JP3399259B2 - 軽金属基複合材料の製造方法 - Google Patents
軽金属基複合材料の製造方法Info
- Publication number
- JP3399259B2 JP3399259B2 JP31502096A JP31502096A JP3399259B2 JP 3399259 B2 JP3399259 B2 JP 3399259B2 JP 31502096 A JP31502096 A JP 31502096A JP 31502096 A JP31502096 A JP 31502096A JP 3399259 B2 JP3399259 B2 JP 3399259B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite material
- metal
- light metal
- oxide
- alumina
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽金属または軽金
属合金の複合材料の製造方法に関し、特にホウ酸アルミ
ニウムウィスカとコーティング層との界面密着性を向上
するために、γ−アルミナを介して金属酸化物または金
属複合酸化物をコーティングする軽金属基複合材料の製
造方法に関する。
属合金の複合材料の製造方法に関し、特にホウ酸アルミ
ニウムウィスカとコーティング層との界面密着性を向上
するために、γ−アルミナを介して金属酸化物または金
属複合酸化物をコーティングする軽金属基複合材料の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属をマトリックスとする複合材料のう
ちで、特にアルミニウムの高温強度を向上した複合材料
として、ウィスカ強化アルミニウム基複合材料が開発さ
れてきた。これはウィスカを補強材として分散させたも
ので、このウィスカは針状単結晶で、容積率が比較的小
さい領域では、塑性加工が可能であり、特に押出し加
工、圧延加工によって成形でき、さらにマトリックス金
属または合金の融点以上の高温強度を維持する。一般
に、アルミニウム基複合材料のウィスカとして、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、炭素、アルミナ等の他、最近ではホ
ウ酸アルミニウムウィスカが開発されてきた。
ちで、特にアルミニウムの高温強度を向上した複合材料
として、ウィスカ強化アルミニウム基複合材料が開発さ
れてきた。これはウィスカを補強材として分散させたも
ので、このウィスカは針状単結晶で、容積率が比較的小
さい領域では、塑性加工が可能であり、特に押出し加
工、圧延加工によって成形でき、さらにマトリックス金
属または合金の融点以上の高温強度を維持する。一般
に、アルミニウム基複合材料のウィスカとして、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、炭素、アルミナ等の他、最近ではホ
ウ酸アルミニウムウィスカが開発されてきた。
【０００３】ホウ酸アルミニウムウィスカにおいては、
アルミニウム合金中の高温強度向上に必須なマグネシウ
ムと反応するため、複合材料強度を著しく低下させる。
このため、ウィスカの表層部をSi3N4 でコーティング
する。ウィスカ成形体をNH 3 雰囲気中で加熱し表面に
酸窒化物層を形成する等の方法が取られていた。しか
し、これらの方法では焼成温度を1200℃以上と高くする
必要があるため、ホウ酸アルミニウムウィスカの焼成収
縮率が高くなり分解も著しくなる。
アルミニウム合金中の高温強度向上に必須なマグネシウ
ムと反応するため、複合材料強度を著しく低下させる。
このため、ウィスカの表層部をSi3N4 でコーティング
する。ウィスカ成形体をNH 3 雰囲気中で加熱し表面に
酸窒化物層を形成する等の方法が取られていた。しか
し、これらの方法では焼成温度を1200℃以上と高くする
必要があるため、ホウ酸アルミニウムウィスカの焼成収
縮率が高くなり分解も著しくなる。
【０００４】また、NH3 雰囲気中で加熱するための特殊
な加熱炉が必要となる等の問題があった。これらに対し
て公知なコーティング技術として、例えば特開平３−２
７４２３４号公報に表面をスピネルで被覆されたホウ酸
アルミニウムウィスカを強化材として用い、アルミニウ
ム合金に添加されているマグネシウムとの反応を防止す
る技術が開示されている。この製造方法は、アルミニウ
ムとマグネシウムの水酸化物の沈殿を表面に析出させ、
これを焼成して酸化物とする方法で、この焼成時にさら
に有機バインダーまたは無機バインダーを添加して成形
性を向上したものである。しかし、上記製造方法により
得られる複合材料の特性は確実に向上しているが、高温
時における強度（引張り強度）は必ずしも十分とは言え
ない。そこで、高温時（例えば３５０℃）においても十
分な強度を得る工夫が要望されている。
な加熱炉が必要となる等の問題があった。これらに対し
て公知なコーティング技術として、例えば特開平３−２
７４２３４号公報に表面をスピネルで被覆されたホウ酸
アルミニウムウィスカを強化材として用い、アルミニウ
ム合金に添加されているマグネシウムとの反応を防止す
る技術が開示されている。この製造方法は、アルミニウ
ムとマグネシウムの水酸化物の沈殿を表面に析出させ、
これを焼成して酸化物とする方法で、この焼成時にさら
に有機バインダーまたは無機バインダーを添加して成形
性を向上したものである。しかし、上記製造方法により
得られる複合材料の特性は確実に向上しているが、高温
時における強度（引張り強度）は必ずしも十分とは言え
ない。そこで、高温時（例えば３５０℃）においても十
分な強度を得る工夫が要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軽金
属基複合材料のマトリックス中のマグネシウムとホウ酸
アルミニウムウィスカとの反応を抑止するために、その
界面の化学的安定性を向上させた軽金属基複合材料の製
造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、
上記の界面の化学的安定性を向上するとともに、ホウ酸
アルミニウムウィスカとコーティング層のスピネルとの
密着性の向上を図った軽金属基複合材料の製造方法を提
供することにある。
属基複合材料のマトリックス中のマグネシウムとホウ酸
アルミニウムウィスカとの反応を抑止するために、その
界面の化学的安定性を向上させた軽金属基複合材料の製
造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、
上記の界面の化学的安定性を向上するとともに、ホウ酸
アルミニウムウィスカとコーティング層のスピネルとの
密着性の向上を図った軽金属基複合材料の製造方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、強化材と
してホウ酸アルミニウムウィスカを所定の形状に成形し
た後、軽金属溶湯または軽金属合金溶湯を含浸させる軽
金属基複合材料の製造方法であって、前記ホウ酸アルミ
ニウムウィスカ表面に、γ−アルミナを形成し、γ−ア
ルミナと少くともＭｇ酸化物形成化合物を、８００から
１２００℃に加熱することにより部分的に反応させ、か
つ前記γ−アルミナの上に金属酸化物または金属複合酸
化物を被覆することを特徴とする軽金属基複合材料の製
造方法によって達成される。また、上記の目的は、前記
金属酸化物がマグネシアまたはシリカであって、前記金
属複合酸化物がＭｇを有する金属複合酸化物であること
を特徴とする軽金属基複合材料の製造方法によっても達
成される。さらに、上記の目的は前記金属複合酸化物が
スピネルであることを特徴とする軽金属基複合材料の製
造方法によっても達成される。 また、上記の目的は、前
記軽金属がアルミニウムまたはマグネシウムであること
を特徴とする軽金属基複合材料の製造方法によっても達
成される。
してホウ酸アルミニウムウィスカを所定の形状に成形し
た後、軽金属溶湯または軽金属合金溶湯を含浸させる軽
金属基複合材料の製造方法であって、前記ホウ酸アルミ
ニウムウィスカ表面に、γ−アルミナを形成し、γ−ア
ルミナと少くともＭｇ酸化物形成化合物を、８００から
１２００℃に加熱することにより部分的に反応させ、か
つ前記γ−アルミナの上に金属酸化物または金属複合酸
化物を被覆することを特徴とする軽金属基複合材料の製
造方法によって達成される。また、上記の目的は、前記
金属酸化物がマグネシアまたはシリカであって、前記金
属複合酸化物がＭｇを有する金属複合酸化物であること
を特徴とする軽金属基複合材料の製造方法によっても達
成される。さらに、上記の目的は前記金属複合酸化物が
スピネルであることを特徴とする軽金属基複合材料の製
造方法によっても達成される。 また、上記の目的は、前
記軽金属がアルミニウムまたはマグネシウムであること
を特徴とする軽金属基複合材料の製造方法によっても達
成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明では、ホウ酸アルミニウム
ウィスカの表面に直接スピネル等を形成するのではな
く、界面にγ−アルミナを介在させたため、ホウ酸アル
ミニウムウィスカとスピネルとの密着性が良くなる。こ
の結果、高温時（３５０℃）における引張り強度がγ−
アルミナを介在させないものに比べ約１０〜２０％向上
する。本発明では、ホウ酸アルミニウムウィスカを水に
分散したスラリー中においてホウ酸アルミニウムの表面
において水不溶性アルミン酸金属塩の前駆体を形成し、
この前駆体の焼成過程において化学式：ＭｇＡｌ2 Ｏ4
なるスピネル構造型であるγ−アルミナ（遷移型アルミ
ナ）を形成するものである。ここで、水不溶性アルミン
酸金属塩の前駆体として、加熱することによって酸化ア
ルミニウムになる化合物であればよい。例えば、酸化ア
ルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムまた
は塩化アルミニウム等のアルミニウム水酸化物、酸水酸
化物および炭酸塩の少なくとも一種以上を含有するもの
でよい。
ウィスカの表面に直接スピネル等を形成するのではな
く、界面にγ−アルミナを介在させたため、ホウ酸アル
ミニウムウィスカとスピネルとの密着性が良くなる。こ
の結果、高温時（３５０℃）における引張り強度がγ−
アルミナを介在させないものに比べ約１０〜２０％向上
する。本発明では、ホウ酸アルミニウムウィスカを水に
分散したスラリー中においてホウ酸アルミニウムの表面
において水不溶性アルミン酸金属塩の前駆体を形成し、
この前駆体の焼成過程において化学式：ＭｇＡｌ2 Ｏ4
なるスピネル構造型であるγ−アルミナ（遷移型アルミ
ナ）を形成するものである。ここで、水不溶性アルミン
酸金属塩の前駆体として、加熱することによって酸化ア
ルミニウムになる化合物であればよい。例えば、酸化ア
ルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムまた
は塩化アルミニウム等のアルミニウム水酸化物、酸水酸
化物および炭酸塩の少なくとも一種以上を含有するもの
でよい。
【０００８】さらに、本発明ではウィスカの原料として
は加熱により無水ホウ酸を形成するもの、例えばホウ素
酸化物、ホウ酸またはホウ酸のアルカリ金属塩等が用い
られる。また、その主成分は化学式：9Al2O3・2B2O3 ま
たは2Al2O3・B2O3であって、これらはアルミニウムとホ
ウ素の混合比を調整することによって、ウィスカ組成が
コントロールされる製造方法に基づくものであればよ
い。以下に、本発明について実施例によってさらに詳述
する。
は加熱により無水ホウ酸を形成するもの、例えばホウ素
酸化物、ホウ酸またはホウ酸のアルカリ金属塩等が用い
られる。また、その主成分は化学式：9Al2O3・2B2O3 ま
たは2Al2O3・B2O3であって、これらはアルミニウムとホ
ウ素の混合比を調整することによって、ウィスカ組成が
コントロールされる製造方法に基づくものであればよ
い。以下に、本発明について実施例によってさらに詳述
する。
【０００９】
実施例１
本実施例では、図１に示されるように、表面がγ−アル
ミナで被覆されているホウ酸アルミニウムウィスカ（四
国化成工業（株）製、ウィスカ径０．５〜１μｍ、ウィ
スカ長１０〜３０μｍ）を蒸留水４中に投入し、図２の
ように、ウィスカが十分解繊されるまでプロペラ５によ
り、蒸留水またはウィスカを攪拌した後、ウィスカ量に
対してＡｌ2 Ｏ3 ゾルを３ｗｔ％、Ｍｇ（ＯＨ）2 を８
ｗｔ％添加混合する。ウィスカを成形冶具内へ移して圧
縮成形を行うことにより、１００×３８×１６ｍｍの寸
法を有する成形体を形成し、成形体を冶具ごと−５０℃
に保持した冷凍庫に入れ、この状態で成形体中の水分が
十分に凍結するまで保持する。
ミナで被覆されているホウ酸アルミニウムウィスカ（四
国化成工業（株）製、ウィスカ径０．５〜１μｍ、ウィ
スカ長１０〜３０μｍ）を蒸留水４中に投入し、図２の
ように、ウィスカが十分解繊されるまでプロペラ５によ
り、蒸留水またはウィスカを攪拌した後、ウィスカ量に
対してＡｌ2 Ｏ3 ゾルを３ｗｔ％、Ｍｇ（ＯＨ）2 を８
ｗｔ％添加混合する。ウィスカを成形冶具内へ移して圧
縮成形を行うことにより、１００×３８×１６ｍｍの寸
法を有する成形体を形成し、成形体を冶具ごと−５０℃
に保持した冷凍庫に入れ、この状態で成形体中の水分が
十分に凍結するまで保持する。
【００１０】次いで、成形体を冶具より取り出し、その
後図３に示されているように、内法寸法が３８×１６ｍ
ｍであり、長さが１４０ｍｍで、両端が開口し、一端に
重り８が一体に取り付けられたステンレン鋼製のケース
７内に上述のように形成された成形体６を充填した。次
に、成形体をケースごとヒータによって加熱することに
より成形体を十分に乾燥させ、これによりホウ酸アルミ
ニウムウィスカが体積率２５％にて無作為に配向された
成形体を形成した。次いで、成形体をケースごと６００
℃に１時間予熱した後、１０００℃で２時間加熱を行っ
た。図４に示されるように、成形体６をケースごと高圧
鋳造装置９の鋳型１２内に配置し、前記鋳型内に８００
℃のＡｌ合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）の溶湯１３を注湯
し、前記溶湯を鋳型に嵌合するプランジャ１０により、
約１０００ｋｇｆ／ｃｍ3 の圧力にて加圧し、その加圧
状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。
後図３に示されているように、内法寸法が３８×１６ｍ
ｍであり、長さが１４０ｍｍで、両端が開口し、一端に
重り８が一体に取り付けられたステンレン鋼製のケース
７内に上述のように形成された成形体６を充填した。次
に、成形体をケースごとヒータによって加熱することに
より成形体を十分に乾燥させ、これによりホウ酸アルミ
ニウムウィスカが体積率２５％にて無作為に配向された
成形体を形成した。次いで、成形体をケースごと６００
℃に１時間予熱した後、１０００℃で２時間加熱を行っ
た。図４に示されるように、成形体６をケースごと高圧
鋳造装置９の鋳型１２内に配置し、前記鋳型内に８００
℃のＡｌ合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）の溶湯１３を注湯
し、前記溶湯を鋳型に嵌合するプランジャ１０により、
約１０００ｋｇｆ／ｃｍ3 の圧力にて加圧し、その加圧
状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。
【００１１】溶湯が完全に凝固した後、ノックアウトピ
ン１１により鋳型１２より凝固体を取り出し、前記凝固
体に対して機械加工を施すことにより、ホウ酸アルミニ
ウムウィスカにて複合強化されたＡｌ合金よりなる複合
材料を切り出し、この複合材料に対して熱処理としてＴ
７処理を施した。
ン１１により鋳型１２より凝固体を取り出し、前記凝固
体に対して機械加工を施すことにより、ホウ酸アルミニ
ウムウィスカにて複合強化されたＡｌ合金よりなる複合
材料を切り出し、この複合材料に対して熱処理としてＴ
７処理を施した。
【００１２】比較例１
本比較例は、表面がγ−アルミナで被覆されていないホ
ウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業（株）製、ウ
ィスカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０〜３０μｍ）
を実施例１と同様な要領および条件で処理を行うことに
より、複合材料を形成し、この複合材料に熱処理として
Ｔ７処理を施した。
ウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業（株）製、ウ
ィスカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０〜３０μｍ）
を実施例１と同様な要領および条件で処理を行うことに
より、複合材料を形成し、この複合材料に熱処理として
Ｔ７処理を施した。
【００１３】実施例２〜実施例４および
比較例２〜比較例３
本実施例および比較例は、表面がγ−アルミナで被覆さ
れているホウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業
（株）製、ウィスカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０
〜３０μｍ）を実施例１の場合とＡｌ2 Ｏ3 ゾル、Ｍｇ
（ＯＨ）2 の添加量を変えた以外は同一の要領および条
件にて処理を行うことにより、複合材料を形成し、この
複合材料に対して熱処理としてＴ７処理を施した。
れているホウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業
（株）製、ウィスカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０
〜３０μｍ）を実施例１の場合とＡｌ2 Ｏ3 ゾル、Ｍｇ
（ＯＨ）2 の添加量を変えた以外は同一の要領および条
件にて処理を行うことにより、複合材料を形成し、この
複合材料に対して熱処理としてＴ７処理を施した。
【００１４】実施例５〜実施例６および
比較例４〜比較例５
本実施例および比較例は、表面がγ−アルミナで被覆さ
れているホウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業
（株）製、ウィスカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０
〜３０μｍ）を実施例１の場合と１０００℃で２時間を
変えた以外は、同一の要領および条件にて処理を行うこ
とにより、複合材料を形成し、この複合材料に対して熱
処理としてＴ７処理を施した。次いで、以上の複合材料
より引張試験片を作製し、試験温度３５０℃にて引張試
験を行った。その結果を表１および表２に示す。
れているホウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業
（株）製、ウィスカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０
〜３０μｍ）を実施例１の場合と１０００℃で２時間を
変えた以外は、同一の要領および条件にて処理を行うこ
とにより、複合材料を形成し、この複合材料に対して熱
処理としてＴ７処理を施した。次いで、以上の複合材料
より引張試験片を作製し、試験温度３５０℃にて引張試
験を行った。その結果を表１および表２に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】表１および表２より、表面がγ−アルミナ
で被覆されているホウ酸アルミニウムウィスカにＡｌ2
Ｏ3 ゾル、Ｍｇ（ＯＨ）2 を添加混合した後、８００〜
１２００℃で加熱することにより、複合材料の強度を大
幅に向上させることができることがわかる。このよう
に、表面がγ−アルミナで被覆されたホウ酸アルミニウ
ムウィスカの場合、金属基複合材料強度が向上したの
は、γ−アルミナがＭｇ（ＯＨ）2 と部分的に反応し、
界面部の密着強度が向上したためと考えられる。
で被覆されているホウ酸アルミニウムウィスカにＡｌ2
Ｏ3 ゾル、Ｍｇ（ＯＨ）2 を添加混合した後、８００〜
１２００℃で加熱することにより、複合材料の強度を大
幅に向上させることができることがわかる。このよう
に、表面がγ−アルミナで被覆されたホウ酸アルミニウ
ムウィスカの場合、金属基複合材料強度が向上したの
は、γ−アルミナがＭｇ（ＯＨ）2 と部分的に反応し、
界面部の密着強度が向上したためと考えられる。
【００１８】実施例７
本実施例は、表面がγ−アルミナで被覆されているホウ
酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業（株）製、ウィ
スカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０〜３０μｍ）を
実施例１の場合とはＡｌ2 Ｏ3 ゾル、Ｍｇ（ＯＨ）2 を
添加混合したものを、ＳｉＯ2 ゾル３ｗｔ％、Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）2 ８ｗｔ％に変えた以外は、同一の要領および条件
にて処理う行うことにより、複合材料を形成し、この複
合材料に対して熱処理としてＴ７処理を施した。次い
で、各複合材料より引張試験片を作製し、試験温度３５
０℃にて引張試験を行った。その結果を表２に合わせて
示す。表２より、表面がγ−アルミナで被覆されている
ホウ酸アルミニウムウィスカにＳｉＯ2 ゾル、Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）2 を添加混合した後、加熱することにより、複合材
料の強度を大幅に向上させ得ることがわかる。
酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業（株）製、ウィ
スカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０〜３０μｍ）を
実施例１の場合とはＡｌ2 Ｏ3 ゾル、Ｍｇ（ＯＨ）2 を
添加混合したものを、ＳｉＯ2 ゾル３ｗｔ％、Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）2 ８ｗｔ％に変えた以外は、同一の要領および条件
にて処理う行うことにより、複合材料を形成し、この複
合材料に対して熱処理としてＴ７処理を施した。次い
で、各複合材料より引張試験片を作製し、試験温度３５
０℃にて引張試験を行った。その結果を表２に合わせて
示す。表２より、表面がγ−アルミナで被覆されている
ホウ酸アルミニウムウィスカにＳｉＯ2 ゾル、Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）2 を添加混合した後、加熱することにより、複合材
料の強度を大幅に向上させ得ることがわかる。
【００１９】実施例８〜実施例１３および
比較例６
本実施例は、表面がγ−アルミナで被覆されているホウ
酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業（株）製、ウィ
スカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０〜３０μｍ）を
実施例１の場合とはＡｌ2 Ｏ3 ゾル、Ｍｇ（ＯＨ）2 を
添加混合したものを、酸化物の被覆層を形成する化合物
として、Ａｌ2 Ｏ3 ゾル、Ａｌの水和物（Ａｌ（ＯＨ）
3 等）、Ａｌの塩化物（ＡｌＣｌ3 等）、ＭｇＯゾル、
Ｍｇの水和物（Ｍｇ（ＯＨ）2 等）、Ｍｇの塩化物（Ｍ
ｇＣｌ2 等）、ＳｉＯ2 ゾルを一種もしくは二種以上の
添加混合に変えた以外は、同一の要領および条件にて処
理を行うことにより、複合材料を形成し、この複合材料
に対して熱処理としてＴ７処理を施した。次いで、各複
合材料より引張試験片を作製し、試験温度３５０℃にて
引張試験を行った。その結果を表３に合わせて示す。
酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業（株）製、ウィ
スカ径０．５〜１μｍ、ウィスカ長１０〜３０μｍ）を
実施例１の場合とはＡｌ2 Ｏ3 ゾル、Ｍｇ（ＯＨ）2 を
添加混合したものを、酸化物の被覆層を形成する化合物
として、Ａｌ2 Ｏ3 ゾル、Ａｌの水和物（Ａｌ（ＯＨ）
3 等）、Ａｌの塩化物（ＡｌＣｌ3 等）、ＭｇＯゾル、
Ｍｇの水和物（Ｍｇ（ＯＨ）2 等）、Ｍｇの塩化物（Ｍ
ｇＣｌ2 等）、ＳｉＯ2 ゾルを一種もしくは二種以上の
添加混合に変えた以外は、同一の要領および条件にて処
理を行うことにより、複合材料を形成し、この複合材料
に対して熱処理としてＴ７処理を施した。次いで、各複
合材料より引張試験片を作製し、試験温度３５０℃にて
引張試験を行った。その結果を表３に合わせて示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】表３より、表面がγ−アルミナで被覆され
ているホウ酸アルミニウムウィスカにＭｇ酸化物形成化
合物を添加混合したものは、加熱することにより、複合
材料の強度を大幅に向上させ得ることがわかる。以下
に、Ｘ線回折結果について説明する。前記実施例１３お
よび比較例６の成形体のＸ線回折を行った。その結果を
表４に示す。
ているホウ酸アルミニウムウィスカにＭｇ酸化物形成化
合物を添加混合したものは、加熱することにより、複合
材料の強度を大幅に向上させ得ることがわかる。以下
に、Ｘ線回折結果について説明する。前記実施例１３お
よび比較例６の成形体のＸ線回折を行った。その結果を
表４に示す。
【００２２】
【表４】
【００２３】比較例６において、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 が確認
された。しかし、実施例１３においては、ＭｇＯが確認
されたが、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 は確認されない。比較例６の
ＭｇＡｌ2 Ｏ4 は焼成温度が高いためホウ酸アルミニウ
ムウィスカとＭｇ系化合物が反応したものと考えられ
る。それに対して、実施例１３は焼成温度がそれ程高く
ないためホウ酸アルミニウムウィスカとＭｇ系化合物と
は反応せず、ＭｇＯになったものと考えられる。
された。しかし、実施例１３においては、ＭｇＯが確認
されたが、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 は確認されない。比較例６の
ＭｇＡｌ2 Ｏ4 は焼成温度が高いためホウ酸アルミニウ
ムウィスカとＭｇ系化合物が反応したものと考えられ
る。それに対して、実施例１３は焼成温度がそれ程高く
ないためホウ酸アルミニウムウィスカとＭｇ系化合物と
は反応せず、ＭｇＯになったものと考えられる。
【００２４】実施例１４および
比較例７
実施例１および比較例１の場合と同様の要領および条件
にてホウ酸アルミニウムウィスカが処理され、マトリッ
クス金属として湯温７００℃のＭｇ合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｚ９１）の溶湯が使用された点を除き、実施例１の場合
と同一の要領および条件にて複合材料を形成し、各複合
材料に対し熱処理としてＴ７処理を施し、各複合材料よ
り引張試験片を作製し、各試験片について室温にて引張
試験を行った。
にてホウ酸アルミニウムウィスカが処理され、マトリッ
クス金属として湯温７００℃のＭｇ合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｚ９１）の溶湯が使用された点を除き、実施例１の場合
と同一の要領および条件にて複合材料を形成し、各複合
材料に対し熱処理としてＴ７処理を施し、各複合材料よ
り引張試験片を作製し、各試験片について室温にて引張
試験を行った。
【００２５】実施例１の処理と同一処理のウィスカが使
用された複合材料（実施例１４）の引張強さは４００Ｍ
Ｐａと高い値であるが、比較例１の処理と同一処理のウ
ィスカが使用された複合材料（比較例７）の引張強さは
２５０ＭＰａと低い値であり、したがって、マトリック
スがＭｇ合金である場合にも表面にγ−アルミナで被覆
されているホウ酸アルミニウムウィスカの表層部にＭｇ
Ａｌ2 Ｏ4 、ＭｇＯ等の酸化物層を形成することにより
複合材料の強度を大幅に向上させることができることが
わかる。
用された複合材料（実施例１４）の引張強さは４００Ｍ
Ｐａと高い値であるが、比較例１の処理と同一処理のウ
ィスカが使用された複合材料（比較例７）の引張強さは
２５０ＭＰａと低い値であり、したがって、マトリック
スがＭｇ合金である場合にも表面にγ−アルミナで被覆
されているホウ酸アルミニウムウィスカの表層部にＭｇ
Ａｌ2 Ｏ4 、ＭｇＯ等の酸化物層を形成することにより
複合材料の強度を大幅に向上させることができることが
わかる。
【００２６】
【発明の効果】本発明では、ホウ酸アルミニウムウィス
カの表面に、γ−アルミナを形成し、γ−アルミナと少
くともＭｇ酸化物形成化合物を、８００から１２００℃
に加熱することにより部分的に反応させ、かつ前記γ−
アルミナの上に金属酸化物または金属複合酸化物を被覆
するので、その密着性が改善され複合材料としての高温
強度が向上する。本発明では、金属酸化物または金属複
合酸化物層とホウ酸アルミニウムウィスカとの界面反応
が防止されるので、ホウ酸アルミニウムウィスカの劣化
の発生がなく安定した複合材料特性が維持できる。
カの表面に、γ−アルミナを形成し、γ−アルミナと少
くともＭｇ酸化物形成化合物を、８００から１２００℃
に加熱することにより部分的に反応させ、かつ前記γ−
アルミナの上に金属酸化物または金属複合酸化物を被覆
するので、その密着性が改善され複合材料としての高温
強度が向上する。本発明では、金属酸化物または金属複
合酸化物層とホウ酸アルミニウムウィスカとの界面反応
が防止されるので、ホウ酸アルミニウムウィスカの劣化
の発生がなく安定した複合材料特性が維持できる。
【図１】本発明に係る表面にγ−アルミナを残存したホ
ウ酸アルミニウムウィスカの模式図である。
ウ酸アルミニウムウィスカの模式図である。
【図２】本発明に係るスラリー製造工程に使用する攪拌
装置の概要図である。
装置の概要図である。
【図３】本発明に係る成形冶具における予備成形体の状
況を示す図である。
況を示す図である。
【図４】本発明に係る軽金属合金を予備成形体に含浸す
る高圧鋳造装置の概要を示す図である。
る高圧鋳造装置の概要を示す図である。
１…ホウ酸アルミニウムウィスカ
２…γ−アルミナ層
３…γ−アルミナを有するホウ酸アルミニウムウィスカ
４…蒸留水
５…プロペラ
６…成形体
７…ステンレス鋼製ケース
８…重り
９…高圧鋳造装置
１０…プランジャ
１１…ノックアウトピン
１２…鋳型
１３…溶湯
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−279468（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−85721（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−139899（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 47/02
Claims (4)
- 【請求項１】 強化材としてホウ酸アルミニウムウィス
カを所定の形状に成形した後、軽金属溶湯または軽金属
合金溶湯を含浸させる軽金属基複合材料の製造方法であ
って、該ホウ酸アルミニウムウィスカ表面に、γ−アル
ミナを形成し、γ−アルミナと少くともＭｇ酸化物形成
化合物を、８００から１２００℃に加熱することにより
部分的に反応させ、かつ該γ−アルミナの上に金属酸化
物または金属複合酸化物を被覆することを特徴とする軽
金属基複合材料の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、金属酸化物がマグネ
シアまたはシリカであって、金属複合酸化物がＭｇを有
する金属複合酸化物であることを特徴とする軽金属基複
合材料の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２において、金属複合酸化物がス
ピネルであることを特徴とする軽金属基複合材料の製造
方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの請求項におい
て、軽金属がアルミニウムまたはマグネシウムであるこ
とを特徴とする軽金属基複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31502096A JP3399259B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 軽金属基複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31502096A JP3399259B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 軽金属基複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10158763A JPH10158763A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3399259B2 true JP3399259B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=18060463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31502096A Expired - Fee Related JP3399259B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 軽金属基複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399259B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3721393B2 (ja) * | 2000-04-28 | 2005-11-30 | 国立大学法人広島大学 | 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 |
| CN103436824B (zh) * | 2013-08-20 | 2016-03-02 | 哈尔滨理工大学 | 纳米氧化铋涂覆陶瓷相增强体/铝基复合材料的制备方法 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP31502096A patent/JP3399259B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10158763A (ja) | 1998-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5565907B2 (ja) | プレートれんが及びその製造方法 | |
| CN111996406B (zh) | 一种原位自生氧化铝-氮化铝协同石墨烯增强铝基复合材料的制备方法 | |
| US20100093513A1 (en) | Refractory composition, formed refractory article, and sintered refractory article | |
| WO1988006263A1 (fr) | Procede d'application d'une composition refractaire par pulverisation | |
| JPS61201745A (ja) | アルミナ−シリカ繊維及び鉱物繊維強化金属複合材料 | |
| JP3399259B2 (ja) | 軽金属基複合材料の製造方法 | |
| EP0933439B1 (en) | Composite product, preform for producing the composite product and process of forming the preform | |
| US4588442A (en) | Refractory composition | |
| JP2005042136A (ja) | アルミニウム基複合材料およびその製造方法 | |
| JPH0753607B2 (ja) | 窒化硼素含有耐火物の製造方法 | |
| JP6541607B2 (ja) | スライディングノズル用炭素含有プレート耐火物の製造方法 | |
| CN117229042B (zh) | 一种局部快速维修用的高强耐火材料及其制备方法、应用方法 | |
| JPS6247834B2 (ja) | ||
| JP3857352B2 (ja) | 高熱伝導性ｆｒｍ強化用ハイブリッド繊維及びその製造方法 | |
| JP3358040B2 (ja) | 連続鋳造用ノズル | |
| JPH02221164A (ja) | 炭化珪素含有キャスタブル耐火物 | |
| JPH01201084A (ja) | 溶銑予備処理用インジェクションランス用耐火キャスタブル | |
| JP2742633B2 (ja) | Ｓｉ３ Ｎ４ 被覆を有するホウ酸アルミニウムウイスカ及び該ウイスカを強化材とする複合材料 | |
| CN119907784A (zh) | 水泥组合物及用于生产水泥构件的方法 | |
| JPS6367535B2 (ja) | ||
| JP2001182921A (ja) | 廃棄物溶融炉流し込み施工用不定形耐火物およびそれを使用した廃棄物溶融炉 | |
| JPS5864261A (ja) | 溶銑予備処理用耐火物 | |
| JPH0780815A (ja) | 強化金属用繊維成形体およびその製造方法 | |
| JP2792192B2 (ja) | チタニアウイスカ強化Ａｌ系複合材料の製造方法 | |
| JPH07102996B2 (ja) | 高強度セメント成形体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080221 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090221 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100221 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110221 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110221 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120221 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120221 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130221 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |