JP2003003221A - 金属−セラミックス複合材料 - Google Patents
金属−セラミックス複合材料Info
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高強度で、しかも高熱伝導性を有する高強度
と高熱伝導性を併せ持つ金属−セラミックス複合材料を
提供すること。 【解決手段】 強化材であるセラミックス粉末でプリフ
ォームを形成し、そのプリフォームにマトリックスであ
る溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透
させた複合材料において、該セラミックス粉末が、アル
ミナ粉末に窒化アルミニウム粉末を混合した混合粉末で
あることとした金属−セラミックス複合材料。
と高熱伝導性を併せ持つ金属−セラミックス複合材料を
提供すること。 【解決手段】 強化材であるセラミックス粉末でプリフ
ォームを形成し、そのプリフォームにマトリックスであ
る溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透
させた複合材料において、該セラミックス粉末が、アル
ミナ粉末に窒化アルミニウム粉末を混合した混合粉末で
あることとした金属−セラミックス複合材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属−セラミック
ス複合材料に関し、特に高強度と高熱伝導性を併せ持つ
金属−セラミックス複合材料に関する。
ス複合材料に関し、特に高強度と高熱伝導性を併せ持つ
金属−セラミックス複合材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体製造装置等にセラミックス
粉末またはセラミックス繊維を強化材とし、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金をマトリックスとする金属−
セラミックス複合材料が使われ始められている。
粉末またはセラミックス繊維を強化材とし、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金をマトリックスとする金属−
セラミックス複合材料が使われ始められている。
【０００３】この複合材料の製造方法、特に金属として
アルミニウムをマトリックスとする複合材料の製造方法
としては、粉末冶金法、高圧鋳造法、真空鋳造法等の方
法が従来から知られている。しかし、これらの方法で
は、強化材であるセラミックスの含有率を高くできな
い、あるいは大型の加圧装置が必要である、もしくはニ
アネットの成形が困難である、コストが極めて高いなど
の理由によりいずれも満足できるものではなかった。
アルミニウムをマトリックスとする複合材料の製造方法
としては、粉末冶金法、高圧鋳造法、真空鋳造法等の方
法が従来から知られている。しかし、これらの方法で
は、強化材であるセラミックスの含有率を高くできな
い、あるいは大型の加圧装置が必要である、もしくはニ
アネットの成形が困難である、コストが極めて高いなど
の理由によりいずれも満足できるものではなかった。
【０００４】そこで最近では、上記問題を解決する製造
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧金属
浸透法（ＰｒｉｍｅｘTM）がある。この方法は、ＳｉＣ
やＡｌ2Ｏ3などのセラミックス粉末で形成されたプリフ
ォームにＭｇを含むアルミニウム合金を接触させ、これ
をＮ2雰囲気炉中で７００〜９００℃の温度に加熱して
溶融したアルミニウム合金を浸透させる方法である。こ
れは、Ｍｇの化学反応を利用してセラミックス粉末と溶
融金属との濡れ性を改善し、機械的な加圧を行わなくて
もプリフォーム中に浸透できるという特徴があるので、
加圧装置が不要な優れた方法である。
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧金属
浸透法（ＰｒｉｍｅｘTM）がある。この方法は、ＳｉＣ
やＡｌ2Ｏ3などのセラミックス粉末で形成されたプリフ
ォームにＭｇを含むアルミニウム合金を接触させ、これ
をＮ2雰囲気炉中で７００〜９００℃の温度に加熱して
溶融したアルミニウム合金を浸透させる方法である。こ
れは、Ｍｇの化学反応を利用してセラミックス粉末と溶
融金属との濡れ性を改善し、機械的な加圧を行わなくて
もプリフォーム中に浸透できるという特徴があるので、
加圧装置が不要な優れた方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法で作製された複合材料では、セラミックス粉末として
アルミナ粉末を用いると高強度を有するものの、熱伝導
性が悪いという問題があり、それを改善するために窒化
アルミニウム粉末を用いると高熱伝導性を有するもの
の、強度が低いという問題があった。
法で作製された複合材料では、セラミックス粉末として
アルミナ粉末を用いると高強度を有するものの、熱伝導
性が悪いという問題があり、それを改善するために窒化
アルミニウム粉末を用いると高熱伝導性を有するもの
の、強度が低いという問題があった。
【０００６】本発明は、上述した金属−セラミックス複
合材料が有する課題に鑑みなされたものであって、その
目的は、高強度で、しかも高熱伝導性を有する高強度と
高熱伝導性を併せ持つ金属−セラミックス複合材料を提
供することにある。
合材料が有する課題に鑑みなされたものであって、その
目的は、高強度で、しかも高熱伝導性を有する高強度と
高熱伝導性を併せ持つ金属−セラミックス複合材料を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、セラミックス粉末と
してアルミナ粉末に窒化アルミニウム粉末を混合した混
合粉末を用いれば、あるいはプリフォームをアルミナ粉
末からなる穴を有するプリフォームとし、その穴に窒化
アルミニウム粉末が充填されたプリフォームとすれば、
それから成した複合材料が、高強度で、しかも高熱伝導
性を有するとの知見を得て本発明を完成するに至った。
を達成するため鋭意研究した結果、セラミックス粉末と
してアルミナ粉末に窒化アルミニウム粉末を混合した混
合粉末を用いれば、あるいはプリフォームをアルミナ粉
末からなる穴を有するプリフォームとし、その穴に窒化
アルミニウム粉末が充填されたプリフォームとすれば、
それから成した複合材料が、高強度で、しかも高熱伝導
性を有するとの知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００８】即ち、本発明は、（１）強化材であるセラ
ミックス粉末でプリフォームを形成し、そのプリフォー
ムにマトリックスである溶融したアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を浸透させた複合材料において、該セラ
ミックス粉末が、アルミナ粉末に窒化アルミニウム粉末
を混合した混合粉末であることを特徴とする金属−セラ
ミックス複合材料（請求項１）とし、（２）前記窒化ア
ルミニウム粉末の割合が、アルミナ粉末に対して２０〜
６０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の金属
−セラミックス複合材料（請求項２）とし、（３）強化
材であるセラミックス粉末でプリフォームを形成し、そ
のプリフォームにマトリックスである溶融したアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金を浸透させた複合材料にお
いて、該プリフォームが、アルミナ粉末で形成された複
数個の穴を有するプリフォームであって、その穴に窒化
アルミニウム粉末が充填されたプリフォームであること
を特徴とする金属−セラミックス複合材料（請求項３）
とし、（４）前記窒化アルミニウム粉末の充填部分の割
合が、アルミナ粉末の充填部分に対して１〜２０体積％
であることを特徴とする請求項３記載の金属−セラミッ
クス複合材料（請求項４）とすることを要旨とする。以
下さらに詳細に説明する。
ミックス粉末でプリフォームを形成し、そのプリフォー
ムにマトリックスである溶融したアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を浸透させた複合材料において、該セラ
ミックス粉末が、アルミナ粉末に窒化アルミニウム粉末
を混合した混合粉末であることを特徴とする金属−セラ
ミックス複合材料（請求項１）とし、（２）前記窒化ア
ルミニウム粉末の割合が、アルミナ粉末に対して２０〜
６０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の金属
−セラミックス複合材料（請求項２）とし、（３）強化
材であるセラミックス粉末でプリフォームを形成し、そ
のプリフォームにマトリックスである溶融したアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金を浸透させた複合材料にお
いて、該プリフォームが、アルミナ粉末で形成された複
数個の穴を有するプリフォームであって、その穴に窒化
アルミニウム粉末が充填されたプリフォームであること
を特徴とする金属−セラミックス複合材料（請求項３）
とし、（４）前記窒化アルミニウム粉末の充填部分の割
合が、アルミナ粉末の充填部分に対して１〜２０体積％
であることを特徴とする請求項３記載の金属−セラミッ
クス複合材料（請求項４）とすることを要旨とする。以
下さらに詳細に説明する。
【０００９】上記で述べたように、本発明の複合材料と
しては、強化材であるセラミックス粉末でプリフォーム
を形成し、そのプリフォームにマトリックスである溶融
したアルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透させた
複合材料において、該セラミックス粉末が、アルミナ粉
末に窒化アルミニウム粉末を混合した混合粉末であるこ
ととする複合材料とした（請求項１）。
しては、強化材であるセラミックス粉末でプリフォーム
を形成し、そのプリフォームにマトリックスである溶融
したアルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透させた
複合材料において、該セラミックス粉末が、アルミナ粉
末に窒化アルミニウム粉末を混合した混合粉末であるこ
ととする複合材料とした（請求項１）。
【００１０】これは、セラミックス粉末としてアルミナ
粉末に窒化アルミニウム粉末を混合した混合粉末とする
ことにより、アルミナ粉末の利点である高強度を維持し
つつ、窒化アルミニウム粉末の利点である高熱伝導性を
付与して高熱伝導性を改善するもので、高強度と高熱伝
導性を併せ持つ複合材料としたものである。
粉末に窒化アルミニウム粉末を混合した混合粉末とする
ことにより、アルミナ粉末の利点である高強度を維持し
つつ、窒化アルミニウム粉末の利点である高熱伝導性を
付与して高熱伝導性を改善するもので、高強度と高熱伝
導性を併せ持つ複合材料としたものである。
【００１１】その混合粉末中の窒化アルミニウム粉末の
割合としては、アルミナ粉末に対して２０〜４０ｗｔ％
とした（請求項２）。窒化アルミニウム粉末の割合が２
０ｗｔ％より低いと、高強度が得られるものの、高熱伝
導性が得られず、６０ｗｔ％より高いと、高熱伝導性が
得られるものの、高強度が得られない。
割合としては、アルミナ粉末に対して２０〜４０ｗｔ％
とした（請求項２）。窒化アルミニウム粉末の割合が２
０ｗｔ％より低いと、高強度が得られるものの、高熱伝
導性が得られず、６０ｗｔ％より高いと、高熱伝導性が
得られるものの、高強度が得られない。
【００１２】次いで、上記とは別の複合材料としては、
強化材であるセラミックス粉末でプリフォームを形成
し、そのプリフォームにマトリックスである溶融したア
ルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透させた複合材
料において、該プリフォームが、アルミナ粉末で形成さ
れた複数個の穴を有するプリフォームであって、その穴
に窒化アルミニウム粉末が充填されたプリフォームであ
ることとする複合材料とした（請求項３）。
強化材であるセラミックス粉末でプリフォームを形成
し、そのプリフォームにマトリックスである溶融したア
ルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透させた複合材
料において、該プリフォームが、アルミナ粉末で形成さ
れた複数個の穴を有するプリフォームであって、その穴
に窒化アルミニウム粉末が充填されたプリフォームであ
ることとする複合材料とした（請求項３）。
【００１３】これは、先ずアルミナ粉末で骨格であるプ
リフォームを形成することにより、高強度を確保し、そ
れに窒化アルミニウム粉末からなる熱伝導性の良好な部
分を複数個所設けることにより、上記と同様アルミナ粉
末の利点である高強度を維持しつつ、高熱伝導性を改善
するもので、高強度と高熱伝導性を併せ持つ複合材料と
したものである。
リフォームを形成することにより、高強度を確保し、そ
れに窒化アルミニウム粉末からなる熱伝導性の良好な部
分を複数個所設けることにより、上記と同様アルミナ粉
末の利点である高強度を維持しつつ、高熱伝導性を改善
するもので、高強度と高熱伝導性を併せ持つ複合材料と
したものである。
【００１４】その窒化アルミニウム粉末からなる部分の
割合が、アルミナ粉末の充填部分に対して１〜２０体積
％とした（請求項４）。窒化アルミニウム粉末からなる
部分が１体積％より低いと、上記と同様高強度が得られ
るものの、高熱伝導性が得られず、２０体積％より高い
と、高熱伝導性が得られるものの、高強度が得られな
い。
割合が、アルミナ粉末の充填部分に対して１〜２０体積
％とした（請求項４）。窒化アルミニウム粉末からなる
部分が１体積％より低いと、上記と同様高強度が得られ
るものの、高熱伝導性が得られず、２０体積％より高い
と、高熱伝導性が得られるものの、高強度が得られな
い。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の複合材料の製造方法を述
べると、先ず強化材であるアルミナ粉末及び窒化アルミ
ニウム粉末を用意し、これに浸透させるＭｇを含むアル
ミニウム合金のインゴットも用意する。
べると、先ず強化材であるアルミナ粉末及び窒化アルミ
ニウム粉末を用意し、これに浸透させるＭｇを含むアル
ミニウム合金のインゴットも用意する。
【００１６】アルミナ粉末に窒化アルミニウム粉末を加
えた混合粉末の場合の製造方法を述べると、先ず用意し
たアルミナ粉末と窒化アルミニウム粉末とを所定の割合
で混合する。得られた混合粉末でプリフォームを形成す
る。プリフォームの形成方法はプレス法でもよいし、鋳
込み法でもよい。
えた混合粉末の場合の製造方法を述べると、先ず用意し
たアルミナ粉末と窒化アルミニウム粉末とを所定の割合
で混合する。得られた混合粉末でプリフォームを形成す
る。プリフォームの形成方法はプレス法でもよいし、鋳
込み法でもよい。
【００１７】得られたプリフォームに用意したＭｇを含
むアルミニウム合金のインゴットを接触させ、それを窒
素雰囲気中で７００〜９００℃の温度で熱処理し、溶融
したアルミニウム合金を非加圧で浸透させ、それを冷却
して複合材料を作製する。
むアルミニウム合金のインゴットを接触させ、それを窒
素雰囲気中で７００〜９００℃の温度で熱処理し、溶融
したアルミニウム合金を非加圧で浸透させ、それを冷却
して複合材料を作製する。
【００１８】一方、窒化アルミニウム粉末の部分を設け
る場合には、まずアルミナ粉末で窒化アルミニウム粉末
を充填する穴を複数個有するプリフォームを形成する。
穴を有するプリフォームを形成するのは、あらかじめ穴
を有するプリフォームを形成してもよいし、形成したプ
リフォームに機械加工により穴を設けてもよい。穴の大
きさは複合材料の大きさにもよるが、φ３〜４ｍｍ程度
でよく、その個数は２０×２０ｍｍの範囲に１個程度で
よい。
る場合には、まずアルミナ粉末で窒化アルミニウム粉末
を充填する穴を複数個有するプリフォームを形成する。
穴を有するプリフォームを形成するのは、あらかじめ穴
を有するプリフォームを形成してもよいし、形成したプ
リフォームに機械加工により穴を設けてもよい。穴の大
きさは複合材料の大きさにもよるが、φ３〜４ｍｍ程度
でよく、その個数は２０×２０ｍｍの範囲に１個程度で
よい。
【００１９】得られたプリフォームの穴に、窒化アルミ
ニウム粉末を充填する。窒化アルミニウム粉末の充填方
法は、単に詰め込むだけでもよいが、窒化アルミニウム
粉末を含むスラリーを流し込み、それを乾燥した方が穴
の隅々まで行き渡り、またその充填率も高めることがで
きるのでより好ましい。次いで、窒化アルミニウム粉末
を充填したプリフォームに先と同じようにアルミニウム
またはアルミニウム合金を浸透させ、複合材料を作製す
る。
ニウム粉末を充填する。窒化アルミニウム粉末の充填方
法は、単に詰め込むだけでもよいが、窒化アルミニウム
粉末を含むスラリーを流し込み、それを乾燥した方が穴
の隅々まで行き渡り、またその充填率も高めることがで
きるのでより好ましい。次いで、窒化アルミニウム粉末
を充填したプリフォームに先と同じようにアルミニウム
またはアルミニウム合金を浸透させ、複合材料を作製す
る。
【００２０】以上の方法で金属−セラミックス複合材料
を作製すれば、高強度で、かつ高熱伝導性を有する複合
材料が得られる。
を作製すれば、高強度で、かつ高熱伝導性を有する複合
材料が得られる。
【００２１】
【実施例】以下本発明の実施例を比較例と共に具体的に
挙げ、本発明をより詳細に説明する。
挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００２２】（実施例１）
（１）金属−セラミックス複合材料の作製
強化材として＃１８０（平均粒径６０μｍ）の市販Ａｌ
2Ｏ3粉末５０重量部と平均粒径が１５μｍの市販ＡｌＮ
粉末５０重量部を用い、それにバインダーとしてコロイ
ダルシリカ液をシリカ固形分が２重量部となる量を添加
し、それにさらに消泡剤としてフォーマスタＶＬ（サン
ノブコ社製）を０．２重量部、イオン交換水を２４重量
部加え、ポットミルで１２時間混合した。
2Ｏ3粉末５０重量部と平均粒径が１５μｍの市販ＡｌＮ
粉末５０重量部を用い、それにバインダーとしてコロイ
ダルシリカ液をシリカ固形分が２重量部となる量を添加
し、それにさらに消泡剤としてフォーマスタＶＬ（サン
ノブコ社製）を０．２重量部、イオン交換水を２４重量
部加え、ポットミルで１２時間混合した。
【００２３】得られたスラリーを１００×１００×１５
ｍｍの成形体が得られるゴム型に流し込み、それを２４
時間静置し、セラミックス粉末を沈殿させ、上済み液を
布などで除去した後、それを冷凍室に入れ、３０時間冷
凍させて脱型した。得られた成形体を１０００℃の温度
で焼成して粉末充填率が６０体積％のプリフォームを形
成した。
ｍｍの成形体が得られるゴム型に流し込み、それを２４
時間静置し、セラミックス粉末を沈殿させ、上済み液を
布などで除去した後、それを冷凍室に入れ、３０時間冷
凍させて脱型した。得られた成形体を１０００℃の温度
で焼成して粉末充填率が６０体積％のプリフォームを形
成した。
【００２４】得られたプリフォームにＡｌ−３Ｍｇ組成
のアルミニウム合金のインゴットを接触させ、それを窒
素雰囲気中で８２５℃の温度で２４時間熱処理し、溶融
したアルミニウム合金を非加圧浸透させた後、冷却して
複合材料を作製した。
のアルミニウム合金のインゴットを接触させ、それを窒
素雰囲気中で８２５℃の温度で２４時間熱処理し、溶融
したアルミニウム合金を非加圧浸透させた後、冷却して
複合材料を作製した。
【００２５】（２）評価
得られた複合材料から３×４×４０ｍｍの試験片を切り
出し、その強度を３点曲げ試験法で測定した。また、同
様φ２０×５ｍｍの試験片を切り出し、その熱伝導率を
レーザーフラッシュ法で測定した。その結果、強度は５
００ＭＰａであり、後述の比較例１よりかなり高く、熱
伝導率は１０５Ｗ／ｍ℃であり、後述の比較例２よりか
なり大きかった。
出し、その強度を３点曲げ試験法で測定した。また、同
様φ２０×５ｍｍの試験片を切り出し、その熱伝導率を
レーザーフラッシュ法で測定した。その結果、強度は５
００ＭＰａであり、後述の比較例１よりかなり高く、熱
伝導率は１０５Ｗ／ｍ℃であり、後述の比較例２よりか
なり大きかった。
【００２６】（実施例２）
（１）金属−セラミックス複合材料の作製
強化材として＃１８０（平均粒径６０μｍ）の市販Ａｌ
2Ｏ3粉末７０重量部と＃５００（平均粒径２０μｍ）の
市販Ａｌ2Ｏ3粉末３０重量部を用い、それにバインダー
としてコロイダルシリカ液をシリカ固形分が２重量部と
なる量を添加し、それにさらに消泡剤としてフォーマス
タＶＬ（サンノブコ社製）を０．２重量部、イオン交換
水を２４重量部加え、ポットミルで１２時間混合した。
2Ｏ3粉末７０重量部と＃５００（平均粒径２０μｍ）の
市販Ａｌ2Ｏ3粉末３０重量部を用い、それにバインダー
としてコロイダルシリカ液をシリカ固形分が２重量部と
なる量を添加し、それにさらに消泡剤としてフォーマス
タＶＬ（サンノブコ社製）を０．２重量部、イオン交換
水を２４重量部加え、ポットミルで１２時間混合した。
【００２７】得られたスラリーをφ３ｍｍの貫通穴が２
０ｍｍの間隔で８１個有する２００×２００×２０ｍｍ
の成形体が得られるゴム型に流し込み、それを２４時間
静置し、Ａｌ2Ｏ3粉末を沈殿させ、上済み液を布などで
除去した後、それを冷凍室に入れ、３０時間冷凍させて
脱型した。得られた成形体を１０００℃の温度で焼成し
て粉末充填率が６０体積％のプリフォームを形成した。
０ｍｍの間隔で８１個有する２００×２００×２０ｍｍ
の成形体が得られるゴム型に流し込み、それを２４時間
静置し、Ａｌ2Ｏ3粉末を沈殿させ、上済み液を布などで
除去した後、それを冷凍室に入れ、３０時間冷凍させて
脱型した。得られた成形体を１０００℃の温度で焼成し
て粉末充填率が６０体積％のプリフォームを形成した。
【００２８】得られたプリフォームの穴に平均粒径１５
μｍの市販ＡｌＮ紛末を含むスラリーを流し込み、それ
を乾燥した後、そのプリフォームにＡｌ−３Ｍｇ組成の
アルミニウム合金のインゴットを接触させ、それを窒素
雰囲気中で８２５℃の温度で２４時間熱処理し、溶融し
たアルミニウム合金を非加圧浸透させた後、冷却してＡ
ｌＮ粉末の部分の割合がアルミナ粉末の部分に対して２
体積％の複合材料を作製した。
μｍの市販ＡｌＮ紛末を含むスラリーを流し込み、それ
を乾燥した後、そのプリフォームにＡｌ−３Ｍｇ組成の
アルミニウム合金のインゴットを接触させ、それを窒素
雰囲気中で８２５℃の温度で２４時間熱処理し、溶融し
たアルミニウム合金を非加圧浸透させた後、冷却してＡ
ｌＮ粉末の部分の割合がアルミナ粉末の部分に対して２
体積％の複合材料を作製した。
【００２９】（２）評価
得られた複合材料からＡｌＮ粉末の部分を含む２０×２
０×１５０ｍｍの試験片を切り出し、その強度を３点曲
げ試験法で測定した。また、同様複合材料からＡｌＮ粉
末の部分を含むφ２０×５ｍｍの試験片を切り出し、そ
の熱伝導率をレーザーフラッシュ法で測定した。その結
果、強度は５１０ＭＰａであり、後述の比較例1よりか
なり高く、熱伝導率は９０Ｗ／ｍ℃であり、後述の比較
例２よりかなり大きかった。このことは、実施例1を含
めて述べると、本発明であれば、高強度で、しかも高熱
伝導性を有する高強度と高熱伝導性を併せ持つ複合材料
が得られることを示している。
０×１５０ｍｍの試験片を切り出し、その強度を３点曲
げ試験法で測定した。また、同様複合材料からＡｌＮ粉
末の部分を含むφ２０×５ｍｍの試験片を切り出し、そ
の熱伝導率をレーザーフラッシュ法で測定した。その結
果、強度は５１０ＭＰａであり、後述の比較例1よりか
なり高く、熱伝導率は９０Ｗ／ｍ℃であり、後述の比較
例２よりかなり大きかった。このことは、実施例1を含
めて述べると、本発明であれば、高強度で、しかも高熱
伝導性を有する高強度と高熱伝導性を併せ持つ複合材料
が得られることを示している。
【００３０】（比較例１）比較のために比較例１では、
セラミックス粉末を実施例１で用いたＡｌＮ粉末とし、
そのＡｌＮ粉末で穴を有さないプリフォームを形成した
他は比較例１と同様に複合材料を作製し（従って、Ａｌ
Ｎ粉末だけの複合材料）、評価した。その結果、熱伝導
率は１９０Ｗ／ｍ℃と前記の実施例１より大きいもの
の、強度が３５０ＭＰａ前述の実施例１より大きく落ち
込んだ。
セラミックス粉末を実施例１で用いたＡｌＮ粉末とし、
そのＡｌＮ粉末で穴を有さないプリフォームを形成した
他は比較例１と同様に複合材料を作製し（従って、Ａｌ
Ｎ粉末だけの複合材料）、評価した。その結果、熱伝導
率は１９０Ｗ／ｍ℃と前記の実施例１より大きいもの
の、強度が３５０ＭＰａ前述の実施例１より大きく落ち
込んだ。
【００３１】（比較例２）比較のために比較例２では、
セラミックス粉末を実施例２で用いたＡｌ2Ｏ3粉末と
し、そのＡｌ2Ｏ3粉末で穴を有さないプリフォームを形
成した他は実施例２と同様に複合材料を作製し（従っ
て、Ａｌ2Ｏ3粉末だけの複合材料）、評価した。その結
果、強度は５７０ＭＰａと前記の実施例２より大きいも
のの、熱伝導率が６０Ｗ／ｍ℃と前述の実施例より大き
く落ち込んだ。
セラミックス粉末を実施例２で用いたＡｌ2Ｏ3粉末と
し、そのＡｌ2Ｏ3粉末で穴を有さないプリフォームを形
成した他は実施例２と同様に複合材料を作製し（従っ
て、Ａｌ2Ｏ3粉末だけの複合材料）、評価した。その結
果、強度は５７０ＭＰａと前記の実施例２より大きいも
のの、熱伝導率が６０Ｗ／ｍ℃と前述の実施例より大き
く落ち込んだ。
【００３２】
【発明の効果】以上の通り、本発明の金属−セラミック
ス複合材料であれば、高強度で、しかも高熱伝導性を有
する高強度と高熱伝導性を併せ持つ複合材料とすること
ができるようになった。このことにより、高強度と高熱
伝導性の両方が必要な部品、例えば半導体製造装置のチ
ャンバー内部などの部品に用いることができるようにな
った。また、アルミナ粉末に窒化アルミニウム粉末を加
えることにより、窒化アルミニウム粉末単味より原料費
を安く、加えて歩留まりも改善することができるように
なった。
ス複合材料であれば、高強度で、しかも高熱伝導性を有
する高強度と高熱伝導性を併せ持つ複合材料とすること
ができるようになった。このことにより、高強度と高熱
伝導性の両方が必要な部品、例えば半導体製造装置のチ
ャンバー内部などの部品に用いることができるようにな
った。また、アルミナ粉末に窒化アルミニウム粉末を加
えることにより、窒化アルミニウム粉末単味より原料費
を安く、加えて歩留まりも改善することができるように
なった。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小田野 直水
宮城県仙台市泉区明通３−７ セランクス
株式会社仙台工場
(72)発明者 下嶋 浩正
宮城県仙台市泉区明通３−７ セランクス
株式会社仙台工場
Ｆターム(参考） 4K020 AA22 AA27 AC01 BA02 BB02
Claims (4)
- 【請求項１】 強化材であるセラミックス粉末でプリフ
ォームを形成し、そのプリフォームにマトリックスであ
る溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透
させた複合材料において、該セラミックス粉末が、アル
ミナ粉末に窒化アルミニウム粉末を混合した混合粉末で
あることを特徴とする金属−セラミックス複合材料。 - 【請求項２】 前記窒化アルミニウム粉末の割合が、ア
ルミナ粉末に対して２０〜６０ｗｔ％であることを特徴
とする請求項１記載の金属−セラミックス複合材料。 - 【請求項３】 強化材であるセラミックス粉末でプリフ
ォームを形成し、そのプリフォームにマトリックスであ
る溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金を浸透
させた複合材料において、該プリフォームが、アルミナ
粉末で形成された複数個の穴を有するプリフォームであ
って、その穴に窒化アルミニウム粉末が充填されたプリ
フォームであることを特徴とする金属−セラミックス複
合材料。 - 【請求項４】 前記窒化アルミニウム粉末の充填部分の
割合が、アルミナ粉末の充填部分に対して１〜２０体積
％であることを特徴とする請求項３記載の金属−セラミ
ックス複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001190838A JP2003003221A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 金属−セラミックス複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001190838A JP2003003221A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 金属−セラミックス複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003003221A true JP2003003221A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19029550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001190838A Pending JP2003003221A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 金属−セラミックス複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003003221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008043679A3 (de) * | 2006-10-06 | 2008-07-03 | Bosch Gmbh Robert | Verbundwerkstoff und verbundbauteil und verfahren zur herstellung derselben |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10251773A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-22 | Nippon Cement Co Ltd | 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 |
| JPH11172347A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-29 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 |
| JPH11323460A (ja) * | 1998-05-08 | 1999-11-26 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001190838A patent/JP2003003221A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10251773A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-22 | Nippon Cement Co Ltd | 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 |
| JPH11172347A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-29 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 |
| JPH11323460A (ja) * | 1998-05-08 | 1999-11-26 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008043679A3 (de) * | 2006-10-06 | 2008-07-03 | Bosch Gmbh Robert | Verbundwerkstoff und verbundbauteil und verfahren zur herstellung derselben |
| RU2467987C2 (ru) * | 2006-10-06 | 2012-11-27 | Роберт Бош Гмбх | Композиционный материал и деталь из него, а также способ изготовления такого композиционного материала и детали из него |
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