JPH05502057A

JPH05502057A - 安定な酸化物形成元素を含有するマトリックスを有する鋳造複合材料

Info

Publication number: JPH05502057A
Application number: JP2510235A
Authority: JP
Inventors: ブラスキー、リチャード・エス; ハドソン、ラリー・ジー; スカイボー、ミッシェル・デイ
Original assignee: Alcan International Ltd Canada
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: EP0487535B1; DE69007488D1; US4943490A; EP0487535A1; JP3283508B2; CA2063726A1; WO1991002098A1

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】

安定な酸化物形成元素を含有するマトリックスを有する鋳造複合材料

【技術分野】

本発明は鋳造金属マトリックス複合材料に関し、さらに詳しくは、微細構造を改善する材料のマトリックスに対する化学的修飾に関するものである。

【背景技術】

強化された金属マトリックスの複合材料は、構造材料として広く受け入れられてきた。典型的に、金属マトリックス複合体は金属マトリックス内に充填されるファイバー、グリッド、粉末等の強化粒子を構成成分とするものである。この強化によって複合体には強度、剛性および他の好ましい特性が与えられる一方、マトリックスは上記強化材料を保護し、複合片内での負荷を伝達する。この２つの成分、マトリックスおよび強化材料はしたがって、共同してそれ自身が有する物性を越えた結果を達成するものである。２０年前、強化された複合材料は、非常に生産コストが高くかつ製品設計者には受容されなかったため実験的な興味を持たれるに過ぎなかった。近年においては、グラファイト−エポキシ複合材料のような非金属性複合材料の生産が非常に進歩してきて、それらのコストもかなり低減されている。この期間中、金属マトリックスの複合材料のコストは今だ比較的高いものであった。この数年間において、金属マトリックスを有する鋳造用強化複合材料を大量に再生産可能とする製造技術の発見によってこれらの材料コストはかなり低減してきた。これらの具体例は、米国特許第４゜７５９．９９５号および米国特許第４．７８６，４６７号に開示されている。上記特許方法の発見以来、これら材料の多くの適用例が開発され、それらの用途が増大してきた結果、これらは構造材料の新たな主要等級をなすようになった。これら鋳造金属マトリックス複合材料は従来の単一材料のコストよりもやや高いコストで改良された物性を有する複合材料特性を付与する。この近年のコスト低減によってさえ、非金属マトリックス複合材料は単一の材料および鋳造複合材料より製造コストがかなり高いものとなっている。この鋳造複合材料は昇温下において使用することができ、非金属マトリックス複合材料の使用を妨げるような他の条件下においても使用することができる。しかしながら、ある場合、金属マトリックス複合材料は鋳造によって製造される微細構造がそれらの後鋳造加工および使用を干渉する種々の不規則性を含むもので、たとえば、他の固体を含む強化粒子の凝集がときどき鋳造された固形材料のマトリックス中に観察される。この凝集によって他の地域の強化レベルが減少することにより複合材料の一般的な特性レベルが減退し、構造の均一性が増加し、負荷時の複合材料の初期破損の開始位置となる。したがって微細構造の不規則性を減少させる修飾を鋳造複合材料の製造において行う必要があり、その結果より均一な構造が得られることになる。本発明はこの要望に応え、さらに関連した利点を与えるものである。

【発明の開示】

本発明は改良された鋳造複合材料およびその製造方法を提供するものである。本発明にかかる複合材料は幾つかの従来のマトリックス中に観測されたような強化粒子の凝集が見られず、より均一な微細構造およびより良好な特性を有することになる。本発明の研究により従来の二次加工方法には単なる微小な変更が要求されるだけである。本発明によれば、複合材料はアルミニウム含有合金のマトリックスからなり、このマトリックスはさらに約１５〜約１３０ｐｐｍ（重量）の酸化物形成元素を含み、該元素は酸化マグネシウムより安定な酸化物を形成するものである。また本発明にかかる複合材料は上記マトリックス中に分配される強化材料を含む。上記酸化物形成元素は好ましくはベリリウム、ランタン、トリウム、スカンジウムまたはイツトリウムであって、約２０〜約５０ｐｐｍの量を存在させるのが好ましい。上記強化材料は酸化アルミニウムまたは酸化シリコンからなるのが好ましく、複合材料の約５〜約３０容量％の量である。マグネシウムは通常上記マトリックス合金中に含まれる。本発明の方法的観点によれば、ベリリウム、ランタン、トリウム、スカンジウムおよびイツトリウムからなる群から選ばれる酸化物形成元素を重量で約１５〜１３０ｐｐｍを含むアルミニウム含有マトリックス合金を用意し、また強化材料粒子を用意し、上記マトリックス合金を溶融し、溶融したマトリックスに強化材料粒子を添加し、上記溶融したマトリックス合金と上記強化材料粒子とを共に混合してマトリックス合金で上記粒子を濡らす一方、該混合物へのガスの導入および混合物内のガスの残留を最小にし、得られる混合物を鋳造する工程からなる複合材料の製造方法が提供される。安定な酸化物形成元素が存在しない場合は、少量のアルミニウム、マグネシウムおよび可能な他の金属元素の安定な酸化物の延伸されたストリンガ−を上記溶融マトリックス合金と強化材料との混合中に形成する場合がある。即ち、これら酸化物は溶融金属の表面に主として皮殻として形成される。この強化材料のマトリックスへの混合中には、酸化物皮殻は破壊されてストリンガ−を形成し、それが混合物の容量全体に渡って分配されることになる。これらストリンガ−は幾分強化材料粒子の典型的なサイズよりも大きい。したがって強化材料粒子の幾つかはこの酸化物ストリンガ−に接着し、ストリンガ−による粒子の凝集が起こることになる。これらの凝集によって強化材料の凝離が起こり、それによってマトリックスによる強化材料粒子の濡れが阻害され、強化材料粒子の複合材料の残りが消耗され、その強度が減少する。また、この凝集によって使用中に複合材料の早期破壊に導かれる場合もあるストレス集中の形成の原因となる。この酸化物形成元素はアルミニウム、マグネシウムおよび他金属元素により溶融金属の表面に通常形成されるものよりも優先して溶融金属の表面に薄い酸化物皮殻を形成する。したがって、マグネシウムよりも大きな負の形成自由エネルギーを有する酸化物を有するすべての酸化物形成元素が使用可能である。このような元素にはべリリウム、トリウム、ランタン、スカンジウム、およびイツトリウムが含まれる。ベリリウムはコストおよび製造の点を考慮すると望ましいものである。ベリリウムの場合、最も好ましい酸化物形成元素であって、ベリリウム酸化物の薄い層または皮殻は通常の酸化物に優先して溶融金属の表面に形成される。このベリリウム酸化物が破損し溶融金属に混合されたとしても、酸化物に強化材料粒子を凝集させる傾向は少ない。何故ならばベリリウム酸化物の皮殻は非常に薄いものであるからである。アルミニウム含有マトリックスを有し、鋳造されかつ凝固した複合材料は安定な酸化物形成元素の添加によって、修飾されない複合材料の粒子特性である凝集を示さない。酸化物形成元素の量はアルミニウム、マグネシウムおよび他の金属酸化物に優先してその酸化物を形成するに十分であるべきであるが、上記材料の流動性または鋳造可能性を干渉するほど大きなものであってはならない。重量基準で少なくとも約１５、好ましくは少なくとも２０ｐｐｍがマトリックスアレイ中に存在すべきである。より少ない量は微細構造から金属性酸化物ストリンガ−を除去するに不十分であって、結果として強化材料粒子の凝集が依然観測される。酸化物形成元素の最大量は約１３０、好ましくは５０ｐｐｍ（マトリックス合金重量基準で）である。実際には酸化物形成元素のほんの少量だけが溶融金属の表面に酸化物を形成し、多量の添加は浪費的でかつ非経済的である。さらに、ベリリウムの場合は、大量の添加は鋳造プラントの環境において健康問題の原因となる場合がある。上記表示した限度より多い酸化物形成元素の量は何の改善も産まず、複合材料の鋳造性を幾分害する場合がある。本発明は鋳造可能な金属マトリックス複合材の分野において重大な進歩を提供するものであって、酸化マグネシウムより安定な酸化物を有する元素のアルミニウムマトリックス溶融物への少量の添加は強化材料粒子の凝集の誘因を減少させ、より均一な微細構造を形成する。本発明の他の特徴および利点は以下の好ましい実施例の詳細な記載から明らかとなろう。但し、添付図面をもって説明するがこれは具体例により本発明の原理を例示するものである。図面の簡単な説明図１は分散用羽根車を有する混合装置の斜視図で、部分的に破断されている。図２は安定な酸化物形成元素を添加することなく鋳造した複合材料の微細構造の顕微鏡写真である。また、図３は安定な酸化物形成元素を添加した場合の鋳造複合材料の微細構造の顕微鏡写真である。発明の実施形態鋳造により複合材料を製造する装置は図１に例示されている。この鋳造装置は本発明の一部を形成するものではないので、本装置における説明は本発明の技術背景を提供するものである。図１によると、この装置は金属スタンドエ１を有し、該スタンドには回転可能な炉支持手段１２が支持されている。この炉支持手段１２はそこに固定されたシャフト１３および１４を備える。このシャフトは順に枕状ブロック１５および１６に回転可能に支持されている。シャフト１６にはハンドル１７が固定され、上記支持手段１２を溶融または鋳造の要望により回転するために使用される。ルツボ１８は溶融金属によって実質的に侵食されない材料から形成されている。ある具体例では、ルツボ１８はアルミナから形成され、内径９．５ｃｍおよび高さ２８ｃｍである。このルツボはアルミ合金的２．３キロを溶融するに適するものである。また、このルツボはサーモクラフトＮｏ、ＲＨ２７４ヒータのようなヒータ１９によって抵抗加熱される。この加熱されたルツボは加熱されるルツボはワットロウの積載絶縁物２２によって絶縁され、２０ａで示される低密度の耐火物によって絶縁されている。この絶縁された組体は３０４ステンレス鋼パイプの内側に位置しており、該パイプは５ｍｍ厚の固体ベース２３と溶接された上部フランジ２４を有し、容器２１を形成している。該容器２１は単にルツボ１８の受けとして機能するだけでなく、混合中の真空室として機能する。ヒータ１９の電力は２本のヴアリアン製造の中間電力真空フィードスルー１９８および１９ｂを介して供給される。ルツボ１８とヒータエ９の間に２個のタイプにサーモカップルが位置し、温度モニターおよび制御のために使用される。そしてこれらはオメガ・スワツジロ・ツクタイプの密封ヒツティング（図示しない）によって容器２１に供給されている。ルツボ１８の温度はオメガ４０比例コントローラ２５によって制御され、該コントローラはルツボとヒータとの間の温度を監視している。このコントローラ２５は、６０ａｍｐのワットロウの水銀リレーを駆動し、該リレーがヒータ１９への２１５ボルトをスイッチングし、この温度をワットロウのレジタルサーモメータによってモニターしている。この混合装置はＭｉｎａｒｉｋ製の可逆ソリットシテットコントローラ（図示せず）によって制御される１／４馬力のＢ　ｏｂｉｎｅ製のＤＣ可変速度モータ２６を有し、該モータ２６はアーム３１に固定され、ゴムベルト２７によってポールベアリングのスピンドル２８に連結され、該スピンドルはルツボ１８の上方に支持され、回転する分散用羽根車２９を保持している。このスピンドル２８は支持部３２および３３にスライド可能に接続されたアーム３１に固定され、アーム３１が垂直方向に移動できるようになっている。クランク３４および３５は上記アーム３１を所定の位置に固定するためのロック手段である。分散用羽根車２９は３０４スレンレス鋼から機械加工され、必要により互いに溶接され、ビードブラストにかけられ、そしてＡ　ｒｅｍｃ０５５２のセラミック接着剤によって被覆されている。この被覆された羽根車２９は必要となるまで２００℃に保持される。また、この分散用羽根車２９はルツボのセンターラインに沿って垂直方向に配置される。より大きなルツボを使用するときは粒子は溶融物の外周部表面に集まる傾向にあって、もし壁側から溶湯の中心に向けて強制され、分散用羽根車方向に移動させないならば、かかる粒子は溶湯内に混合することができない場合がある。このような場合、図示しないが壁側から粒子を離し、分散用羽根車の影響を受けるように清掃用羽根車を使用することができる。取り外し可能な金属フランジ３６が容器２１を覆い、容器コンテナ２１の上部フランジと上記フランジ３６の間にはガスケット３６ａを、備えられ、クランプ２８ａおよび２８ｂによって気密様式で封鎖できるようになっている。シャフト３７はチャック手段３８によりスピンドル２８に取り外し可能に固定され、真空の回転フィートスルー４１を通ってフランジ４１ａを備えている。このフランジ４１ａと一時嵌合して取り付けられたポート４２は供給源（図示せず）からアルゴンを導入および排出できるようになっている。モしてルツボ１８の排気を行うための真空ラインに適応できるように形成されている。アルミ合金マトリックスに約５〜約３０容量％の酸化ケイ素または酸化アルミニウムを含有した好ましい複合材料を製造するにあたっては上記ヒータを作動させ、上記コントローラをセットし、温度をマトリックス合金の液相以上とする。マトリックス合金を上記ルツボに導入し溶融させる。上記温度は幾分減少させ、上記溶融物をアルゴンガスを溶融物内にバブリングすることによりアルゴンによって吹風させる。その後粒子材料を添加する。酸化ケイ素または酸化アルミニウム粒子はその後この溶融物に添加され、上記混合装置を適正位置に配置し、真空引きを行い、混合を始める。周期的にこの部屋を開放させ、溶融物の表面にはアルゴンのカバーを形成しつつ、もし必要ならばルツボ壁の清掃を行う。十分に混合が行われると、溶融した複合材料を適当な手段により型またはモールド内に鋳造させる。本発明は鋳造複合材料の製造において使用するマトリ・ソクス合金の組成に一部関連するものである。このマトリックス合金は合金のほとんどがアルミニウムであるアルミニウムベースからなる。そしてこのマトリックス合金はしばしば少なくとも幾分かのマグネシウムを含有し、このマグネシウムは鋳造アルミニウム合金および鍛造アルミニウム合金の双方の合金成分として使用されている重要なものである。このマトリックスはまた他の基本的な合金元素を、たとえば銅、シリコン、マンガン、鉄またはチタンの実質的な量、たとえば１／１０％から１０％またはそれ以上を含んでいてもよい。このマグネシウムおよび他の基本的な合金元素は強度、靭性、加工性、鋳造性、および他の必要な特性を与える。マトリックスの主要なまたは主要でない合金成分の種類または量について制限はない。本発明において使用可能ないくつかの共通のアルミニウム合金として１０００．２０００，６０００．および７０００系統の合金を含む。ベリリウム（または他の酸化物形成体）の添加効果は溶融物の表面において酸化物構造に対し物理的な効果を与えることに大いに起因しており、それはマトリックスの（または強化材料の）の合金成分との化学的相互作用に基づくものではない。それ故に強化材料粒子が実質的な量を存在する限り、本発明の適用可能性が特定のアルミニウム合金に限定されるべきであると信する理由は全くない。アルミニウム、アルミニウムおよびマグネシウム相互および他の金属性元素（市販される合金中に通常存在する他の金属元素）は酸化物形成体であって、その酸化物は負の生成自由エネルギーを有する。マトリックスの固体成分および強化材料粒子からそれらのルツボ内での混合前に酸素ガスを脱気することに、また混合装置それ自身から酸素ガスを脱気することに注意が支払われるが、上記溶融物上方の雰囲気には幾分少量の酸素ガスがほとんどいつも残存していて、表面に付着しまたは溶解する。アルミニウムおよび他の金属成分はこの少量の酸素さえも捕捉する機能を有し、厚い酸化物層または皮殻を形成し、溶融物の表面に浮遊する。酸化物はより迅速な酸化から溶融物を保護する有効な効果を有する。しかしながら、厚い表面酸化層はマトリックス合金で上記粒子を湿潤するために使用される激しい撹拌中に破損してストリンガ−となるという有害な効果もある。このストリンガ−は混合された合金中に分散される。本明細書においてストリンガ−とは、破断されて表面から剥がれ、溶融物中に混合された表面酸化物の断片である。このストリンガ−は通常独立した強化材粒子よりも非常に大きく、しばしば延伸されており、それによって大きな表面対容積比率を有している。強化材の粒子のいくつかはこのストリンガ−に接着し、酸化物ストリンガ−の強化材粒子の凝集を溶融合金のマトリックス全体に渡って行う。そして、この酸化物は非常に安定であり溶解する傾向にない。溶湯中に混合される上記酸化物はさもなくば結局溶湯上に浮遊するが、強化材粒子が存在することによって、そしてルツボ内での撹拌作用によりそれらはドロスとして回収される表面に浮遊することを妨げられる。事実この撹拌作用は表面酸化物を破壊し、溶湯中に引き込み、ストリンガ−を形成する傾向にある。この大きな酸化物ストリンガ−とそこに凝集した強化材は上記溶湯全体に渡って混合され、凝固した溶湯内に位置して固定される。図２は約１５容量％の酸化アルミニウム強化材粒子を２０１４アルミ合金マトリックスに混合して製造された鋳造複合材料の顕微鏡写真であり、本発明の安定な酸化物形成元素を有していない。なお、２０１４アルミ合金は重量％でケイ素０．５〜１．２、鉄１．０、銅３．９〜５．０、マンガン０．４〜１．２、マグネシウム０．２〜０．８、クロム０．１、亜鉛０．２５、チタン０．１５、他の元素最大０．１５残部アルミニウムからなる公称組成範囲を有している。図２は暗色の酸化物ストリンガ−を示しており、これに紅色の粒子が接着し、すなわちストリンガ−を凝集形態をなして修飾しており、紅色のアルミニウムマトリックス中にすべてが存在している。このストリンガ−の間にはわずかな強化材粒子を有するが、大きな裸状態のマトリックス地域が存在している。図２に示される微細構造の種類は少なくとも３つの方法により複合材料の所望の特性が減退に導かれている。まず、酸化物と粒子との凝集によって溶融したマトリックスによる強化材粒子の湿潤が妨げられる。第２に強化材粒子は上記酸化物地域に凝集して残りの溶湯全体に渡って分散されて利用される強化材粒子の量を減少させ、強化材の分散の均一性を損なわせる。それによって残りの溶湯中の全複合体特性が低減する。第３に、上記酸化物と強化材粒子との凝集によって負荷または疲労中に複合材に微小クラックが形成される源となり、それによって複合材料の欠陥が促進される。本発明によればアルミニウムの厚い酸化物、またはアルミニウムおよびマグネシウムの厚い酸化物および他の金属元素の厚い酸化物が複合材料溶湯表面に形成されるのを減少させ、望ましくは除去することができ、それらが鋳造複合材料に存在するのを解消することができる。本発明は、マグネシウムより有効な酸化物形成元素を少量上記溶湯に添加することによって安定な酸化物形成元素の薄い表面酸化物を優先的に上記アルミニウムまたは他の厚い表面酸化物皮殻に渡って形成させるものである。もっとも好ましい酸化物形成元素はベリリウムであり、マトリックス重量で約２０〜約５０ｐｐｍ添加されるのが好ましい。より少量のベリリウムはかなり効果に劣り、約１５ｐｐｍ以下の量は厚い表面酸化物の存在を避けるには全く効果がない。約５０ｐｐｍ以上の量は溶湯の表面に厚い酸化物を形成する傾向にあり、溶湯の表面にあるドロスおよび補強材と、それが酸化物形成元素と反応するならば化合物を形成する可能性がある。この溶融した複合材料は鋳造することが困難となる。約ｔａｏｐｐｍ以上の酸化物形成元素は非常に多量の酸化物を形成し、合金の鋳造性を減退させる。本発明の主題である鋳造複合材料の鋳造は単一の非複合材料の鋳造とはかなり異なっている。強化材粒子を約５〜約３０容量％を存在することによって、複合材料の流動性および鋳造性を変化させる。溶湯の表面にベリリウム酸化物を形成させるために複合材料にベリリウムを添加するが、ベリリウムが約１３０ｐｐｍを越えると鋳造性の減退が始まる。これに対してタイプ３５７のような特定の非複合アルミニウム合金では４００から７００ｐｐｍのベリリウムを含む場合があるが、それらは依然鋳造可能である。何故ならばそれらは強化材粒子を含まないからである。強化材粒子を含む鋳造複合材料の挙動は単一の非複合材料の従来の経験からは簡単には推測することはできない。ベリリウム酸化物は公知の危険な物質であって、それ故に効果を保持しながらできるだけ低く含有量を保持するのが好ましい。好ましい範囲はそれ故に約２０〜約５０ｐｐｍであって、最も好ましい量は商業的な鋳造の実行においては３０ｐｐｍである。もしベリリウムの量を約１５ｐｐｍの下限有効値により近ずけるならばベリリウムの許容量を市販の鋳造の実行のもとにおいで保証することが困難な場合がある。図３は図２において説明したと同一の複合材料の微細構造を示し、約３Ｑｐｐｍのベリリウムを、酸化アルミニウム粒子強化材がマトリックスに混合される前にマトリックス合金に混合された以外は上記と同様であって２０１４マトリックス合金が約１５容量％の酸化アルミニウム補強粒子を含んでいる。図２の微細構造と比較すると、ベリリウムの添加によって複合材料の微細構造がより均一になることが促進される。酸化物の大きなストリンガ−と凝集された補強材粒子はもはや存在しない。また図２の微細構造において見られるような同一サイズの裸となった地域も見られない。図２および図３は酸化アルミニウム補強材粒子を有する複合材料を例示したが、酸化アルミニウムは安定な酸化物形成元素の有効な効果がその補強材料に対し最も顕著であるので、本発明の用途にとって好ましい補強材である。しかしながら、他の補強材料に対しても有効な効果が得られ、それらは本発明の範囲内である。補強材粒子とストリンガ−との相互作用は物理的な作用であって、補強材の化学組成は本発明を限定するものでない。次の実施例は本発明の観点を例示するもので、本発明の範囲を限定するものでない。ただし添加されるベリリウムの量は９９口で示されている。実施例１２０１４アルミニウムマトリックス合金中に１５容量％の酸化アルミニウム補強材粒子を有する一連の複合材料を溶融と鋳造法により製造した。このマトリックス合金中に存在するベリリウムの量は複合材料によって変えた。ベリリウムの添加がない場合は、複合材料の全体に渡ってストリンガ−が分配された。その微細構造は図２に示すものとなる。約１５ｐｐｍのベリリウムが存在する場合は、図３に示すものの方向の、微細構造における顕著なしかし小さな改善が見られた。しかし依然少量のストリンガ−が存在していた。マトリックス中に約３０ｐｐｍおよび５０ｐｐｍのベリリウムを有する複合材料は図３に示すタイプの優れた微細構造を示した。約３０ｐｐｍのベリリウムを有する複合材料は図３に示すタイプの許容できる微細構造の特性を示したが、鋳造の困難性が現れていた。さらに、鋳造後の残存するドロスのベリリウム含有量が健康に影響する可能性が出てきた。２７５　ｐｐＩｌｌのベリリウムを有する複合材料は許容できる微細構造を示したが、かなり厚いベリリウム酸化物の皮殻のため複合材料の鋳造がかなり困難であった。実施例２マトリックス合金を６０６１アルミ合金とした以外は実施例１を繰り返した。種々のベリリウム添加を繰り返し実質的に同一の結果を得た。それ故本発明においては従来可能であったよりも高品質でかつ均一な微細構造の鋳造複合材料が製造することができる。例示の目的で本発明の特定の具体例を詳細に記載したが、本発明の精神および要旨を逸脱することなく種々の変形が可能である。したがって本発明は添付されたクレーム以外には限定されないものである。国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム含有合金で、酸化マグネシウムより安定な酸化物を形成する酸化物形成元素を重量で約１５〜１３０ｐｐｍを含むマトリックスと、該マトリックス中に分散する強化材料からなる複合材料。
【請求項２】酸化物形成元素がベリリウム、ランタン、トリウム、スカンジウムおよびイットリウムからなる群から選ばれる請求項１記載の複合材料。
【請求項３】酸化物形成元素がベリリウムである請求項１記載の複合材料。
【請求項４】酸化物形成元素が重量で約２０〜５０ｐｐｍ存在する請求項１記載の複合材料。
【請求項５】強化材料がマトリックスと強化材料の全量の約５〜３０容量％存在する請求項１記載の複合材料。
【請求項６】強化材料が炭化ケイ素である請求項１記載の複合材料。
【請求項７】強化材料が酸化アルミニウムである請求項１記載の複合材料。
【請求項８】強化材料が延伸された粒子形態である請求項１記載の複合材料。
【請求項９】複合材料が実質的に溶解され、捕捉されたガスを内部に有しない請求項１記載の複合材料。
【請求項１０】マトリックス合金がさらにマグネシウムを含有する請求項１記載の複合材料。
【請求項１１】アルミニウム含有合金で、実質的に溶解され、捕捉されたガスを内部に有せず、更にベリリウム、ランタン、トリウム、スカンジウムおよびイットリウムからなる群から選ばれる酸化物形成元素を重量で約１５〜１３０ｐｐｍを含むマトリックスと、該マトリックス中に分散し、炭化ケイ素および酸化マグネシウムからなる群から選ばれ、複合材料の約５〜３０重量％を構成する強化材料からなる複合材料。
【請求項１２】ベリリウム、ランタン、トリウム、スカンジウムおよびイットリウムからなる群から選ばれる酸化物形成元素を重量で約１５〜１３０ｐｐｍを含むアルミニウム含有マトリックス合金を用意し、また、強化材料粒子を用意し、上記マトリックス合金を熔融し、該熔融したマトリックスに強化材料粒子を添加し、上記熔融したマトリックス合金と上記強化材料粒子とをともに混合してマトリックス合金で上記粒子を濡らす一方、該混合物へのガスの導入および混合物内の残留を最小にし、得られる混合物を鋳造する工程からなる複合材料の製造方法。
【請求項１３】酸化物形成元素が約２０〜５０ｐｐｍ存在する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】強化材料が炭化ケイ素および酸化アルミニウムからなる群から選ばれる請求項１２記載の方法。
【請求項１５】混合工程中上記熔融物に真空を適用する請求項１２記載の方法。
【請求項１６】上記混合工程を上記熔融物に浸漬した回転する羽根車にて行う請求項１２記載の方法。
【請求項１７】上記マトリックスがさらにマグネシウムを含有する請求項１２記載の方法。
【請求項１８】上記強化材料が複合材料の約５〜３０容量％存在する請求項１記載の方法。