JPH02217246A - 傾斜機能材料の製造方法 - Google Patents

傾斜機能材料の製造方法

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JPH02217246A
JPH02217246A JP1039583A JP3958389A JPH02217246A JP H02217246 A JPH02217246 A JP H02217246A JP 1039583 A JP1039583 A JP 1039583A JP 3958389 A JP3958389 A JP 3958389A JP H02217246 A JPH02217246 A JP H02217246A
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    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は傾斜機能材料（Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙ　Ｇ
ｒａｄｉｅｎＬＭａｔｅｒｉａｌ）の製造方法に関する
。
ｂ、　従来の技術 近年、宇宙往還機、たとえばスペースシャトルによる数
次にわたる宇宙飛行がなされている。このような飛行体
には飛行中に光熱・高圧力に曝されるため耐熱性と機械
的強度との両機能を備えた材料が必要となる。現実には
耐熱性材料のシリカタイルと機械的強度の高い金属材料
などの特定機能をそれぞれ備えた均質材料の併用によっ
ているものと思われる。
本発明はこのような均質材料とは異なり、二つの異なっ
た機能を備えた材料、すなわち一つの材料に異なるＩｌ
能を傾斜した状態で備えた、いわゆる傾斜機能材料に関
するものである。
このような傾斜機能材料に関する従来技術として、気相
法（ＰＶＤ、　ＣＶＤ）　、粒子配列法、プラズマ溶射
積層法、自己発熱反応法などによる製造方法がある。ま
た、傾斜機能材料の製造方法の近年の開発技術として特
願昭６０−２９７０４２号、特願昭６１−１８７３７０
号がある。
Ｃ０発明が解決しようとする課題 前記諸方法において、気相法による方法は、成膜速度が
１閤／ｈ程度で極めて遅く、特にＰＶＤ法（物理的方法
）は単純な物質系の膜の合成のみに限定されてしまう。
また、粒子配列法では、組成を任意に変えて原料粉を充
填配列することが困難であるとともに、易焼結性のセラ
ミックス粉の開発や、新らしい焼結技術の開発が必要で
ある。
プラズマ溶射積層法では異種材料を正確に同一位置に溶
射することが困難であり、形成された層の組成の変動は
避けられないという欠点がある。
さらに自己発熱反応法は、たとえば第３図に示すように
原料粉末を装置ａに階段状す、ｃ、ｄ。
ｅ等々のように充填してからｐ点で着火し、自己発熱反
応をさせながら加圧合成するものであり、このような方
法では、緻密・複雑なもの、大型形状のものは製作でき
ない。
本発明は前記のような従来技術に代り、超塑性接合を利
用することにより接合と成形を同時におこない、大型、
複雑形状のものも製造しうる傾斜機能材料の製造方法を
提供することを目的とする。
ｄ、　課題を解決するための手段 前記目的に添い、本発明は微細結晶粒セラミックス、微
細結晶粒金属との混合組成を傾斜させてなる複数の材料
を設け、これらを傾斜順に重層せしめたあと、超塑性発
現温度域にて加圧することにより一体に接合・成形する
ことによって前記課題を解決した。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は粒径が約ｌｔ１ｍ以下のセラミックス、あるい
は粒径が約ｌＯμ−以下の金属の組成からなる微細結晶
粒二相混合組織をもつ材料を用いる。
そして、これら組成を連続的、不連続的に傾斜させてな
る材料を設定し、これらを中間層とし、あるいは傾斜順
に重層せしめたあと、これらを超塑性温度で加圧して接
合することにより、母材と同等の強度をもつ傾斜機能材
料をうるものである。
すなわち、所定温度で超塑性が現われる材料、たとえば
イツトリアを３ｍｏｌχ固溶した部分安定化ジルコニア
とアルミナとを混合し、その組成割合を傾斜させたもの
を、このジルコニアとアルミナに対する中間層として、
あるいは多層に重ねて介設し、これを超塑性温度で加圧
接合し、両材料のもつ機能を備えた材料を製造するもの
である。
これによって一方の側から他方の側にかけて材料のもつ
機能が徐々に傾斜し、両側において互に異なる機能を備
えてなる一体の傾斜機能材料がえられる。
ｅ、　実施例 第１図に示すようにＡ−Ｆの超塑性材料を図の順序で重
ねる。こ〜で Ａ：３ｓｏｌχＹ８０３添加Ｚｒ０ｘ Ｂ　：　　　　　　　　　　Ｚｒ０ｔ　８０ｗｔＸ、＾
ｊ！　ｇｏｓ　２０ｗＬＸ。
Ｃ：　　　　　　　　ａｔ　　　　　　　　　　　Ｚｒ
８富　６０ｗｔＸｔ　　＾ｊ！　　ｇｏｓ　　４０ｗｔ
Ｘ。
Ｄ　：　　　　　　　　　　Ｚｒ０ｍ　４０ｗｔＸ、　
Ａｆｆｉｘｅｓ　６Ｑｗｔχ、Ｅ　ｉ　　　　’　　　
　　　ＺｒＯ＊　２０ｗｔχ、＾ｌ　ｔ’ｓ　８０ｗｔ
Ｘ、Ｆ：　＾ｌ　＊Ｏｓ の各組成からなるものである。
なお、材料Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅは１５００℃にて１時間
、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）にて焼結して製作する。
また材料Ｆは１３００°Ｃで１時間、常圧焼結したもの
である。これらは、いずれも粒径が１ｍｍ以下で、高温
で１００％以上の伸びを示す超塑性材料である。
これら材料Ａ〜Ｆの互の接触面をダイヤモンドホイール
で表面粗さＲｍａｘ２＃−程度に研削し、第１図に示す
順序で層状に重ね、約１５００℃、１２．５ＭＰａの接
合条件にて加熱し、加圧して一体の材料をえた。えられ
た材料は約５０に、／鵬２の曲げ強度かえられた。
第２図は他の実施例で、同図（ａ）に示すように山伏に
形成した前記組成の超塑性材料を多数個重ね合せ、前記
条件で加熱・加圧することによって同図（ロ）に示す形
状を備えた一体の製品かえられた。
ｆ、　発明の効果 本発明に係る傾斜機能材料の製造方法によれば、微細結
晶粒二相混合組織をもつセラミックス、あるいは金属の
組成を連続的あるいは不連続的に傾斜させてなる材料を
中間層として設け、これを層状として超塑性接合するも
のである。
したがって本発明によれば超塑性接合の利用により、接
合と成形を同時に行なうことができ、大型、　？１１１
１形状の傾斜機能材料を製造することができる。また製
造コストも比較的か−らない。
さらに超塑性接合により接合界面は母材と同等の強度を
もたせることができるので、構造部品としても利用可能
である。
よって本発明によれば耐熱性、耐摩耗性、耐腐食性が要
求される機械分野、耐放射性が要求される原子力分野、
電気的光学的特性が要求されるエレクトロニクス、オプ
トエレクトロニクス分野、生体適合性が要求される医学
分野などに広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る傾斜機能材料の製造方法の一実施
例を説明する図、第２図（ａ）、（ロ）は同じく他の実
施例の説明図、第３図は従来法の一例を示す説明図であ
る。 特許出願人　　鈴木自動車工業株式会社（ほか２名） （ｂ）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 微細結晶粒セラミックス、微細結晶粒金属との混合組成
    を傾斜させてなる複数の材料を設け、これらを傾斜順に
    重層せしめたあと、超塑性発現温度域にて加圧すること
    により一体に接合・成形することを特徴とする傾斜機能
    材料の製造方法。
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