JPH07197149A - ＴｉＡｌ３ を含むアルミニウム複合材料の製造方法 - Google Patents
ＴｉＡｌ３ を含むアルミニウム複合材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH07197149A JPH07197149A JP35213693A JP35213693A JPH07197149A JP H07197149 A JPH07197149 A JP H07197149A JP 35213693 A JP35213693 A JP 35213693A JP 35213693 A JP35213693 A JP 35213693A JP H07197149 A JPH07197149 A JP H07197149A
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- tial3
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細なＴｉＡｌ3 金属間化合物がＡｌ母体に
均一に分散した複合体を提供する。 【構成】 Ｔｉの微細片、Ａｌの微細片及びカーボン粉
末より成形体を形成し、該成形体をＡｌ溶湯中に浸漬し
発熱反応を起こさせ、次いで該成形体をＡｌ溶湯中で放
置し、膨潤、崩壊、沈降させることを特徴とする、Ｔｉ
Ａｌ3 を含むアルミニウム複合材料の製造方法。
均一に分散した複合体を提供する。 【構成】 Ｔｉの微細片、Ａｌの微細片及びカーボン粉
末より成形体を形成し、該成形体をＡｌ溶湯中に浸漬し
発熱反応を起こさせ、次いで該成形体をＡｌ溶湯中で放
置し、膨潤、崩壊、沈降させることを特徴とする、Ｔｉ
Ａｌ3 を含むアルミニウム複合材料の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＴｉＡｌ3 金属間化合
物を含むアルミニウム複合材料の製造方法に関する。
物を含むアルミニウム複合材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属間化合物は、金属とセラミックスの
間を埋める材料群であり、その特異な性質に注目され、
現在多くの用途が検討されている。このような金属間化
合物の製造方法としては、製造される金属間化合物の構
成元素からなる金属粉末を混合し、この混合物をＨＩＰ
等により成形し、この成形体を焼結する固相法及び製造
される金属間化合物の構成元素を含む母合金をアーク溶
解することにより製造する溶解法が知られている（特開
昭63−247321号公報参照）。
間を埋める材料群であり、その特異な性質に注目され、
現在多くの用途が検討されている。このような金属間化
合物の製造方法としては、製造される金属間化合物の構
成元素からなる金属粉末を混合し、この混合物をＨＩＰ
等により成形し、この成形体を焼結する固相法及び製造
される金属間化合物の構成元素を含む母合金をアーク溶
解することにより製造する溶解法が知られている（特開
昭63−247321号公報参照）。
【０００３】しかしながら、焼結やアーク溶解は長い時
間を必要とし、また比較的多大のエネルギーを消費する
ため、上記の方法では金属間化合物や金属間化合物を含
む種々の複合材料を能率よくかつ低廉に製造することが
困難である。
間を必要とし、また比較的多大のエネルギーを消費する
ため、上記の方法では金属間化合物や金属間化合物を含
む種々の複合材料を能率よくかつ低廉に製造することが
困難である。
【０００４】この問題を解決するため、特開平４−2148
25号公報において、Ｔｉの微細片とＡｌの微細片からな
る成形体をＡｌ溶湯中に浸漬後、この溶湯から取り出し
空気中に放置することからなるＴｉＡｌ3 金属間化合物
の製造方法が提案された。この方法によりＴｉＡｌ3 金
属間化合物が能率よくかつ低廉に製造することが可能で
あるが、得られるＴｉＡｌ3 金属間化合物は30μm 以上
の大きさを有し、且つその粒度分布もばらつきが見られ
る。
25号公報において、Ｔｉの微細片とＡｌの微細片からな
る成形体をＡｌ溶湯中に浸漬後、この溶湯から取り出し
空気中に放置することからなるＴｉＡｌ3 金属間化合物
の製造方法が提案された。この方法によりＴｉＡｌ3 金
属間化合物が能率よくかつ低廉に製造することが可能で
あるが、得られるＴｉＡｌ3 金属間化合物は30μm 以上
の大きさを有し、且つその粒度分布もばらつきが見られ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のＴｉ
Ａｌ3 金属間化合物の製造方法の有する前記の如き欠点
を解消し、より微細なＴｉＡｌ3 金属間化合物を均質に
含む複合体を提供しようとするものである。
Ａｌ3 金属間化合物の製造方法の有する前記の如き欠点
を解消し、より微細なＴｉＡｌ3 金属間化合物を均質に
含む複合体を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のＴ
ｉＡｌ3 金属間化合物の上記問題点を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、反応性の金属間化合物形成成分と母体
金属成分との粉末を混合成形し、この成形体を溶融した
母体金属中に浸漬させ、該成形体を膨潤させると、該成
形体が崩壊し沈澱し、この沈澱が目的とする微細な金属
間化合物が均質に分散した複合材料であることを見出
し、本発明を完成した。
ｉＡｌ3 金属間化合物の上記問題点を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、反応性の金属間化合物形成成分と母体
金属成分との粉末を混合成形し、この成形体を溶融した
母体金属中に浸漬させ、該成形体を膨潤させると、該成
形体が崩壊し沈澱し、この沈澱が目的とする微細な金属
間化合物が均質に分散した複合材料であることを見出
し、本発明を完成した。
【０００７】すなわち、本発明のＴｉＡｌ3 金属間化合
物を含むアルミニウム複合材料の製造方法は、Ｔｉの微
細片、Ａｌの微細片及びカーボン粉末より成形体を形成
し、該成形体をＡｌ溶湯中に浸漬し発熱反応を起こさ
せ、次いで該成形体をＡｌ溶湯中で放置し、膨潤、崩
壊、沈降させることを特徴とするものである。
物を含むアルミニウム複合材料の製造方法は、Ｔｉの微
細片、Ａｌの微細片及びカーボン粉末より成形体を形成
し、該成形体をＡｌ溶湯中に浸漬し発熱反応を起こさ
せ、次いで該成形体をＡｌ溶湯中で放置し、膨潤、崩
壊、沈降させることを特徴とするものである。
【０００８】本発明の方法において、まず、Ｔｉの微細
片、Ａｌの微細片及びカーボン粉末を混合し、圧縮成形
等により成形体を製造する。各微細片の形態は粉末、短
繊維、ウイスカ、薄片等の任意の形状であってよいが、
粉末であることが好ましい。各成分の量は、後の膨潤・
崩壊現象をより起こしやすくするため、ＡｌはＴｉに対
し25重量％以上、Ｃは25重量％程度の量で混合すること
が好ましい。
片、Ａｌの微細片及びカーボン粉末を混合し、圧縮成形
等により成形体を製造する。各微細片の形態は粉末、短
繊維、ウイスカ、薄片等の任意の形状であってよいが、
粉末であることが好ましい。各成分の量は、後の膨潤・
崩壊現象をより起こしやすくするため、ＡｌはＴｉに対
し25重量％以上、Ｃは25重量％程度の量で混合すること
が好ましい。
【０００９】次いでこの成形体をＡｌの溶湯中に浸漬す
る。Ａｌ溶湯の温度は 800〜900 ℃程度が好ましい。温
度が低いと崩壊現象が起きにくく、一方温度が高いと成
形体が溶融し、針状のＴｉＡｌ3 が生成したり、ＴｉＣ
等、他の生成物が生成することがあるからである。
る。Ａｌ溶湯の温度は 800〜900 ℃程度が好ましい。温
度が低いと崩壊現象が起きにくく、一方温度が高いと成
形体が溶融し、針状のＴｉＡｌ3 が生成したり、ＴｉＣ
等、他の生成物が生成することがあるからである。
【００１０】成形体はＡｌ溶湯中において下式 Ｔｉ＋Ａｌ→ＴｉＡｌ3 の発熱反応を起こす。さらに浸漬を続けると、浸漬開始
から１分ほどでＡｌが成形体内に含浸し、さらに１分程
経過すると該成形体が膨潤し始める。この状態を維持続
けると、浸漬開始から10分程でこの膨潤体が崩壊し沈降
を始める。膨潤後、攪拌したり振動を与えることにより
成形体を崩壊させることも可能ではあるが、この場合、
ＴｉＡｌ3 が部分的にＡｌに溶解してしまい、得られる
複合体中のＴｉＡｌ3 体積率が低下してしまうので自己
崩壊させることが好ましい。浸漬後約30分でＴｉＡｌ3
の沈降が終了する。こうして、粒径５〜10μm の微細な
ＴｉＡｌ3 金属間化合物がＡｌ母体中に均一に分散した
複合体が、沈降した部分より得られる。
から１分ほどでＡｌが成形体内に含浸し、さらに１分程
経過すると該成形体が膨潤し始める。この状態を維持続
けると、浸漬開始から10分程でこの膨潤体が崩壊し沈降
を始める。膨潤後、攪拌したり振動を与えることにより
成形体を崩壊させることも可能ではあるが、この場合、
ＴｉＡｌ3 が部分的にＡｌに溶解してしまい、得られる
複合体中のＴｉＡｌ3 体積率が低下してしまうので自己
崩壊させることが好ましい。浸漬後約30分でＴｉＡｌ3
の沈降が終了する。こうして、粒径５〜10μm の微細な
ＴｉＡｌ3 金属間化合物がＡｌ母体中に均一に分散した
複合体が、沈降した部分より得られる。
【００１１】
【作用】本発明の方法において、Ａｌ溶湯体の熱を用い
てＴｉとＡｌの反応を進めることにより反応が均質とな
り、粒径５〜10μm の微細なＴｉＡｌ3 金属間化合物が
得られる。また、成形体にカーボンを混入させることに
より、成形体を自己崩壊させ、ＴｉＡｌ3 金属間化合物
を均一にＡｌ母体中に分散させることができる。
てＴｉとＡｌの反応を進めることにより反応が均質とな
り、粒径５〜10μm の微細なＴｉＡｌ3 金属間化合物が
得られる。また、成形体にカーボンを混入させることに
より、成形体を自己崩壊させ、ＴｉＡｌ3 金属間化合物
を均一にＡｌ母体中に分散させることができる。
【００１２】
【実施例】本発明を下記実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらに制限されるものではない。
るが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００１３】実施例１ Ａｌ粉末（昭和電工（株）製、SHORIC、粒度100 μm 以
下）200g、Ｔｉ粉末（大阪チタニウム（株）製、TSP-35
0 、350 メッシュ以下）800g及びカーボン粉末（日本黒
鉛工業（株）製、ACP-1000、平均粒度６μm)200gをＶ型
混合器に入れ30分間混合した。この混合粉末から12g 秤
量し、これを面圧８トンでφ30の型に入れ成形を行い、
φ30×５mmの成形体を100 個得た。
下）200g、Ｔｉ粉末（大阪チタニウム（株）製、TSP-35
0 、350 メッシュ以下）800g及びカーボン粉末（日本黒
鉛工業（株）製、ACP-1000、平均粒度６μm)200gをＶ型
混合器に入れ30分間混合した。この混合粉末から12g 秤
量し、これを面圧８トンでφ30の型に入れ成形を行い、
φ30×５mmの成形体を100 個得た。
【００１４】こうして得られた成形体２個を同時に850
℃のＡｌ溶湯150gに浸漬した。浸漬後0.5 分で発熱反応
を起こし、１分でＡｌが含浸した。次いで浸漬後２分で
成形体の膨潤が見られ、10分後に成形体は自己崩壊を始
めた。そして30分後には完全に沈降した。冷却後、この
上部とＴｉＡｌ3 金属間化合物が沈降した下部の切片を
光顕により観察した。この結果を図１及び図２に示す。
図１が上部の金属組織を示し、図２が下部の金属組織を
示す。ＴｉＡｌ3 金属間化合物が沈降した下部の部分に
は粒径５〜10μm の微細なＴｉＡｌ3 が均一に分布して
いた。この上部及び下部のサンプルのビッカース硬度を
測定し、この結果を表１に示す。
℃のＡｌ溶湯150gに浸漬した。浸漬後0.5 分で発熱反応
を起こし、１分でＡｌが含浸した。次いで浸漬後２分で
成形体の膨潤が見られ、10分後に成形体は自己崩壊を始
めた。そして30分後には完全に沈降した。冷却後、この
上部とＴｉＡｌ3 金属間化合物が沈降した下部の切片を
光顕により観察した。この結果を図１及び図２に示す。
図１が上部の金属組織を示し、図２が下部の金属組織を
示す。ＴｉＡｌ3 金属間化合物が沈降した下部の部分に
は粒径５〜10μm の微細なＴｉＡｌ3 が均一に分布して
いた。この上部及び下部のサンプルのビッカース硬度を
測定し、この結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】 下部において硬度が著しく向上していることが明らかで
ある。
ある。
【００１６】実施例２ Ａｌ粉末、Ｔｉ粉末及びＣ粉末の配合割合を変化させ、
実施例１と同様にし成形体を製造し、次いでＡｌ溶湯中
に浸漬し、膨潤・崩壊現象を観察した。この結果を表２
に示す。
実施例１と同様にし成形体を製造し、次いでＡｌ溶湯中
に浸漬し、膨潤・崩壊現象を観察した。この結果を表２
に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】Ａｌ量が少ないほど膨潤・崩壊現象が生じ
にくく、またＣ量はＴｉに対し25重量％ほどで最も膨潤
・崩壊現象が生じやすかった。
にくく、またＣ量はＴｉに対し25重量％ほどで最も膨潤
・崩壊現象が生じやすかった。
【００１９】実施例３ 実施例１において製造した成形体を700 〜1000℃の各種
温度の溶湯中に浸漬した。この結果を表３に示す。
温度の溶湯中に浸漬した。この結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】700 ℃においては膨潤現象を示したが、崩
壊までには到らなかった。1000℃においては成形体が溶
融してしまい、またＴｉＣが形成した。一方800 ℃及び
900℃においては膨潤・崩壊現象を示した。
壊までには到らなかった。1000℃においては成形体が溶
融してしまい、またＴｉＣが形成した。一方800 ℃及び
900℃においては膨潤・崩壊現象を示した。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、Ｔｉ、Ａｌ及びＣの成
形体をＡｌ溶湯内で反応させ、膨潤・崩壊させＡｌ溶湯
中に沈降させることにより、５〜10μm の微細なＴｉＡ
ｌ3 金属間化合物がＡｌ母体に均一に分散した複合体が
得られる。また、本発明の方法を用いて、固定された溶
解炉の下に複数個並列に並べられた鋳造型をベルトコン
ベア方式で移動させ、溶解炉内で母体金属を溶解し、膨
潤・崩壊現象を起こす成形体を随時添加することによ
り、ＴｉＡｌ3 を含むＡｌ複合体を連続して製造するこ
とができる。
形体をＡｌ溶湯内で反応させ、膨潤・崩壊させＡｌ溶湯
中に沈降させることにより、５〜10μm の微細なＴｉＡ
ｌ3 金属間化合物がＡｌ母体に均一に分散した複合体が
得られる。また、本発明の方法を用いて、固定された溶
解炉の下に複数個並列に並べられた鋳造型をベルトコン
ベア方式で移動させ、溶解炉内で母体金属を溶解し、膨
潤・崩壊現象を起こす成形体を随時添加することによ
り、ＴｉＡｌ3 を含むＡｌ複合体を連続して製造するこ
とができる。
【図１】成形体をＡｌ溶湯中に30分含浸させ、ＴｉＡｌ
3 を沈降させた後のＡｌ母体の上部の金属組織を示す図
面に代わる写真である。
3 を沈降させた後のＡｌ母体の上部の金属組織を示す図
面に代わる写真である。
【図２】成形体をＡｌ溶湯中に30分含浸させ、ＴｉＡｌ
3 を沈降させた後のＡｌ母体の下部の金属組織を示す図
面に代わる写真である。
3 を沈降させた後のＡｌ母体の下部の金属組織を示す図
面に代わる写真である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔｉの微細片、Ａｌの微細片及びカーボ
ン粉末より成形体を形成し、該成形体をＡｌ溶湯中に浸
漬し発熱反応を起こさせ、次いで該成形体をＡｌ溶湯中
で放置し、膨潤、崩壊、沈降させることを特徴とする、
ＴｉＡｌ3 を含むアルミニウム複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35213693A JPH07197149A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | ＴｉＡｌ３ を含むアルミニウム複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35213693A JPH07197149A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | ＴｉＡｌ３ を含むアルミニウム複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197149A true JPH07197149A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18422024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35213693A Pending JPH07197149A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | ＴｉＡｌ３ を含むアルミニウム複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07197149A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020068569A (ko) * | 2001-02-21 | 2002-08-28 | 동부전자 주식회사 | 반도체 장치의 다층 배선 제조 방법 |
| CN114875278A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-09 | 山东迈奥晶新材料有限公司 | Ti-Al系梯度复合材料及其制备方法 |
| CN117165798A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-12-05 | 蚌埠学院 | 一种快速反应TiAl金属间化合物增强铝基复合材料的制备工艺 |
-
1993
- 1993-12-29 JP JP35213693A patent/JPH07197149A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020068569A (ko) * | 2001-02-21 | 2002-08-28 | 동부전자 주식회사 | 반도체 장치의 다층 배선 제조 방법 |
| CN114875278A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-09 | 山东迈奥晶新材料有限公司 | Ti-Al系梯度复合材料及其制备方法 |
| CN117165798A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-12-05 | 蚌埠学院 | 一种快速反应TiAl金属间化合物增强铝基复合材料的制备工艺 |
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