[发明专利]金属-碳复合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属－碳复合材料及其制造方法。

背景技术

碳材料轻质、化学·热稳定性高，为非金属，且是具有高热传导性、高电传导性、自润滑性等优异特性的材料，广泛用于各种用途。根据用途，也存在使用将碳材料和金属材料复合使用的需求。

但是，碳材料中，存在与金属的润湿性差、难以与金属材料复合化、为脆性这样的问题。由此，目前进行着关于碳材料与金属材料的复合方法的研究开发。

作为金属－碳复合材料的制造方法，已知有在碳材料中含浸金属的方法。例如，在专利文献1中，公开了在多孔碳材料中含浸铝的方法。在专利文献2中，公开了在石墨成型体中加压含浸铝、铜或者它们的合金的方法。

另外，作为金属－碳复合材料的制造方法，还已知有混合金属的熔液和粉末状的碳材料的方法。例如，在专利文献3中，公开了将铝合金的熔液和石墨粉末搅拌混合的方法。在专利文献4中，公开了在铝合金的熔液中投入石墨颗粒，之后进行压铸的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-34587号公报

专利文献2：日本特开2010-67842号公报

专利文献3：日本特开平6-297131号公报

专利文献4：日本特开2003-138328号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，专利文献1～4所公开的方法中，存在难以制造碳的含有率高的金属－碳复合材料这样的问题。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种加工性优良、碳的含有率高的金属－碳复合材料及其制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的金属－碳复合材料具备连续的金属相和碳颗粒。碳颗粒分散于金属相中。本发明的金属－碳复合材料中，碳的含有率为50体积%以上。

此外，本发明中，“金属”包括合金。因此，“金属相”包括“合金相”。本发明中，碳颗粒也可以包括不通过金属相形成为块状而存在的颗粒。

本发明的金属－碳复合材料的金属相优选选自Al、Cu、Ag、Ni、Bi、Sb和至少含有一种这些金属的合金中的至少一种。

本发明的金属－碳复合材料的金属相的厚度优选为10nm～100μm。

本发明的金属－碳复合材料的碳颗粒的粒径优选在50nm～500μm的范围内。

本发明的金属－碳复合材料的制造方法包括：混合金属颗粒和碳颗粒，得到含有表面附着有金属颗粒的碳颗粒的混合物的混合工序；将混合物成型，得到成型体的工序；和对成型体进行烧制的工序。

本发明的金属－碳复合材料的制造方法优选在混合工序中，进一步混合粘合剂。

本发明的金属－碳复合材料的制造方法中，优选金属颗粒的粒径在碳颗粒的粒径的1/100～1/5的范围内。

本发明的金属－碳复合材料的制造方法中，优选通过冷等静压成型进行混合物的成型。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种加工性优良、碳含量多的金属－碳复合材料。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的金属－碳复合材料的示意截面图。

图2是实施例1中所得到的铝－碳复合材料的光学显微镜照片。

图3是实施例2中所得到的铝－碳复合材料的光学显微镜照片。

图4是实验例1中所得到的接合体的接合界面的光学显微镜照片。

图5是实验例2中所得到的加工后的铝－碳复合材料（左）和所使用的石墨模具（右）。

图6是实施例3中所得到的铝－碳复合材料（左）和所使用的石墨模具（右）。

具体实施方式

以下，说明实施本发明的优选实施方式的一个例子。但是，下述的实施方式仅是例示。本发明不受下述实施方式任何限定。

实施方式等所参照的附图用于示意地记载，附图中所描绘的物体的尺寸比例等，有时与现实的物体的尺寸比例等不同。具体的物体的尺寸比例等应当参照以下的说明进行判断。

图1是表示本发明的实施方式的金属－碳复合材料的示意截面图。图1中，为了描绘的方便，省略金属相3的截面线。

如图1所示，金属－碳复合材料1具备连续的金属相3和多个碳颗粒2。