製造方法。
【請求項6】 前記セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーが、前記バインダーとの反応により前記表面に被膜を形成する酸化物である請求項5記載の方法。
【請求項7】 蒸着を真空下で行う請求項5又は6項に記載の方法。
【請求項8】 請求項1~4のいずれか1項に記載の多孔質プリフォームの空隙に、連続相としてアルミニウム、Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Si-Cu系、Al-Si-Mg系からなる群から選択される少なくとも1種の金属連続相が存在することを特徴とする金属基複合材料。
【請求項9】 セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーの表面にバインダーとしてマグネシウム又はマグネシウム合金を蒸着し、前記セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーの表面と、前記マグネシウム又はマグネシウム合金との界面にスピネル相を有する多孔質体の空隙に、連続相としてアルミニウム、Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Si-Cu系、Al-Si-Mg系からなる群から選択される少なくとも1種の金属連続相が存在することを特徴とする金属基複合材料。
【請求項10】 前記マグネシウム又はマグネシウム合金の一部が、該セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーと反応してスピネル構造を有する化合物の状態で存在する請求項9記載の金属基複合材料。
【請求項11】 請求項1~4のいずれか1項に記載のプリフォームに、アルミニウム又はアルミニウム合金融液を含浸させたことを特徴とする金属基複合材料の製造方法。
【請求項12】 セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーの表面にバインダーとしてマグネシウム又はマグネシウム合金を蒸着し、前記セラミックス粒子、セラミックス繊維又はセラミックスウィスカーの表面と、前記マグネシウム又はマグネシウム合金との界面にスピネル相を有する多孔質体を熱処理することによって得て、当該多孔質体アルミニウム又はアルミニウム合金融液含浸させたことを特徴とする金属基複合材料の製造方法。
【請求項13】 含浸を、加圧又は無加圧下で行う請求項11又は12項に記載の方法。
【請求項14】 含浸を、スクイズキャスト法によって行う請求項11又は12項に記載の方法。
産業区分
  • 合金
  • 冶金、熱処理
  • 窯業
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中


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