JPH0657860B2 - Ａｌ２Ｏ３―Ａｌ―Ｓｉ系複合材の製造方法 - Google Patents
Ａｌ２Ｏ３―Ａｌ―Ｓｉ系複合材の製造方法Info
- Publication number
- JPH0657860B2 JPH0657860B2 JP60106935A JP10693585A JPH0657860B2 JP H0657860 B2 JPH0657860 B2 JP H0657860B2 JP 60106935 A JP60106935 A JP 60106935A JP 10693585 A JP10693585 A JP 10693585A JP H0657860 B2 JPH0657860 B2 JP H0657860B2
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- manufacturing
- molded body
- melt
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、Ａl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系複合材の製造方法
に関する。
に関する。
従来の技術 アルミナ系セラミック材料は硬さ、機械的強度、耐熱
性、化学的安定性等に優れており、またＳｉＣやＳｉ３
ＮＨ４のセラミック材料と比較しても耐熱性が劣ってお
らず、しかも安価に得られることから、工業用セラミッ
ク材料として広く用いられている。
性、化学的安定性等に優れており、またＳｉＣやＳｉ３
ＮＨ４のセラミック材料と比較しても耐熱性が劣ってお
らず、しかも安価に得られることから、工業用セラミッ
ク材料として広く用いられている。
従来、アルミナ系セラミック製品は、単結晶ファイバー
を除き、粉体を所定形状に成形したのちに焼成するか、
あるいは成形と焼成を同時に行うことによって製造して
いた。
を除き、粉体を所定形状に成形したのちに焼成するか、
あるいは成形と焼成を同時に行うことによって製造して
いた。
従来のアルミナ系セラミック材料は、単純形状をした粒
状体がマトリックスを構成している。
状体がマトリックスを構成している。
発明が解決しようとする課題 従来のアルミナ系セラミック材料には次のような欠点が
あった。
あった。
（１）硬いため加工性が劣る。
（２）脆性の強い材料であるため衝撃に弱い。一般的に
いって、セラミック材料は破壊靱性値が金属に比べ大巾
に劣っている。
いって、セラミック材料は破壊靱性値が金属に比べ大巾
に劣っている。
（３）複雑形状の製品を精密に成形加工するのが困難で
ある。
ある。
（４）焼成温度が１５００〜１９００℃と高い。
（５）焼成収縮が大きい。
（６）耐熱衝撃性が小さい。
（７）金属に比べて潤滑性が劣っている。
このような欠点があるため、アルミナ系セラミック製品
は、多くの優れた基本的特性を有しながら、強度特性と
か機械的な信頼性が厳しく要求される構造材としては使
用が困難であった。
は、多くの優れた基本的特性を有しながら、強度特性と
か機械的な信頼性が厳しく要求される構造材としては使
用が困難であった。
この発明は、前述のような従来技術の欠点を解消して、
強度特性や機械的な信頼性を低下させずに、しかも安価
に製造できるＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系複合材の製造方法
を提供することを目的としている。
強度特性や機械的な信頼性を低下させずに、しかも安価
に製造できるＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系複合材の製造方法
を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 このような目的を達成するために、この発明は、ＳｉＯ
２を主成分とするガラス質ファイバーからなるプリフォ
ーム成形体を高純度のＡｌ融液中に浸漬して、ＡｌとＳ
ｉＯ２を反応させるＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系複合材の製
造方法を要旨としている。
２を主成分とするガラス質ファイバーからなるプリフォ
ーム成形体を高純度のＡｌ融液中に浸漬して、ＡｌとＳ
ｉＯ２を反応させるＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系複合材の製
造方法を要旨としている。
なお、この明細書では「Ａl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系」とい
う表現は最も広義に使用しており、Ａl2Ｏ３、Ａｌおよ
びＳｉが主成分であることを意味し、主成分以外の未反
応のＳｉＯ２を含むこともありうるものであり、すべて
本発明の範囲に入る。
う表現は最も広義に使用しており、Ａl2Ｏ３、Ａｌおよ
びＳｉが主成分であることを意味し、主成分以外の未反
応のＳｉＯ２を含むこともありうるものであり、すべて
本発明の範囲に入る。
実施例 この発明による複合材の製造方法について述べる。
まず、ＳｉＯ２を主成分とするガラス質ファイバーを所
望の形状に成形して、プリフォーム成形体をつくる。必
要に応じて所望の形状に加工する。そして、そのような
プリフォーム成形体を減圧下または不活性雰囲気下で高
純度のＡｌ融液中に浸漬し、 ４Ａｌ＋３ＳｉＯ２→２Ａl2Ｏ３＋３Ｓｉの式に従って
ＡｌとＳｉＯ２を反応させ、プリフォーム成形体中のＳ
ｉＯ２をＡl2Ｏ３に置換する。その結果、複合体ができ
る。
望の形状に成形して、プリフォーム成形体をつくる。必
要に応じて所望の形状に加工する。そして、そのような
プリフォーム成形体を減圧下または不活性雰囲気下で高
純度のＡｌ融液中に浸漬し、 ４Ａｌ＋３ＳｉＯ２→２Ａl2Ｏ３＋３Ｓｉの式に従って
ＡｌとＳｉＯ２を反応させ、プリフォーム成形体中のＳ
ｉＯ２をＡl2Ｏ３に置換する。その結果、複合体ができ
る。
その後、Ａｌ融液から複合体を取り出し、さらに、Ａｌ
融液の温度よりも３０〜２００℃高い温度（たとえば７
８０〜９５０℃）で減圧中に加熱処理する。それによ
り、複合体に付着している過剰のＡｌ融液を揮発させる
とともに、未反応のＳｉＯ２をＡｌと反応させる。しか
も、複合体中に残留している歪みを除去する。
融液の温度よりも３０〜２００℃高い温度（たとえば７
８０〜９５０℃）で減圧中に加熱処理する。それによ
り、複合体に付着している過剰のＡｌ融液を揮発させる
とともに、未反応のＳｉＯ２をＡｌと反応させる。しか
も、複合体中に残留している歪みを除去する。
以上の製法で得られたＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系複合材の
組成は、プリフォーム成形体のＡｌ融液での浸漬時間を
変化させることによって調節することができる。たとえ
ば、浸漬時間が経過するとともにＡｌにって還元生成し
たＳｉがＡｌ溶融液に溶けるので、浸漬時間が長くなる
と、それだけＳｉの含有量が減少するのである。
組成は、プリフォーム成形体のＡｌ融液での浸漬時間を
変化させることによって調節することができる。たとえ
ば、浸漬時間が経過するとともにＡｌにって還元生成し
たＳｉがＡｌ溶融液に溶けるので、浸漬時間が長くなる
と、それだけＳｉの含有量が減少するのである。
実施例１ 第１図はこの発明によるＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系の複合
材を製造するための反応炉の一例の概略を示している。
材を製造するための反応炉の一例の概略を示している。
石英ガラス製の反応容器１は上部が開放されていて、下
方部が閉じられている。その内部には高純度カーボン製
のルツボ２が配置してある。反応容器１の上部にはシャ
ッター３が設けてある。シャッター３の上部には出入れ
部分４が設けてある。出入れ部分４の側部には別のシャ
ッター５が設けてある。出入れ部分４とシャッター３を
貫通して線状の保持器６が垂直に配装できるようになっ
ている。保持器６の上部は上下駆動機構１３に連結され
ていて、昇降可能になっている。保持器６の下方部はプ
リフォーム成形体７を保持するようになっている。
方部が閉じられている。その内部には高純度カーボン製
のルツボ２が配置してある。反応容器１の上部にはシャ
ッター３が設けてある。シャッター３の上部には出入れ
部分４が設けてある。出入れ部分４の側部には別のシャ
ッター５が設けてある。出入れ部分４とシャッター３を
貫通して線状の保持器６が垂直に配装できるようになっ
ている。保持器６の上部は上下駆動機構１３に連結され
ていて、昇降可能になっている。保持器６の下方部はプ
リフォーム成形体７を保持するようになっている。
また、反応容器１の上方側部には排気口８が形成してあ
って、真空ポンプ９に接続してある。
って、真空ポンプ９に接続してある。
さらに、反応容器１の外側にはヒータ１０が螺旋状に配
置してある。ヒータ１０は、ルツボ２付近に比較して、
そこよりも上方のところで密に配装して、ルツボ２の上
方でより高温に加熱しうるようになっている。その高温
加熱領域に高純度カーボン製のパイプ１１が配置してあ
る。
置してある。ヒータ１０は、ルツボ２付近に比較して、
そこよりも上方のところで密に配装して、ルツボ２の上
方でより高温に加熱しうるようになっている。その高温
加熱領域に高純度カーボン製のパイプ１１が配置してあ
る。
符号１２はルツボ２に収容されている純度９９．９％の
Ａｌ融液を示している。
Ａｌ融液を示している。
なお、ルツボ２やパイプ１１を支持するための手段は図
の簡略をはかるため図示を省略している。
の簡略をはかるため図示を省略している。
製造にあたっては、まず円筒状のプリフォーム成形体７
をつくる。すなわち、ＳｉＯ２を主成分とするガラス質
ファイバー（たとえば石英ガラス製のファイバー束）に
よって円筒状のプリフォーム成形体７をつくる。そのあ
と、シャッター５を開けて、そのプリフォーム成形体７
を保持器６の下端を取りつけ、しかるのちシャッター５
を閉じる。つぎはシャッター３を開けて、保持器６の下
端を下降させることにより、そのようなプリフォーム成
形体７を１０〜１５Ｔｏｒｒの減圧下又は不活性雰囲気
下で純度９９．９％のＡｌ融液１２中に２０分だけ７５
０℃で浸漬し、 ４Ａｌ＋３ＳｉＯ２→２Ａl2Ｏ３＋３Ｓｉの式にしたが
ってＡｌとＳｉＯ２を反応させ、プリフォーム成形体７
中のＳｉＯ２をＡl2Ｏ３に置換し、Ａｌをマトリックス
とした複合体を得る。
をつくる。すなわち、ＳｉＯ２を主成分とするガラス質
ファイバー（たとえば石英ガラス製のファイバー束）に
よって円筒状のプリフォーム成形体７をつくる。そのあ
と、シャッター５を開けて、そのプリフォーム成形体７
を保持器６の下端を取りつけ、しかるのちシャッター５
を閉じる。つぎはシャッター３を開けて、保持器６の下
端を下降させることにより、そのようなプリフォーム成
形体７を１０〜１５Ｔｏｒｒの減圧下又は不活性雰囲気
下で純度９９．９％のＡｌ融液１２中に２０分だけ７５
０℃で浸漬し、 ４Ａｌ＋３ＳｉＯ２→２Ａl2Ｏ３＋３Ｓｉの式にしたが
ってＡｌとＳｉＯ２を反応させ、プリフォーム成形体７
中のＳｉＯ２をＡl2Ｏ３に置換し、Ａｌをマトリックス
とした複合体を得る。
そのあと、保持器６の下端をさらに上昇させることによ
り複合体を出入れ部分４まで上昇させ、シャッター３を
閉じる。そのあと、シャッター５を開け、複合体を保持
器６から除去する。
り複合体を出入れ部分４まで上昇させ、シャッター３を
閉じる。そのあと、シャッター５を開け、複合体を保持
器６から除去する。
実施例２ プリフォーム成形体７をローラによってプレート状に加
圧成形してつくり、そのあとは実施例１と同様にして処
理する。
圧成形してつくり、そのあとは実施例１と同様にして処
理する。
発明の効果 本発明の方法により製造したＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系の
複合材は、機械的強度、耐摩耗性が高いとともに、従来
のセラミック材料に比較して靱性や潤滑性を大巾に向上
させることができる。したがって、製品の大型化をはか
っても、割れの心配がなくなった。
複合材は、機械的強度、耐摩耗性が高いとともに、従来
のセラミック材料に比較して靱性や潤滑性を大巾に向上
させることができる。したがって、製品の大型化をはか
っても、割れの心配がなくなった。
また、金属と比較すると、この発明の方法により製造し
たＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系複合材の比重は大巾に小さ
い。
たＡl2Ｏ３−Ａｌ−Ｓｉ系複合材の比重は大巾に小さ
い。
第１図は本発明方法を実施するための反応炉の一例を示
す概略説明図である。 １…反応容器 ２…ルツボ ３、５…シャッター ４…出入れ部分 ７…プリフォーム成形体 １２…Ａｌ融液
す概略説明図である。 １…反応容器 ２…ルツボ ３、５…シャッター ４…出入れ部分 ７…プリフォーム成形体 １２…Ａｌ融液
Claims (1)
- 【請求項１】ＳｉＯ２を主成分とするガラス質ファイバ
ーからなるプリフォーム成形体を高純度のＡｌ融液中に
浸漬して、ＡｌとＳｉＯ２を反応させるＡl2Ｏ３−Ａｌ
−Ｓｉ系複合材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106935A JPH0657860B2 (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Ａｌ２Ｏ３―Ａｌ―Ｓｉ系複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106935A JPH0657860B2 (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Ａｌ２Ｏ３―Ａｌ―Ｓｉ系複合材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61266531A JPS61266531A (ja) | 1986-11-26 |
| JPH0657860B2 true JPH0657860B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=14446250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60106935A Expired - Lifetime JPH0657860B2 (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Ａｌ２Ｏ３―Ａｌ―Ｓｉ系複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0657860B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012161461A3 (ko) * | 2011-05-20 | 2013-01-17 | 한국생산기술연구원 | 알루미늄 합금 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0657859B2 (ja) * | 1985-05-21 | 1994-08-03 | 東芝セラミツクス株式会社 | Ａｌ２Ｏ３―Ａｌ―Ｓｉ系複合材 |
| JP2014005486A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Aisin Seiki Co Ltd | アルミニウム複合材の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1595280A (en) * | 1978-05-26 | 1981-08-12 | Hepworth & Grandage Ltd | Composite materials and methods for their production |
| JPS579851A (en) * | 1980-06-18 | 1982-01-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Wear-resistant aluminum composite material |
-
1985
- 1985-05-21 JP JP60106935A patent/JPH0657860B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012161461A3 (ko) * | 2011-05-20 | 2013-01-17 | 한국생산기술연구원 | 알루미늄 합금 및 그 제조방법 |
| US9657377B2 (en) | 2011-05-20 | 2017-05-23 | Korea Institute Of Industrial Technology | Aluminum alloy and production method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61266531A (ja) | 1986-11-26 |
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