JPH0587577B2 - - Google Patents

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JPH0587577B2
JPH0587577B2 JP58081535A JP8153583A JPH0587577B2 JP H0587577 B2 JPH0587577 B2 JP H0587577B2 JP 58081535 A JP58081535 A JP 58081535A JP 8153583 A JP8153583 A JP 8153583A JP H0587577 B2 JPH0587577 B2 JP H0587577B2
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、粒子分散型複合材料の製造方法に係
り、更に詳細には複数個のセラミツクの微粒がそ
れぞれ金属にて被覆され且金属にて結合された構
造を有するセラミツク−金属複合微粉末体がマト
リツクス金属中に分散された粒子分散型複合材料
の製造方法に係る。 アルミナ、窒化ケイ素、炭化タングステンの如
きセラミツクは一般の金属に比べて耐熱性や耐摩
耗性が格段に優れているため、金属マトリツクス
中にセラミツクの粒子や粉末が分散された複合材
料やセラミツク繊維にて強化された複合材料にて
各種の構造部材を構成する試みがなされている。 しかしセラミツクのみよりなる粉粒体や繊維は
極めて脆く、また金属マトリツクス中にセラミツ
クの粉粒体を分散させる場合それらの粉粒体を均
一に分散させることが困難であり、セラミツク繊
維を所定の密度や配向状態にてマトリツクス金属
中に充填することが困難であり、セラミツクの粒
子と金属マトリツクスとの密着性が必ずしも良く
ないなどの理由から、セラミツクの粉粒体などは
サーメツトの如き一部の工具材料には使用されて
いるが、各種の構造部材に対しては大量には使用
されていない。 また複数個のセラミツクの微粒がそれぞれ金属
にて被覆され且金属にて結合された構造を有する
複合体は、理論的にはセラミツク粉末を例えば蒸
着等の手段によつてバインダとしての金属にて被
覆し結合することにより製造され得るが、実際に
はかかる方法によつては平均粒径が10μm以下の
複合微粉末体を大量に生産することはできず、ま
た微細なセラミツク粉末は非常に凝集し易いため
実際には多数のセラミツク粒子が互いに直接当接
する状態にて凝集した所謂アグリゲート粒子を金
属にて被覆し結合することになり、複数個のセラ
ミツクの微粒をそれぞれ金属にて被覆し且金属に
て結合させることはできず、そのため上述の如き
複合微粉末体を分散材とする複合材料を製造する
ことはできない。 本発明は、従来のセラミツク粒子やセラミツク
繊維にて強化された複合材料及びその製造方法に
於ける上述の如き不具合に鑑み、引張り強さ、耐
摩耗性の如き機械的性質に優れた粒子分散型複合
材料を能率良く低廉に製造することのできる製造
方法を提供することを目的としている。 かかる目的は、本発明によれば、化合反応に
より少なくとも一つのセラミツクを構成すべき少
なくとも一つの金属の蒸気と他の元素の気体とよ
りなる混合ガスを末広ノズルを経て断熱膨張させ
ることにより急冷させつつ前記金属と前記他の元
素とを化合反応させ更にその化合反応生成物に金
属の蒸気を合体させることによりセラミツク−金
属複合微粉末体を生成させ、かくして生成され前
記末広ノズルより噴出された前記セラミツク−金
属複合微粉末体をマトリツクス金属の溶湯中に導
く粒子分散型複合材料の製造方法、又は化合反
応により少なくとも一つのセラミツクを構成すべ
き少なくとも一つの金属の蒸気と他の元素の気体
とよりなる混合ガスを第一の末広ノズルを経て断
熱膨張させることにより急冷させつつ前記金属と
前記他の元素とを化合反応させ、その化合反応生
成物と金属の蒸気とを混合してそれらを互いに合
体させ、更にそれを第二の末広ノズルを経て断熱
膨張させることによつて急冷させることによりセ
ラミツク−金属複合微粉末体を生成させ、かくし
て生成され前記第二の末広ノズルより噴出された
前記セラミツク−金属複合微粉末体をマトリツク
ス金属の溶湯中に導く粒子分散型複合材料の製造
方法によつて達成される。 本発明による粒子分散型複合材料の製造方法に
よれば、分散材としてのセラミツク−金属複合微
粉末体は、金属蒸気の金属と他の元素とが化合反
応することにより多数のセラミツクの微粒が形成
され、複数個のセラミツクの微粒がそれらに金属
蒸気が合体されることによりそれぞれ金属にて被
覆され且金属にて結合された複合構造を有する微
粉末体として形成されるので、100％セラミツク
の微粉末の硬度に近い硬度と適度な靭性とを有
し、従つて充分な硬度を有する複合微粉末体がマ
トリツクス金属内に於ける転位の移動を強固に阻
止し、またマトリツクス金属の摩耗量を減少させ
ることにより、引張り強さ、耐摩耗性などの機械
的性質に優れた粒子分散型複合材料を製造するこ
とができる。 また分散材としての複合微粉末体は各セラミツ
クの微粒がセラミツクに比して軟かい金属にて被
覆され且金属にて結合されており、微粉末体全体
としては適度の靭性をも具備し、またマトリツク
ス金属との親和性や密着性に優れているので、本
発明による粒子分散型複合材料の製造方法によれ
ば、セラミツクのみよりなる微粉末体を分散材と
する複合材料に比して、靭性、耐衝撃性などに優
れ、摺動部材などに適用されても分散材としての
複合微粉末体自体及びセラミツクの微粒が脱落す
ることに起因して異常摩耗を惹起するなどの不具
合を生じることがない粒子分散型複合材料を製造
することができる。 また粒子分散型複合材料に於ては、一般に、分
散材が微細であり且高密度にて均一に分散されれ
ばされる程、粒子分散型複合材料の常温及び高温
強度は向上する。即ち、金属材料の強度は変形に
対する抵抗と考えることができ、変形はミクロ的
には転位の形成と移動によつて生じている。特に
粒子分散型複合材料に於ては、分散粒子によつて
転位の移動が阻止されることにより複合材料の強
度が向上されることは既に明らかにされている。
例えば引張り強さは下記の式(1)にて表される。 τy＝τn＋Gmb／λ ……(1) τy：降伏応力 τn：マトリツクスの降伏応力 ｂ：バーガースベクトルの大きさ λ：粒子間平均距離 Gm：マトリツクス剛性率 この式(1)より、分散粒子間の平均距離λが小さ
い程粒子分散型複合材料の引張り強さは向上す
る。 また分散粒子の大きさｄと、分散粒子の体積率
Vpと、分散粒子間の平均距離λとの間には、下
記の式(2)にて示される関係がある。 λ＝2d／3Vp（１−Vp） ……(2) この式(2)より、分散粒子の体積率Vpが大きく
且分散粒子の直径ｄが小さくなればなる程分散粒
子間の平均距離λは小さくなることが解る。従つ
てこれら式(1)及び(2)より、粒子分散型複合材料の
強度は分散材が微細であり且高密度にて均一に分
散されればされる程向上することが解る。 本発明による粒子分散型複合材料の製造方法に
よれば、分散材としてのセラミツク−金属複合微
粉末体は複数個のセラミツクの微粒がそれぞれ金
属にて被覆され且金属にて結合された複合構造を
有し、平均粒径が10μm、好ましくは5μm以下の
非常に微細な微粉末体として形成されるので、理
論上は可能であるセラミツク粉末をバインダとし
ての金属にて被覆し結合させる方法等により製造
される比較的平均粒径が大きく多数のセラミツク
の微粒が互いに直接当接した状態にて凝集してい
るセラミツク−金属複合微粉末体を分散材とする
複合材料の場合よりも、引張り強さなどの強度が
遥かに高い粒子分散型複合材料を製造することが
できる。 本願発明者等は本願出願人と同一の出願人の出
願に係る特願昭57−32120号（特開昭58−150427
号）に於て、金属化合物（金属と非金属元素との
化合物、金属間化合物、これらと金属などとの混
合物などを意味する）を構成すべき金属の蒸気と
他の元素の気体とよりなる混合ガスを末広ノズル
にて急冷させることにより金属化合物の微粉末を
製造する方法を提案し、また特願昭57−37027号
（特開昭58−153532号）及び特願昭57−37028号
（特開昭58−123533号）に於て、上記金属化合物
微粉末の製造方法に於て特殊な末広ノズルを使用
すれば、金属化合物微粉末の純度を一層向上させ
ることができることを提案した。 本発明による粒子分散型複合材料の製造方法
は、基本的にはこれら先の提案に係る方法を応用
し、特に金属蒸気の金属と他の元素とを化合反応
させ、その化合反応生成物に金属蒸気を合体さ
せ、かくして生成され末広ノズルより噴出される
セラミツク−金属複合微粉末体をそのままマトリ
ツクス金属中に導くことによつて粒子分散型複合
材料を製造するものである。 従つて本発明による粒子分散型複合材料の製造
方法に於ては、分散材としてのセラミツク−金属
複合微粉末体は真空中又は保護雰囲気中にて形成
され、複合微粉末体の表面の活性度が低下しない
うちにマトリツクス金属中に導かれ、マトリツク
ス金属と接触するので、複合微粉末体とマトリツ
クス金属とが充分に濡れ、従つて分散材とマトリ
ツクス金属との密着性に優れ、複合微粉末体やセ
ラミツクの微粒の脱落に起因する異常摩耗などを
生じることのない耐摩耗性に優れた粒子分散型複
合材料を製造することができる。 また本発明による粒子分散型複合材料の製造方
法によれば、末広ノズルより噴出した噴流によつ
てマトリツクス金属の溶湯が適宜に攪拌されるの
で、分散材がマトリツクス金属中に均一に分散さ
れた粒子分散型複合材料を製造することができ、
また従来の粒子分散型複合材料の製造方法の場合
の如く、分散材とマトリツクス金属の溶湯とを混
合しそれらを攪拌する独立の工程は不要であるの
で、従来の方法に比して低廉に且容易に粒子分散
型複合材料を製造することができる。 更に本発明による粒子分散型複合材料の製造方
法によれば、末広ノズルの前後に於ける圧力及び
温度条件、使用する末広ノズルの構造やその作動
条件、複合微粉末体をマトリツクス金属溶湯中に
導く量が時間などを適宜に選定し制御することに
より、複合微粉末体及びセラミツクの微粒の平均
粒径、複合微粉末体中に於けるセラミツク微粒の
体積率、複合材料中に於ける複合微粉末体の体積
率などを任意に制御することができる。 尚、本発明による粒子分散型複合材料の製造方
法に於ては、マトリツクス金属の溶湯を末広ノズ
ルよりの噴流に対し横方向に一定流量にて流動さ
せれば、上述の如き優れた特徴を有する粒子分散
型複合材料を連続的に製造することができる。 以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。 実施例 １ 第１図はこの実施例に於て使用された粒子分散
型複合材料製造装置を示す概略構成図である。図
に於て、１は実質的に密閉の容器をなす炉殻を示
しており、該炉殻１内にはるつぼ２が配置されて
いる。るつぼ２はガス導入ポート３を有するガス
予熱室４と、該ガス予熱室と連通する反応室５と
を有している。るつぼ２の周りにはガス予熱室４
及び反応室５内を所定の温度T1に維持するヒー
タ６が配置されており、このヒータ６により反応
室５内に装入された金属が溶融されて金属溶湯７
とされ、更には金属蒸気として蒸発化されるよう
になつている。 るつぼ２の底壁８には反応室５と炉殻１内の複
合材料製造ゾーン９とを連通接続する導管１０が
設けられており、該導管により末広ノズル１１が
郭定されている。複合材料製造ゾーン９には末広
ノズル１１の下方にマトリツクス金属の溶湯１２
を貯容する溶湯貯容容器１３が配置されており、
末広ノズル１１より噴出した噴流１４を受けるよ
うになつている。また複合材料製造ゾーン９は導
管１６により開閉弁１７を介して真空ポンプ１８
に接続されており、この真空ポンプにより複合材
料製造ゾーン９及び反応室５内がそれぞれP2及
びP1の所定圧力に減圧されるようになつている。 末広ノズル１１は、本願出願人と同一の出願人
の出願人の出願に係る特願昭57−37027号の第２
図に示された末広ノズルと同様に構成されてお
り、のど部１９と、第一の膨張部２０と、一定断
面部２１と、第二の膨張部２２とを有している。
また末広ノズル１１の一定断面部２１にはガス導
入ポート２３が開口しており、該ガス導入ポート
は導管２４によつて他の一つのるつぼ２５と連通
接続されている。るつぼ２５の周りにはるつぼ内
を所定の温度T8に維持するヒータ２６が配置さ
れており、このヒータによりるつぼ２５内に装入
された金属が溶融されて金属溶湯２７とされ、更
には金属蒸気として蒸発化され、導管２４、ガス
導入ポート２３を経て末広ノズル１１内へ導入さ
れるようになつている。 かくして構成された粒子分散型複合材料製造装
置を用いて、以下の要領にて複数個の窒化ケイ素
の微粒がそれぞれ金属ケイ素にて被覆され且金属
ケイ素にて結合された構造を有する複合微粉末体
を分散材とし、マグネシウム合金（JIS規格
MC2F）をマトリツクス金属とする粒子分散型複
合材料を製造した。まず金属ケイ素を反応室５内
に装入し、ガス導入ポート３より窒化ガスをガス
予熱室４を経て反応室５内へ導入し、ヒータ６に
より炉殻１内に収容されたるつぼ２を急速加熱
し、反応室５内の温度T1を2200℃とすることに
より金属ケイ素を溶融させてケイ素溶湯７を形成
し、更に窒素ガス導入量を制御して反応室５内の
圧力P1を30Torr（ケイ素蒸気の分圧Psi＝0.2〜
2Torr）になるよう調整した。 次いで反応室５内の混合ガス、即ちケイ素溶湯
７より蒸発することにより生成したケイ素蒸気と
窒化ガスとよりなる混合ガスを、圧力P2＝１〜
3Torrに維持された複合材料製造ゾーン９内へ末
広ノズル１１を経て噴出させた。この場合ケイ素
蒸気と窒素ガスとよりなる混合ガスは、第一の膨
張部２０による急冷によつてほぼ化合反応を終了
し、窒化ケイ素の微粉末体となつて一定断面部２
１を通過する。そしてこの窒化ケイ素の微粉末体
は、るつぼ２５内に於て生成され導管２４及びガ
ス導入ポート２３を経て末広ノズル１１内に導入
されたケイ素蒸気と混合され、この過程に於てケ
イ素蒸気は窒化ケイ素の微粒を取込んで複数個の
窒化ケイ素の微粒がそれぞれ金属ケイ素にて被覆
され且金属ケイ素にて結合された複合構造とな
り、更に第二の膨張部２２によつて急冷されるこ
とにより複合微粉末体となり、余剰の窒素ガスと
共に複合材料製造ゾーン９へ移行した。 更にかくして生成した複合微粉末体を含む噴流
１４をマグネシウム合金の溶湯１２（温度670〜
700℃）に衝突させることにより、複合微粉末体
をマグネシウム合金の溶湯１２中に分散させ、ま
た真空ポンプ１８により未反応の窒化ガスを吸引
により除去した。 第２図はかくして製造された粒子分散型複合材
料を示す走査電子顕微鏡写真である。この第２図
より、分散材としての複合微粉末体（第２図に於
て白色の細かい斑点状をなしている部分）がマト
リツクス金属（第２図に於て灰色の地をなしてい
る部分）中に均一に分散されていることが解る。 またこの粒子分散型複合材料に於ける分散材と
しての複合微粉末体の平均粒径は0.5μmであり、
窒化ケイ素微粒の平均粒径は0.01μmであつた。
第３図は上述の如く製造された複合微粉末体のみ
を示す透過電子顕微鏡写真であり、第４図は第３
図に示された複合微粉末体を暗視野像にて示す透
過顕微鏡写真である。これら第３図及び第４図よ
り、上述の如く製造された複合微粉末体は複数個
の窒化ケイ素の微粒（第４図に於て白い粒子）が
金属ケイ素（第４図に於て灰色の部分）にて被覆
され且金属ケイ素により互いに結合された構造を
有していることが解る。この複合微粉末体は非常
に小さなものであるため、その硬さや弾性などを
測定することは不可能であるが、この複合微粉末
体は上述の如き構造を有していることから、セラ
ミツクとしての窒化ケイ素自体の硬度に近い硬度
を有しており、また微粉末体全体としては窒化ケ
イ素のみよりなる微粉末体に比して靭性に優れて
いるものと推測される。 また以上の如き製造された複合材料（分散材の
体積率約４％）についての常温硬さ及び引張り強
さの測定結果、及びLFW法による摩耗試験（荷
重15Kg、試験時間30分、オイルにて潤滑）の結果
（摩耗減量）を、マグネシウム合金のみよりなる
材料及び同一の体積率にてセラミツク100％の微
粉末体を分散された複合材料についての試験結果
と共に下記の表１に示す。
【表】 尚摩耗試験後に於ける各試験片の試験面を観察
したところ、本発明の製造方法により製造された
粒子分散型複合材料はセラミツク100％の微粉末
体を分散された複合材料よりもはるかに分散材の
剥離や脱落が少ないことが認められた。 実施例 ２ 第５図はこの実施例に於て使用された粒子分散
型複合材料製造装置を示す第１図と同様の概略構
成図である。尚この第５図に於て第１図に示され
た部材と実質的に同一の部材には同一の符号が付
されている。 この実施例２に於て使用された粒子分散型複合
材料製造装置は、ガス予熱室４を有するガス予熱
装置２８と、第一のるつぼ２と、反応室２９を有
し導管１０により第一のるつぼ２と連通接続され
た反応室装置３０と、導管３１により反応室装置
３０と連通接続された第二のるつぼ２５とを有し
ている。ガス予熱装置２８のガス予熱室４は第一
のガス導入ポート３２にて末広ノズル１１内に開
口する導管３３によつて末広ノズル１１の途中に
連通接続されており、導管３１は第二のガス導入
ポート３４にて反応室装置３０の反応室２９内に
開口している。反応室装置３０の底壁３５には反
応室２９と炉殻１内の複合材料製造ゾーン９とを
連通接続する導管３６が設けられており、該導管
により第二の末広ノズル３７が郭定されている。 尚この第５図に示された粒子分散型複合材料製
造装置に於ては、第一の末広ノズル１１の先端部
を第二の末広ノズル３７の入口部に近接して配置
することにより、反応室２９内に於て混合される
ガスが第一の末広ノズルより噴出した噴流３８に
より第二の末広ノズル３７内へ吸引されるよう構
成するとも可能である。 上述の如く構成された粒子分散型複合材料製造
装置を用いて、以下の要領にて複数個の窒化アル
ミニウムの微粒が金属アルミニウムにて被覆され
且金属アルミニウムにて結合された構造を有する
複合微粉末体を分散材とし、マグネシウム合金
（JIS規格MC2F）をマトリツクスとする粒子分散
型複合材料を製造した。まず第一のるつぼ２内に
金属アルミニウムを装入し、ヒータ６により第一
のるつぼ２内をT1＝1900℃に加熱して金属アル
ミニウム溶湯７を形成し、また第一のるつぼ２内
をP1＝35〜40Torrに設定した。 次いで第一のるつぼ２内に於て生成された金属
アルミニウム蒸気を第一の末広ノズル１１に通し
つつ、ガス予熱室４内に於て温度約1500℃に加熱
された窒化ガスを導管３３及びガス導入ポート３
２を経て末広ノズル１１内へ導入し、一定断面部
２１に於ける温度を1500℃とし、圧力を20〜
25Torr程度に設定しておくことによつて、金属
アルミニウム蒸気と窒化ガスとを反応させ、第二
膨張部２２に於て急冷させることにより窒化アル
ミニウムの微粒を形成させた。 次いで温度1700℃、圧力10Torr程度に維持さ
れた第二のるつぼ２５内に於て生成された金属ア
ルミニウム蒸気を導管３１及びガス導入ポート３
４を経て温度900〜1100℃、圧力5Torrに維持さ
れた反応室２９内へ導き、反応室２９内に於て窒
化アルミニウムの微粒と金属アルミニウム蒸気と
を混合させ、その混合ガスを第二の末広ノズル３
７によつて急冷させた。この過程に於て金属アル
ミニウム蒸気は窒化アルミニウムの微粒を取込み
つつ成長し、複数個の窒化アルミニウムの微粒が
金属アルミニウムにて被覆され且金属アルミニウ
ムにて結合された複合構造を有する微粉末体とな
つた。かくして生成された複合微粉末体をマグネ
シウム合金（JIS規格MC2F）の溶湯１２（温度
650〜700℃）中に導入し、該溶湯中に分散させる
ことによつて粒子分散型複合材料とした。 かくして製造された複合材料（分散材の体積率
約７％）についての常温硬さ及び引張り強さの測
定結果、及びLFW法による摩耗試験（荷重15Kg、
試験時間30分、オイルにて潤滑）の結果（摩耗減
量）を、マトリツクス金属と同一のマグネシウム
合金のみよりなる材料及び同一の体積率にてセラ
ミツク100％の微粉末体を分散された複合材料に
ついての試験結果と共に下記の表２に示す。
【表】 また摩耗試験後に於ける各試験片の試験面を観
察したところ、この実施例２に於て製造された粒
子分散型複合材料に於ては、セラミツク100％の
微粉末体を分散された複合材料の場合に比して、
分散材の剥離や脱落が少ないことが認められた。 尚この実施例２に於ける粒子分散型複合材料の
分散材としての複合微粉末体の平均粒径は0.5μm
であつた。 尚、本発明による粒子分散型複合材料の製造方
法に於ても前述の特願昭57−37027号及び特願昭
57−37028号に記載されている如き第６図乃至第
９図に示された末広ノズルが使用されてよい。尚
これら第６図乃至第９図に於て、相互に実質的に
同一の部分には同一の符号が付されており、４１
〜４５はそれぞれ末広ノズル、入口部、最小断面
部（のど部）、膨張部、一定断面部を示している。 第６図に示された末広ノズル４１に於ては、最
小断面部４３の直径Ｄの１倍以上の長さＬを有す
る一定断面部４５の断面は末広ノズル４１の最小
断面に等しく構成されており、膨張部４４は一定
断面部４５の下流側に設けられている。第７図に
示された末広ノズル４１に於ては、最小断面部４
３の下流側に二つの一定断面部４５及び４５′が
設けられている。第一の一定断面部４５は長さ
L1を有し膨張部４４と４４′との間に位置してお
り、第二の一定断面部４５′は長さL2を有し膨張
部４４′と膨張部４４″との間に位置している。
尚、製造されるべき複合材料に要求される特性な
どに応じて、第６図に示された膨張部４４に更に
他の一定断面部が設けられた末広ノズルや、３つ
以上の一定断面部を有する末広ノズルが使用され
てよい。 第８図に示された末広ノズル４１は、通常の末
広ノズルと同様のノズルセクシヨン４６及び４７
が二個直列に連結された如き構成を有しており、
二つののど部４３及び４３′と二つの膨張部４４
及び４４′を有している。また第９図に示された
末広ノズル４１は、通常の末広ノズルと同様のノ
ズルセクシヨン４６，４７，４８が三個直列に連
結された如き構成を有しており、二つののど部４
３，４３′，４３″と三つの膨張部４４，４４′，
４４″とを有している。尚、製造されるべき複合
材料に要求される特性などに応じて、３つ以上の
膨張部を有する末広ノズルが使用されてよい。 以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。例えば本発明の製造方法により製造され
る粒子分散型複合材料に於ける分散材としてのセ
ラミツク−金属複合微粉末体の微粒を構成するセ
ラミツクは、上述の実施例に於ける窒化物のみな
らず、種々の金属の酸化物、炭化物、ホウ化物な
ど任意のセラミツクであつてよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施例１に於て使用された粒子分散型
複合材料製造装置を示す概略構成図、第２図は実
施例１に於て製造された粒子分散型複合材料を示
す走査電子顕微鏡写真、第３図は実施例１に於て
製造された粒子分散型複合材料中に分散された複
合微粉末体のみを示す透過電子顕微鏡写真、第４
図は第３図に示された複合微粉末体を暗視野像に
て示す透過顕微鏡写真、第５図は実施例２に於て
使用された粒子分散型複合材料製造装置を示す第
１図と同様の概略構成図、第６図乃至第９図はそ
れぞれ本発明による粒子分散型複合材料の製造方
法に於て使用されてよい末広ノズルの種々の実施
例を示す縦断面図である。 １……炉殻、２……るつぼ、３……ガス導入ポ
ート、４……ガス予熱室、５……反応室、６……
ヒータ、７……溶湯、８……底壁、９……複合材
料製造ゾーン、１０……導管、１１……末広ノズ
ル、１２……マトリツクス金属溶湯、１３……溶
湯容器、１４……噴流、１６……導管、１７……
開閉弁、１８……真空ポンプ、１９……のど部、
２０……第一の膨張部、２１……一定断面部、２
２……第二の膨張部、２３……ガス導入ポート、
２４……導管、２５……るつぼ、２６……ヒー
タ、２７……溶湯、２８……ガス予熱装置、２９
……反応室、３０……反応室装置、３１……導
管、３２……ガス導入ポート、３３……導管、３
４……ガス導入ポート、３５……底壁、３６……
導管、３７……第二の末広ノズル、３８……噴
流、４１……末広ノズル、４２……入口部、４３
……最小断面部、４４……膨張部、４５……一定
断面部、４６〜４８……ノズルセクシヨン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 化合反応により少なくとも一つのセラミツク
    を構成すべき少なくとも一つの金属の蒸気と他の
    元素の気体とよりなる混合ガスを末広ノズルを経
    て断熱膨張させることにより急冷させつつ前記金
    属と前記他の元素とを化合反応させ更にその化合
    反応生成物に金属の蒸気を合体させることにより
    セラミツク−金属複合微粉末体を生成させ、かく
    して生成され前記末広ノズルより噴出された前記
    セラミツク−金属複合微粉末体をマトリツクス金
    属の溶湯中に導く粒子分散型複合材料の製造方
    法。 ２ 特許請求の範囲第１項の粒子分散型複合材料
    の製造方法に於て、前記末広ノズルの通路はその
    最小断面部の直径の１倍以上の長さに亙つて一定
    断面にて延在する少なくとも一つの一定断面部を
    有することを特徴とする粒子分散型複合材料の製
    造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項の粒子分散
    型複合材料の製造方法に於て、前記末広ノズルは
    少なくとも二つの膨張部を有することを特徴とす
    る粒子分散型複合材料の製造方法。 ４ 化合反応により少なくとも一つのセラミツク
    を構成すべき少なくとも一つの金属の蒸気と他の
    元素の気体とよりなる混合ガスを第一の末広ノズ
    ルを経て断熱膨張させることにより急冷させつつ
    前記金属と前記他の元素とを化合反応させ、その
    化合反応生成物と金属の蒸気とを混合してそれら
    を互いに合体させ、更にそれを第二の末広ノズル
    を経て断熱膨張させることによつて急冷させるこ
    とによりセラミツク−金属複合微粉末体を生成さ
    せ、かくして生成され前記第二の末広ノズルより
    噴出された前記セラミツク−金属複合微粉末体を
    マトリツクス金属の溶湯中に導く粒子分散型複合
    材料の製造方法。 ５ 特許請求の範囲第４項の粒子分散型複合材料
    の製造方法に於て、前記第一の末広ノズルの通路
    はその最小断面部の直径の１倍以上の長さに亙つ
    て一定断面にて延在する少なくとも一つの一定断
    面部を有することを特徴とする粒子分散型複合材
    料の製造方法。 ６ 特許請求の範囲第４項又は第５項の粒子分散
    型複合材料の製造方法に於て、前記第一の末広ノ
    ズルは少なくとも二つの膨張部を有することを特
    徴とする粒子分散型複合材料の製造方法。
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