(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏二つの面が互いに異なる２種類の粉末材料からなる層により構成され、両表面の層の中間に前記２種類の粉末材料を混合した粉末材料の複数の層で構成され、前記粉末材料がパルス通電焼結法により焼結された、粉末材料の混合比が一方の表面から他方の表面に近づくにしたがって徐々に変化する傾斜機能材料において、前記両表面の層の材料を緻密な組織に形成し、両表面の層の間にある少なくとも一つの層をポーラスな組織にしたことを特徴とする応力緩和型傾斜機能材料。
【請求項２】
請求項１に記載の応力緩和型傾斜機能材料において、前記２種類の粉末材料の一方がセラミックスであり、他方がステンレス鋼であり、前記セラミックスがＺｒＯ２（３Ｙ）であり、前記ステンレス鋼がＳＵＳ４１０Ｌであり、前記ステンレス鋼の粉末材料として平均粒径９μｍ及び６０μｍの粉末をかつ前記セラミックスの粉末材料としてサブミクロン粒径の粉末を混合比を変えて使用されている応力緩和型傾斜機能材料。
【請求項３】
請求項１に記載の応力緩和型傾斜機能材料において、前記２種類の粉末材料の一方がセラミックスであり、他方がステンレス鋼であり、前記セラミックスがＺｒＯ２（３Ｙ）で構成され、前記ステンレス鋼がＳＵＳ４１０Ｌであり、前記ステンレス鋼の粉末材料として平均粒径９μｍ、６０μｍ及び１００μｍの粉末をかつ前記セラミックスの粉末材料としてサブミクロン粒径の粉末を混合比を変えて使用されている応力緩和型傾斜機能材料。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の応力緩和型傾斜機能材料において、前記セラミックスが２０体積％のアルミナを含むＺｒＯ２（３Ｙ）である応力緩和型傾斜機能材料。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の応力緩和型傾斜機能材料において、前記中間の層が前記２種類の粉末材料の混合比が異なる粉末材料から成る複数の層からなり、その複数の層の一部の層のポーラスの程度を互いに異ならせた応力緩和型傾斜機能材料。
【請求項６】
請求項５に記載の応力緩和型傾斜機能材料において、前記中間の一部の層が３以上の奇数の層から成り、前記奇数の層の中央の層のポーラスの程度を高くし、その両側の層のポーラスの程度を中央の層のポーラスの程度より低くした応力緩和型傾斜機能材料。
【請求項７】
表裏二つの面が互いに異なる２種類の粉末材料からなる層により構成され、両表面の層の中間に前記２種類の粉末材料の混合した粉末材料の複数の層で構成され、前記粉末材料がパルス通電焼結法により焼結された、粉末材料の混合比が一方の表面から他方の表面に近づくにしたがって徐々に変化する応力緩和型傾斜機能材料を製造する方法において、
焼結型の穴内に挿入された下プレスコアを、その上面が焼結型の上面から所望の深さになるように位置決めした後、前記穴内には前記下プレスコアの上に前記２種類の粉末材料のうち一方の粉末材料１００％から成る粉末材料を層状に充填して一方の表面粉末材料層を形成することと、
粉末材料の１回の充填量に対応させて前記焼結型に関して下プレスコアの位置を順次下げながら、前記２種類の粉末材料の混合比の異なる複数の種類の混合粉末材料を前記焼結型内の前記一方の表面粉末材料層の上に層状に順次充填することと、
前記焼結型内の前記混合粉末材料の層の上に前記２種類の粉末材料の他方の粉末材料１００％から成る粉末材料を層状に充填して他方の表面粉末材料層を形成することと、
前記混合粉末材料の少なくとも１層の粉末材料の粒径を前記表面粉末材料層の粉末材料の粒径より大きくすることと、
前記粉末材料層を所定の圧力で予備加圧することと、
前記焼結型の穴内に前記他方の表面粉末材料層の上から上プレスコアを挿入することと、
前記焼結型を上下プレスコアと共に通電焼結機にセットして前記上下プレスコアに所望の圧力を加えると共に前記上下プレスコア及び焼結型にパルス電流を流して焼結することと、
を含み、両表面の層の間にある少なくとも一つの層をポーラスな組織にしたことを特徴とする応力緩和型傾斜機能材料の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の応力緩和型傾斜機能材料の製造方法において、前記表面粉末材料層の粉末材料の粒径が大きい粉末材料の層を３以上の奇数の層とし、中央の層の粉末材料の粒径を最も大きくし、その中央の層の両側の粉末材料の粒径を中央の層の粉末材料の粒径と表面層の粉末材料の粒径との間の粒径とした応力緩和型傾斜機能材料の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の応力緩和型傾斜機能材料の製造方法において、前記２種類の粉末材料の一方がセラミックスであり、他方がステンレス鋼であり、前記セラミックスがＺｒＯ２（３Ｙ）であり、前記ステンレス鋼がＳＵＳ４１０Ｌであり、前記ステンレス鋼の粉末材料として平均粒径９μｍ及び６０μｍの粉末をかつ前記セラミックスの粉末材料としてサブミクロン粒径の粉末を混合比を変えて使用する応力緩和型傾斜機能材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の応力緩和型傾斜機能材料の製造方法において、前記２種類の粉末材料の一方がセラミックスであり、他方がステンレス鋼であり、前記セラミックスがＺｒＯ２（３Ｙ）で構成され、前記ステンレス鋼がＳＵＳ４１０Ｌであり、前記ステンレス鋼の粉末材料として平均粒径９μｍ、６０μｍ及び１００μｍの粉末をかつ前記セラミックスの粉末材料としてサブミクロン粒径の粉末を混合比を変えて使用する応力緩和型傾斜機能材料の製造方法。
【請求項１１】
請求項７ないし１０に記載の応力緩和型傾斜機能材料の製造方法において、前記粉末材料の層の予備加圧を粉末材料を１層充填する毎に行う応力緩和型傾斜機能材料の製造方法。
【請求項１２】
請求項７ないし１０に記載の応力緩和型傾斜機能材料の製造方法において、前記粉末材料の層の予備加圧を粉末材料を２又は３層充填する毎に行う応力緩和型傾斜機能材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、応力緩和型傾斜機能材料及びその製造方法に関し、詳細には、材料の一方の表面から他方の表面に近づくにしたがって材料の組成が傾斜状態に変化すると共に材料内部の残留応力を軽減した応力緩和型傾斜機能材料及びその材料を製造する方法に関する。
【０００２】
近年通電焼結に改良が加えられ、例えば本出願人により提案された放電プラズマ焼結、放電焼結或いはプラズマ活性化焼結を含む、パルス電流を利用して焼結を行うパルス通電加圧焼結により種々の材料を焼結できるようになってきた。また、近年開発された上記通電焼結方法によれば、本来接合が困難な異なる材質の材料、例えばステンレス鋼と銅、セラミックと各種金属等の材料を焼結により一体的に接合させることが可能になってきた。この場合、１００％純粋の材料から成る二つの材料層を重ねて焼結して一体化するよりも、その二つの材料層の間に二つの材料の混合比を変えた層を複数設けることによって、焼結品に傾斜機能性（焼結品の一方の表面側から他方の表面側にその焼結品の特性が徐々に変化している状態）を与えてその特性を一段と向上させることが可能である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような材料は成分が材料の厚さ方向に沿って徐々に変化しているため、隣接する層間で残留する応力を、１００％異なる２種類の材料の層を互いに隣接させて焼結した場合に比べて遙かに小さくできるが、それでも使用する材料の種類或いは層の数によっては焼結済みの傾斜機能材料内にかなりの残留応力が存在する可能性がある。更に、そのような材料を機械その他の構造材料として使用して加熱されたときに熱応力が増加する可能性がある。
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、上記のような問題に鑑み成されたものであって、二つの異なる材料を母材とする焼結済みの材料中の応力を緩和した応力緩和型傾斜機能材料及びその製造方法を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、材料の表面の層の組織を緻密化すると共に中間の層をポーラスな組織とした応力緩和型傾斜機能材料及びその製造方法を提供することである。
本発明が解決しようとする別の課題は、前記二つの異なる材料の一方がステンレス鋼であり、他方がセラミックスである応力緩和型傾斜機能材料及びその製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願の一つの発明は、表裏二つの面が互いに異なる２種類の粉末材料からなる層により構成され、両表面の層の中間に前記２種類の粉末材料を混合した粉末材料の複数の層で構成され、前記粉末材料がパルス通電焼結法により焼結された、粉末材料の混合比が一方の表面から他方の表面に近づくにしたがって徐々に変化する傾斜機能材料において、前記両表面の層の材料を緻密な組織に形成し、両表面の層の間にある少なくとも一つの層をポーラスな組織にして構成されている。
上記発明において、前記２種類の材料の一方がセラミックスであり、他方がステンレス鋼であり、前記セラミックスがＺｒＯ２（３Ｙ）であり、前記ステンレス鋼がＳＵＳ４１０Ｌであり、前記ステンレス鋼の粉末材料として平均粒径９μｍ及び６０μｍの粉末をかつ前記セラミックスの粉末材料としてサブミクロン粒径の粉末を混合比を変えて使用されていても、或いは、前記２種類の材料の一方がセラミックスであり、他方がステンレス鋼であり、前記セラミックスがＺｒＯ２（３Ｙ）で構成され、前記ステンレス鋼がＳＵＳ４１０Ｌであり、前記ステンレス鋼の粉末材料として平均粒径９μｍ、６０μｍ及び１００μｍの粉末をかつ前記セラミックスの粉末材料としてサブミクロン粒径の粉末を混合比を変えて使用されていてもよい。また、前記セラミックスが２０体積％のアルミナを含むＺｒＯ２（３Ｙ）であっ手もよい。
更に、上記発明において、前記中間の層が前記２種類の材料の混合比が異なる材料から成る複数の層からなり、その複数の層の一部の層のポーラスの程度を互いに異ならせても、更には、前記中間の一部の層が３以上の奇数の層から成り、前記奇数の層の中央の層のポーラスの程度を高くし、その両側の層のポーラスの程度を中央の層のポーラスの程度より低くしてもよい。
【０００６】
本願の他の発明は、表裏二つの面が互いに異なる２種類の粉末材料からなる層により構成され、両表面の層の中間に前記２種類の粉末材料の混合した粉末材料の複数の層で構成され、前記粉末材料がパルス通電焼結法により焼結された、粉末材料の混合比が一方の表面から他方の表面に近づくにしたがって徐々に変化する応力緩和型傾斜機能材料を製造する方法において、、
焼結型の穴内に挿入された下プレスコアを、その上面が焼結型の上面から所望の深さになるように位置決めした後、前記穴内には前記下プレスコアの上に前記２種類の材料のうち一方の材料１００％から成る粉末材料を層状に充填して一方の表面粉末材料層を形成することと、
粉末材料の１回の充填量に対応させて前記焼結型に関して下プレスコアの位置を順次下げながら、前記２種類の材料の混合比の異なる複数の種類の混合粉末材料を前記焼結型内の前記一方の表面粉末材料層の上に層状に順次充填することと、
前記焼結型内の前記混合粉末材料の層の上に前記２種類の材料の他方の材料１００％から成る粉末材料を層状に充填して他方の表面粉末材料層を形成することと、
前記混合粉末材料の少なくとも１層の粉末材料の粒径を前記表面粉末材料層の粉末材料の粒径より大きくすることと、
前記粉末材料層を所定の圧力で予備加圧することと、
前記焼結型の穴内に前記他方の表面粉末材料層の上から上プレスコアを挿入することと、
前記焼結型を上下プレスコアと共に通電焼結機にセットして前記上下プレスコアに所望の圧力を加えると共に前記上下プレスコア及び焼結型にパルス電流を流して焼結することと、
を含み、両表面の層の間にある少なくとも一つの層をポーラスな組織にした点に特徴を有する。
上記方法において、前記表面粉末材料層の粉末材料の粒径が大きい粉末材料の層を３以上の奇数の層とし、中央の層の粉末材料の粒径を最も大きくし、その中央の層の両側の粉末材料の粒径を中央の層の粉末材料の粒径と表面層の粉末材料の粒径との間の粒径としてもよい。また、粉末材料の層の予備加圧を粉末材料を１層充填する毎に行っても、或いは２又は３層充填する毎に行ってもよい。
【０００７】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
まず、焼結型内へ粉末材料を複数の層状に充填する方法について図１を参照して説明する。
（１）まず、図１［Ａ］に示されるように貫通する穴２、外周の直径が大きい大径部分３、その大径部３から軸方向（図１で上方向）に隔てられている外径が小さい小径部４及びそれらの間のテーパー部５を有する中空筒形の焼結型１を用意し、その穴２内には焼結型１の下部側から下プレスコア８を予め挿入しておく。この焼結型及び下プレスコアは、グラファイトのようなパルス通電焼結に適した材料でつくられる。なお、焼結型の穴内への下プレスコアの挿入を密に行って、単に型を持って移動しただけで下プレスコアが焼結型から落下しないようにする。
（２）次に焼結型を固定した状態で下プレスコア８を押し上げロッドａにより押し上げて、図１［Ｂ］に示されるように、焼結型１（焼結型はこのとき固定保持される）に関して相対的に上方向に移動させ、下プレスコア８の上面が焼結型１の上面６から所定の深さの位置になったとき下プレスコアの移動を停止する。この深さは焼結型に充填する粉体の量又は層厚によって決定される。
（３）その後、図１［Ｃ］示されるように、摺り切り式の粉体装填機構の中に粉末材料が充填されたホッパｈを、焼結型の上面で移動することにより焼結型及び下プレスコアによって画成された隙間ｇ内に粉末材料ｊを装填する。粉末材料ｊの装填が完了した時点では隙間ｇ内に装填された粉末材料の上面と焼結型１の上面６とは面一になっている。
（４）次に、図１［Ｄ］に示されるように、下プレスコア８を下プレスロッドａで下から支えながら装填された粉体を上プレスロッドｂにより下方に所望の圧力でプレスする。もちろん、この圧力は装填される粉末材料粉体の材質、粒径などにより異なるが、後で行われる焼結作業により最適の燒結品ができ上がるように決定される。
（５）混合比及び粒径の少なくとも一つが異なる複数種類の粉末材料を複数の層にして焼結型１内に充填する場合には、前記（４）において焼結型内に装填された粉末材料のプレスが完了した後に、図１［Ｅ］に示されるように、装填された粉末材料及び上、下プレスロッドを次の装填の層厚に対応した量だけ焼結型に関して相対的に下方に移動させて、前に装填された粉末材料の上表面を上面６から所望の深さの位置にし（次の装填量によって決定される）、異なる種類の粉末材料が充填されたホッパを使用して上記（３）及び（４）の操作を行う。以下同様の操作を繰り返して行って複数の層を充填する（図１［Ｆ］）。
（６）焼結型１への最後の粉末材料の層の装填が完了して粉末材料のプレスを行うのと同時に或いはその後に下プレスロッドａ、下プレスコア８、装填された粉末材料及び上プレスロッドｂをその焼結型に関して相対的に下方に移動して粉体を焼結型内の所望の位置に（例えば、粉末材料の全ての層が焼結型のテーパー部に位置するように）位置決めし、その後図１［Ｇ］に示されるように、焼結型の穴２内には上部側からぐらふぁいとのような通電性の有する材料でつくられた上プレスコア９が挿入される。これにより焼結型内への粉体の充填が完了する。なお、プレスは各層の装填毎に行っても、２層又は３層装填した毎に行ってもよい。更に、プレスすることによってプレス後の層厚は装填した直後の層厚より薄くなるので、充填は層厚の減少分を考慮して行う。なお、粉末材料の焼結型への自動充填については、本出願人による特願平１１−９３３３５号に詳細に示されている。また、直径３０ｍｍ以下の小面積については粉体の充填方法は自動充填でなく手作業でもよい。
【０００８】
次に、図２を参照してパルス通電焼結について簡単に説明する。
上記のようにして粉末材料が複数層にして充填された焼結型１は、図２に示されるように、パルス通電焼結機１０の下部電極１１と上部電極１２との間に配置され、下部電極により焼結型１と下プレスコア８の下側が支えられかつ上部電極１２により上プレスコア９が押さえられる。この状態上部電極を下部電極に向かって所定の圧力で押圧することによって焼結型内の粉末材料に所定の圧力を加えると共に両電極間に所定の値のパルス電流を所定の間流し、焼結を行う。このパルス通電焼結は真空雰囲気或いは不活性ガス雰囲気を形成できるチャンバ（図示せず）内で行われる。このようにして粉末材料の焼結が完了して焼結体がつくられる。焼結が完了すると焼結体は焼結型から抜き出される。
【０００９】
実施例１
本実施例においては、まず、セラミックスとして工業的に利用可能性が高い部分安定化ジルコニアＺｒＯ2（３Ｙ）を選んだ。このＺｒＯ2（３Ｙ）は、ジルコニアＺｒＯ2にＹ2Ｏ3を３ｍｏｌ％含む酸化物系であり、外部応力に対して強い性質を有し、工業的に利用可能性が高い。次に金属材料としては前記ステンレスとしてＺｒＯ2（３Ｙ）との熱膨張率差、同時焼結の可否、焼結体の強度等を考慮してＣｒ系でフェライト系のステンレス鋼のＳＵＳ４１０Ｌを選んだ。そして、ＳＵＳ４１０Ｌ１００％の粉末（平均粒子径９μｍ）材料と、サブミクロン粒径のＺｒＯ2（３Ｙ）１００％の粉末材料とを用意しかつＳＵＳ４１０Ｌ１００％の粉末（平均粒子径６０μｍ）材料も別途用意した。次に、平均粒子径６０μｍのＳＵＳ４１０Ｌ及びサブミクロン粒径のＺｒＯ2（３Ｙ）を用いて両者が５０％づつの混合（５０％−５０％）粉末材料をつくると共に平均粒径９μｍのＳＵＳ４１０Ｌ及び同じ粒径のＺｒＯ2（３Ｙ）の粉末材料の混合比を変えた（５０％−５０％は除く）複数種類の混合粉末材料をつくった。この実施例では、体積分率でＳＵＳ４１０Ｌ９０％でＺｒＯ2（３Ｙ）１０％からＳＵＳ４１０Ｌ１０％でＺｒＯ2（３Ｙ）９０％まで１０％刻みで混合比を変えた、上記５０％−５０％を除く８種類の混合材料をつくった。これらの粉末材料を、前述の装填方法により、図３に示す形状寸法を有する焼結型１の穴２内に、ＳＵＳ４１０Ｌ１００％の粉末材料を最下層にしてその上にＳＵＳ４１０Ｌの混合比の大きい混合粉末材料から上記混合比の異なる９種類の混合粉末材料を、更に最上部にＺｒＯ2（３Ｙ）の粉末材料を順に層状に充填した。したがって、層の数は全体で１１層になる。各層の厚さは平均粒径９μｍのＳＵＳ４１０Ｌ１００％及びＺｒＯ2（３Ｙ）１００％の粉末材料の層を層厚３ｍｍとしその他の混合粉末材料の層は層厚１ｍｍとし、平均粒子径６０μｍのＳＵＳ４１０Ｌ及びサブミクロン粒径のＺｒＯ2（３Ｙ）がそれぞれ５０％づつの混合粉末材料の層厚は３ｍｍの不連続厚さを有する積層構成とした。
【００１０】
上記のようにして粉末材料の充填が完了した焼結型１を前述のようにパルス通電焼結機にセットして焼結を行った。加圧力は（１９０ｋｇｆ／ｃｍ2）で、粉末材料の収縮がなくなるのを待って通電を開始した。パルス通電焼結温度は９５０℃で２５分で昇温した。保持時間はゼロでセラミックス側温度は１２７０℃であった。その後６００℃まで３０分間焼結体を冷却した後、焼結体をチャンバから取り出した。この焼結によりつくられた焼結体の断面の一部を図４に示す。図４からも明らかなように、平均粒径９μｍのＳＵＳ４１０Ｌ１００％及びＺｒＯ2（３Ｙ）１００％の粉末材料により形成された表面層Ｌ１及びＬ１１はそれぞれ単一材料の緻密な組織になり、また平均粒径９μｍの混合粉末材料により形成された層Ｌ２ないしＬ５及びＬ７ないしＬ１０もそれぞれ緻密な組織になった。しかし平均粒径６０μｍの５０％−５０％粉末材料で構成された中間の層Ｌ６は多数の気孔のあるポーラス状組織に形成された。この傾斜機能焼結体では層Ｌ６が応力を吸収するため全体として応力緩和型傾斜機能材料になっている。このように粉末材料の粒径を大きくした層の焼結後の組織がポーラスになるのは、パルス通電焼結によると焼結時間を短く行え、かつ緻密化速度が粗粒と細粒との粒度差及び中間混合層の不連続厚さに起因して異なり、５０％−５０％層の緻密化が上下表面層に対して遅れるためである。また、パルス通電による粒子表面でのミクロな火花放電現象により生じる放電プラズマ、放電衝撃圧力などによる表面浄化活性化効果、ジュール熱による熱拡散効果及び電場による電解拡散効果など粒子同士の間で粒子形状を保ったまま互いに表面部分のみで溶着するような形で接合し合うためである。なお、放電プラズマ焼結、放電焼結及びプラズマ活性化焼結等のパルス通電焼結法の原理及びそれらの基本構造は公知であり、本発明の方法はこれら公知の構造の焼結機で実施できるので、それらに付いての詳細な説明は省略する。
【００１１】
実施例２
この実施例では前記実施例１と同じ平均粒径９μｍのＳＵＳ４１０Ｌ及びサブミクロンのＺｒＯ2（３Ｙ）の粉末材料と、平均粒径６０μｍ及び１００μｍのＳＵＳ４１０Ｌ及びＺｒＯ2（３Ｙ）の粉末材料をそれぞれ用意し、平均粒径１００μｍのＳＵＳ４１０Ｌ及びＺｒＯ2（３Ｙ）からそれぞれ体積分率が５０％の混合粉末材料をつくり、更に、平均粒径６０μｍのＳＵＳ４１０Ｌ及びＺｒＯ2（３Ｙ）からそれぞれの体積分率が６０％−４０％の混合粉末材料及び４０％−６０％の混合粉末材料をつくった。そしてこれらの粉末材料を前記実施例１と同じ焼結型に１１層にして層状に充填した。この場合、中間に前記実施例１と同様に５０％−５０％の混合粉末材料を配置し、その一方の側（ＳＵＳ４１０Ｌ１００％の側）に上記ＳＵＳ４１０Ｌ６０％でＺｒＯ2（３Ｙ）４０％の上記混合粉末材料を、他方の側（ＺｒＯ2（３Ｙ）の側）に上記ＳＵＳ４１０Ｌ４０％でＺｒＯ2（３Ｙ）６０％の上記混合粉末材料を隣接して配置した。そしてこれら三つの混合粉末材料の層の層厚をそれぞれ２ｍｍとした。
【００１２】
上記のようにして粉末材料の充填が完了した焼結型１を前述のようにＳＰＳ焼結機にセットして前記実施例１と同じ焼結条件で焼結を行った。この焼結によりつくられた焼結体の断面の一部を図５に示す。図５からも明らかなように、平均粒径９μｍのＳＵＳ４１０Ｌ１００％及びＺｒＯ2（３Ｙ）１００％の粉末材料により形成された表面層Ｌ１及びＬ１１はそれぞれ単一材料の緻密な組織になり、また平均粒径９μｍの混合粉末材料により形成された層Ｌ２ないしＬ４及びＬ８ないしＬ１０もそれぞれ緻密な組織になった。しかし平均粒径１００μｍの５０％−５０％粉末材料で構成された中間の層Ｌ６は比較的大きな多数の気孔を有するポーラスな組織に形成された。また平均粒径６０μｍの６０％−４０％及び４０％−６０％粉末材料で構成された層Ｌ５及びＬ７は層Ｌ６の気孔より小さな多数の気孔を有するポーラスな組織に形成された。この焼結体では層Ｌ６並びに層Ｌ４及びＬ７が応力を吸収するため、全体として応力緩和型傾斜機能材料になっている。なお、上記実施例では中央の層Ｌ６とその両側の層Ｌ５及びＬ７の層厚を同じにしたが、中央の層の厚さをその両側の層の厚さよりも厚く或いは薄くして不連続にしても、更には中央の層と表面層との間の粒径の異なる層を２層以上にしてもよい。
【００１３】
上記実施例ではセラミックス材料としてＺｒＯ2（３Ｙ）をかつステンレス鋼としてＳＵＳ４１０Ｌを使用した例について説明したが、他の種類のセラミックス材料と他の種類のステンレス鋼とを同様にして焼結して、更には異なる金属同士、例えばアルミニュウムと銅、ステンレス鋼と銅などを同様にして焼結して応力緩和型傾斜機能材料をつくることができる。
【００１４】
【効果】
本発明によれば両表面側の層は緻密な組織になっているが中間の層がポーラスになっているので、傾斜機能材料中の残留応力、熱応力等の応力を緩和できる。また、本発明の方法によればこのような応力緩和型傾斜機能材料を再現性よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に使用する、焼結型内への粉末材料の充填方法を説明する図である。
【図２】図２はＳＰＳ焼結法を説明する概略図である。
【図３】本発明の一実施例で使用した焼結型の形状及び寸法を示す図である。
【図４】本発明の実施例１によりつくられた応力緩和型傾斜機能材料の一部の拡大断面図である。
【図５】本発明の実施例２によりつくられた応力緩和型傾斜機能材料の一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  焼結型                          ２  穴
３  大径部                          ４  大径部
１０  パルス通電焼結機              １１  下部電極
１２  上部電極
【図１】
0003776277.tif 000002
【図２】
0003776277.tif 000003
【図３】
0003776277.tif 000004
【図４】
0003776277.tif 000005
【図５】
0003776277.tif 000006