AT402409B - Verfahren zur herstellung von hohlkörpern auf basis eines metall-faser-verbunds - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft allgemein neue   Hohlkörper   bzw. neue rohrartige Körper, bevorzugt Rohre, auf Basis eines Metall-Faser-, Insbesondere Metall-Kohlefaser-Verbundes und im besonderen deren Herstellung. Metall-Kohlefaser-Verbindungen können beispielsweise als Kühlrohre In physikalisch-chemischen Grossforschungsanlagen,   z. B. In   der Plasmaforschung, in Fusionsreaktoren u. dgl., Einsatz finden, wobei Grafitblöcke auf die   Kühlrohre   aufgebracht werden müssen, und das Rohr radial den gleichen Ausdehnungskoeffizienten haben soll wie der Grafit. Ein weiteres Beispiel ist ihre Verwendung als   Kühlplatten   (zur Senkung der Wärme), wobei das Ausdehnungsverhalten dem des Leistungshalbleiters angepasst sein muss ("Electronic Packaging"). 



   Es sind solche Hohlkörper und Rohre, welche auf verschiedenen Wegen herstellbar sind, schon bekannt geworden, wobei an dieselben die Forderung gestellt ist, dass sie bei ausgezeichneter   Wärmeleitfä-   higkeit hohe mechanische Festigkeit mit zumindest in einer Richtung oder allgemein geringen bzw. sehr geringen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten verbinden und dies bei Metallen, die an sich und allein relativ geringe mechanische Festigkeit, relativ hohe Duktilität und hohe Wärmeausdehnung aufweisen. 



   So ist   z. B.   aus der JP-OS 58 213844 die Herstellung von faserverstärkten Metallrohren mit hoher spezifischer Festigkeit und hoher spezifischer Elastizität bekannt geworden, bei weicher ein flächiges Prepreg aus Verstärkungsfasern und Aluminium zusammen mit einer Zn-AI-Legierung als Bindemittel gewickelt wird und der erhaltene Wickelkörper einen   HIP-Prozess   unterworfen und gesintert wird. Dabei wird ein superplastisches Pulver einer etektischen Zn-AI-Legierung mit einer Teilchengrösse um 50um auf das Faserflächenelement aufgebracht, dessen einzelnen Fasern dort durch Ionenplattierung mit Al beschichtet sind. Danach erfolgt Wickeln im Vakuum um einen Kern   und"HIPen" bei   über 2000 bar, sowie danach ein Sintern in Wasserstoffatmosphäre. 



   Weiters wird in der EP 416 432 A2 ein Schaftkörper beschrieben, weicher mit einer inneren Metallfolienschicht und einer darüber angeordneten   harzlmprägmerten Kohlefasergewebeschicht   gebildet ist, welche in zylindrischer Gestalt aneinander gebunden sind. Der dortige Schaftkörper wird hergestellt, indem zuerst eine Metallfolie zu einem Zylinder geformt wird und danach das Kohlefasergewebe um den Metallfolienzylinder gewickelt wird, wonach   schliesslich   der so hergestellte, zylindrische Körper erhitzt wird, sodass das Harz im Kohlefasergewebe gehärtet wird. 



   In der US-PS 4 731 298 sind faserverstärkte   Leichtmetallverbundkörper   beschrieben, welche ein Leichtmetall und Kohlefasern umfassen, wobei eine dreilagige Hülle mit einer Kohlefaserschicht, mit einer Schutzschicht gegen Desintegration und einer aussen aufgebrachten Benetzbarkeits-Verbesserungsschicht in der genannten Reihenfolge vorgesehen ist. Die kohlefaserverstärkten Leichtmetallverbundstoffe werden durch Verbindung der die vorher beschriebene dreilagige Beschichtung aufweisenden Kohlefasern mit dem Leichtmetall hergestellt. 



   Nachteil dieses und aller bisher bekannt gewordenen Verfahren auf diesem Gebiet ist. dass die nach ihnen hergestellten Produkte im konkreten Gebrauch dann doch nicht die geforderte   Integrität   des Verbundes zwischen Faser und Metallmatrix über lange Zykluszeiten hinweg zu halten, imstande waren und weder deren Dauerfestigkeit noch Temperaturwechselbeständigkeit voll gewährleistet ist. 



   Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Hohlkörper mit einem tatsächlich integralen und nicht mehr lösbaren Verbund zwischen Faser und Metallmatrix zu schaffen,   WObei   eine optimale störungsfreie Einbettung der Fasern, Filamente   od. dgl.   in der Metallmatrix, eine störstellenfreie kontinuierliche Metallmatrix selbst mit vollkommenem inneren Zusammenhalt und weiters bevorzugt auch eine gezielte Richtungsabhängigkeit der Festigkeitswerte, Elastizität, Wärmeleitfähigkeit, Wärmeverteilung und der Wärmeausdehnungsdaten am fertigen Körper erreicht werden soll. 



   Zur Erreichung dieses Zieles haben sich zuerst zwei Vorgehensweisen angeboten, jedoch erst eine dritte Herstellungsart ist, wie gefunden wurde, imstande, wesentlichen technischen Fortschritt zu bringen. 



   1.   Schleuderguss :  
Ein Netzwerk von Fasern als Inlaid-Schicht wird mit Hilfe der aus der Rohrerzeugung bekannten
Schleudergusstechnik mit dem Metall infiltriert bzw. imprägniert. 



   Nachteile einer solchen Technik sind, dass dieser Prozess erst mit Rohrdurchmessern ab 70 mm und hin bis 300 mm technisch effektiv ist, die sterische Stabilisierung des Fasernetzwerkes in der jeweils gewünschten Tiefenlage in der Rohrwand ausgesprochen schwierig ist und an sich   z. B.   bei Kupfer, dessen Guss als Reinmetall an sich technisch problematisch ist, insbesondere bezüglich des Übergangs vom Schmeizein den Feststoff-Zustand infolge des dabei auftretenden Schrumpfes. 



   2.   Vakuum-Druck-Imprägnierung :  
Ein Skelett von Kohlefasern wird mit flüssigem Metall, z. B. Kupfer, in einer   Inertgasatmosphäre   infiltriert. Diese im Labormassstab bekannt und bewährte Methode wird im Autoklaven durchgeführt und man erhält heute damit tatsächlich kleindimensionierte Stäbe oder Rohre. 

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   3. Wickelverfahren und damit erfindungsgemässes Verfahren :
Daher war die Aufgabe gestellt, ein Wickelverfahren unter Einsatz von mit   Metall vorbeschichteten  
Fasern zu entwickeln. 



   Gegenstand der Erfindung ist somit ein neues Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern bzw. rohrartigen Körpern, insbesondere Rohren, auf Basis mindestens eines zumindest Im erhitzten Zustand duktilen, gut   wärmeleitfähigen   Metalls mit mindestens einer in dieses gebetteten Lage von anorganischen Fasern, mit hoher Festigkeit, wobei mit dem jeweiligen Metall beschichtete Fasern zusammen mit dem Metall in fester Form um einen Kern gewickelt werden und der erhaltene Rohling unter Einwirkung von erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, insbesondere durch   Heiss-lsostat-Pressen (HIP), kompaktiert   wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Wickelkern mit einer zumindest einlagigen ersten, innersten Schicht einer Folie aus mindestens einem Metall, beispielsweise aus der Gruppe   Cu,   Ni, Fe, Co, Al, Zn, Pb,

   Sn oder der Legierungen mindestens zweier der genannten   Metalle einschliesslich üblicher   Nebenbestandteile, belegt bzw. umschlossen wird, auf welche eine zumindest einlagige Schicht von mit dem jeweiligen oder einem kompatiblen Metall beschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, mit im Vergleich zum Metall der Folie geringerem   Wärmeausdehnungskoeffizienten,   oder aber eine jeweils gewünschte Folge von zumindest einlagigen Schichten von mit einem jeweiligen oder einem damit kompatiblen Metall beschichteten solchen Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, und von mit Folien des jeweils gewünschten bzw. vorgesehenen Mitalls gebildeten, zumindest einlagigen Schichten auf die erste MetallfolienSchicht aufgebracht bzw.

   gewickelt wird, wobei die auf die erste Schicht aufgebrachte Schicht mit den metallbeschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, und die letzte bzw. äusserste Schicht mit einer Metallfolie gebildet wird und dass schliesslich der so erhaltene Mehrschicht-Körper unter Ausbildung eines Diffusionsverbundes durch Einwirkung von erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck kompaktiert, insbesondere einem gegebenenfalls mehrstufigen HIP- und Sinterprozess, unterworfen wird. 



   Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens Ist unter anderem, dass es sich der absolut bewährten Wickeltechnik bedient und, wie sich zeigte, einen tatsächlich integralen Verbund der Metallmatrix in sich und mit den Fasern,   also z. B.   zwischen Kupfer und Kohlenstoffendlosfasern herbeiführt, der selbst unter extremen Last- und Temperatur-Wechselbedingungen nicht im geringsten zu Desintegrationserscheinungen neigt. 



   Es hat sich weiters gezeigt, dass bei Rohren auf Basis eines   Kupfer-Kohlenfaser-Verbundes   mit konzentrischen Faserlegen abwechselnd mit Kupfereinlagen bei konzentrischer und/oder diagonal schräger und/oder sequentiell einander kreuzend diagonaler Faser-Wickelweise infolge dieser Wickeltechnik und der dabei erfolgenden Vorspannung der Komponenten ein in weiten Grenzen feinabgestimmt steuer- und variierbarer, von der Temperatur abhängig   ein-, zwei-oder dreidimensionaler (x, y, z)   innerer Spannungszustand im fertigen Wickelkörper erzielt werden kam.

   Dieser versetzt die erfindungsgemäss erhältlichen neuen Verbundkörper bei jeglicher Temperaturbeaufschlagung in die Lage, für bestimme Einsatzbereiche einen in die verschiedenen Richtungen (x, y, z) gleichen und/oder verschiedenen, steuerbaren bzw. kontrollierbaren Ausdehnungskoeffizienten aufzuweisen. 



   Als Fasern kommen solche aus verschiedenen Materialien wie natürliche mineralische oder synthetische Fasern In Frage. Als Beispiele seien Whiskers und Fasern bzw. Filamente aus Metalloxiden, wie   z. B.   



  Boroxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Keramik, Silikaten, Gläsern, aber auch aus Carbiden, Nitriden, Boriden, Silicide   od. dgl.   genannt. Wie schon betont, sind Kohlenstoff-Fasern wegen ihrer hohen   Wärmeleitfähigkeit,   ihrer   Metallkompatibilität   und ihrer hohen Festigkeit besonders bevorzugt. 



   Als   Folienmetalle kommen-wie   schon oben   erwähnt - hauptsächlich   reines   Cu,   Al, Zn, Sn,   Pb,   Ni, Fe und/oder Co in Frage oder technisch reine Metalle mit verschiedensten Nebenbestandteilen, wie z. B. Si, Sb, Mg, Ti, Zr, eventuell Alkalimetalle in Mengen, die deren Eigenschaften nicht nachteilig beeinflussen, dann aber auch Folien aus verschiedenen, gezielt eingesetzten Legierungen. Dabei kann auch eine "in situ"Legierungsbildung durch thermoinduzierte, gegenseitige Diffusion der Teilchen von übereinander gewickelten Lagen aus verschiedenen Metallen oder auch zwischen dem Faserbeschichtungs-Metall und dem Folienmetall während des Heiss-Kompaktiervorganges und/oder eines oder mehrerer diesem vor-oder nachgeschalteten Temperierungs und/oder Vor- bzw.

   Nachkompaktierungsvorgängen oder-prozessen. 



   Wegen hervorragender   Wärmeleit- und -verteilungseigenschaften   besonders bevorzugt ist die Herstellung eines Rohrmaterials mit einem auf Basis von   Kupfer-Kohlenstoff-Endlosfaser   aufgebauten Verbund gemäss Anspruch   2,   wobei der Kohlenstoff infolge seines metallähnlichen Charakters die WärmeleitCharakteristiken nicht wesentlich beeinträchtigt, infolge der Wicklung als Endlosfaser aber hohe bis höchste Festigkeit und reduzierte Wärmedehnungen in zumindest einer Richtung einbringt. 



   Bevorzugte Techniken der Beschichtung der Fasern, insbesondere der Kohlenstoff-Fasern, in welcher Form sie auch immer sie letztlich zum Einsatz   vorliegen, z. B. als Faserverbände, Bündel, Vliese,   Bänder od. dgl., sind im Anspruch 3 angeführt. Wenn, wie gemäss diesem Anspruch bevorzugt, jede Faser für sich, 

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 also Integral, jeweils ihre gesamte Oberfläche metallbeschichtet ist, kann ein besonders effektiver FaserMetallmatrix-Verbund mit einem Minimum an Störstellen, welche sonst erst durch intensive Heissbehandlung "geschlossen" werden können, erzielt werden. 



   Soll ein   Faserverband,     z. B.   in   Bündel- oder   Gewebeform, für den Wickelprozess eingesetzt werden, ist 
 EMI3.1 
 diesen "Verband" ersteine Nachmetallisierung des erhaltenen Faser-Verbandes vorgenommen werden kann. 



   Der jeweils erreichten   Integrität   und Stabilität des Metall-Faserverbundes besonders zuträglich ist es, die Oberflächen der Folien und eventuell auch der metallisierten Fasern vor deren Einsatz zu reinigen, zu entfetten   od. dgl., z. B.   durch Tenside, Beizen,   lonenätzen   od. dgl., bevorzugt natürlich In einer inerten GasAtmosphäre und/oder im Vakuum, wie gemäss Anspruch 4 vorgesehen. 



   Besonders bevorzugte Schichtdicken der eingesetzten Metallfolien sind   Im Anspruch 5 angeführt,   wobei es wichtig ist, dass von Metall zu Metall verschieden Jedenfalls die mechanische Stabilität der daraus gefertigten Folie beim Wickelprozess selbst gegeben sein muss. 



   Anisotrope Eigenschaftsbilder der erhaltenen Rohrkörper mit gezielter Anisotropie lassen sich gegebenenfalls durch Einsatz selbst anisotrope Folien erzielen oder auch korrigieren, wenn gemäss Anspruch 6 vorgegangen wird. 



   Wie schon oben angedeutet, können Körper mit Legierungs-Matnx durch direkten Einsatz von Folien und/oder Faserbeschichtungen aus Legierungen erhalten werden, eine weitere Möglichkeit besteht darin, zwei oder mehr Folien-Schichten der verschiedenen, zu legierenden Metalle übereinander zu wickeln oder aber gleich eine Mehrschichtfolie aus zumindest zwei flächig aneinander gebundenen Lagen voneinander verschiedener, zur Legierung vorgesehener Metalle einzusetzen, wie gemäss Anspruch 7 vorgesehen. 



   Vorteil ist dabei, dass dort gleich vom Beginn der   Heisskompaktierung   an die gegenseitige Eindiffusion unter Legierungsausbildung ohne jede Hemmung erfolgen kann. 



   Bevorzugte Dimensionen der einzusetzenden Einzelfilamente sind im Anspruch 8 angegeben. 



   Die Angaben des Anspruches 9 betreffen vorteilhafte Dicken der Metallauflagen auf den einzusetzenden Fasern, welche sich als für den innigen Verbund als besonders günstig erwiesen haben. 



   Im Sinne der schon oben ausgeführten Technik der Legierungsbildung "in situ", also erst während des erfindungsgemässen Prozesses, kann es auch-wie das Anspruch 10 vorsieht - vorteilhaft sein, Fasern mit Zwei- oder Mehrlagen-Metallbeschichtung für den Wickelvorgang einzusetzen. 



   Zur Steuerung von Festigkeit, innerer Anisotropie und Dicke der faserhältigen Schichten, aber auch von deren Textur und Struktur ist der Einsatz von Ausbildungsformen verschiedener Faser-, Filament- oder Faden Verbände   bzw."Ensembles"gemäss Anspruch 11   von Bedeutung. 



   In ähnlicher Weise können die ben genannten Charakteristika auch bei einer weiteren, vorteilhaften Verfahrensvariante gemäss Anspruch 12 beeinflusst und gesteuert werden. 



   Eine feinabgestimmte Beeinflussung der Homogenität oder Richtungsabhängigkeit, Isotropie und Anisotropie verschiedener physikalischer, mechanischer und thermochemanischer Daten und Eigenschaften der   schliesslich gemäss   der Erfindung erhältlichen   Hohlkörper     lässt   sich durch gezielte Winkeleinstellung und Spannung bei der   Wickelführung   und/oder gezielte Aufeinanderfolge der   Wickelführungsrichtungen   Inner- 
 EMI3.2 
 



   So kann in einfachen   Fä ! ! en z. B. Radia !-, Diagona)-und/oder Kreuzwickiung   in jeder   lagenabhängig   aufeinanderfolgenden Kombination erfolgen. 



   Verschiedene bevorzugte Arten der Ablage der Fasern bzw. der Ausrichtung derselben beim Wickelvorgang gibt der Anspruch 14 wieder. Damit kann eine präzise Steuerung von Wärmeleitungs-, Wärmeverteilungs-,   Wärmeausdehnungs- innerer Spannungs- und/oder   Festigkeits-Anisotropie der erhaltenen Rohrkörper erreicht werden. 



   Die Ansprüche 15 bis 18 betreffen in der Praxis bewährte   Wickelfolgen und -bedingungen, welche   reproduzierbar zu einwandfreien Metall-Faser-Verbundkörpern führen. 



   Je nach Beanspruchung kann es günstig sein, eine Konzentrierung der Faserwickellagen   bzw.-schich-   ten, wie es Anspruch 19 vorsieht, innerhalb des innersten Drittels und/oder, wie es Anspruch 20 vorsieht, innerhalb des äussersten Drittels der Wandstärke des fertigen Rohrkörpers vorzusehen. 



   Was die Fasermenge in Relation zur Menge an Metallmatrix im erfindungsgemäss herzustellenden Formkörper betrifft, können die im Anspruch 21 dargelegten Bereiche als besonders vorteilhaft gelten. 



  Dies trifft im besonderen auf einen   Kupfer- bzw. Kupferlegierungs-Kohlenstofffaser-Verbund   zu. 



   Allgemein die Produktion der neuen Körper betreffend, sind bevorzugterweise die vom Anspruch 22 umfassten Bedingungen einzuhalten. 

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Claims (1)

1. im einzelnen sind vorteilhafterwelse zu befolgende Produktionsparameter im Anspruch 23 zusammengefasst.

   Die entsprechenden, günstigerweise einzuhaltenden Prozessdaten für die bevorzugterwelse herzustellen- den Hohlkörper und Rohre auf Basis eines Kupfer-Kohlenstoff-Faser-Verbunds geben schliesslich die Ansprüche 24 und 25 wieder.

   Beispiel : Auf einer für Wickelzwecke adaptierten Drehbank wurden jeweils auf einem Kern von 15 mm Durchmesser bei unterschiedlichen Drehzahlen im Bereich von 5 bis 50 min-1 unter Vorspannung im Bereich von 450 N/mm2 Kohlenstoff-Fasern einer mittleren Filamentdicke von 4 bis 5 mm mit einer Kupferbeschichtung einer mittleren Dicke von 0, 3 bis 0, 5 mm abwechselnd positiv und negativ diagonal im Winkel von : t 80. ( : t 10.) jeweils in einer Folge von 6 Schichten aufgebracht, danach wurde unter Vorspannung von etwa 50 bis EMI4.1 aufgebracht, danach wieder eine Folge von 6 Faserschichten, drei Cu-Fohenschichten, usw., bis jeweils ein rohrförmiger"roher"Grafitfaser-Kupferverbund-Rohrkörper mit 5, 5 mm Wandstärke erhalten wurde.

   Die Grünlinge wurden demnach einem HIP-Prozess bel den folgenden Bedingungen : Temperatur : langsam ansteigend bis 650. C. Druck : ansteigend bis 950 bar, Halten bei diesen Maximalwert-Bedingungen 30 min, Abkühlung unter Aufrechterhaltung des genannten Druckes auf 300 * C, danach Druckentlastung und Kühlung auf Raumtemperatur. Es wurden blanke, kupferfarbige Rohrkörper mit etwas "rauher" Oberfläche und einer Wandstärke von 4, 7 mm erhalten, deren Ausdehnung radial jeweils im Bereich zwischen 3. 106 und 7. 106 mK-1 lag und deren Wärmeleitfähigkeit 100 bis 280 Wm-1 betrug.

   Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern bzw. rohrartigen Körpern, insbesondere Rohren, auf Basis mindestens eines zumindest im erhitzten Zustand duktilen, gut wärmeleitfähigen Metalls mit minde- stens einer in dieses gebetteten Lage von anorganischen Fasern mit hoher Festigkeit, wobei mit dem jeweiligen Metall beschichtete Fasern zusammen mit dem Metall in fester Form um einen Kern gewickelt werden und der erhaltene Rohling unter Einwirkung von erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, insbesondere durch Heiss-lsostat-Pressen (HIP), kompaktiert wird, dadurch gekennzeich- net, dass ein Wickelkern mit einer zumindest einlagigen ersten, innersten Schicht einer Folie aus mindestens einem Metall, beispielsweise aus der Gruppe Cu, Ni.

   Fe, Co, AI, Zn, Pb, Sn oder der Legierungen mindestens zweier der genannten Metalle einschliesslich üblicher Nebenbestandteile, belegt bzw. umschlossen wird, auf welche eine zumindest einlagige Schicht von mit dem jeweiligen oder einem kompatiblen Metall beschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, mit im Vergleich zum Metall der Folie geringerem Wärmeausdehnungskoeffizienten oder aber eine jeweils gewünschte Folge von zumindest einlagigen Schichten von mit einem jeweiligen oder einem damit kompatiblen Metall beschichteten solchen Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, und mit Folien des jeweils gewünschten bzw. vorgesehenen Metalls gebildeten, zumindest einlagigen Schichten auf die erste Metallfolien-Schicht aufgebracht bzw.

   gewickelt wird, wobei die auf die erste Schicht aufgebrachte Schicht mit den metallbeschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, und die letzte bzw. äusserste Schicht mit einer Metallfolie gebildet wird und dass schliesslich der so erhaltene Mehrschichtkörper unter Ausbildung eines Diffusionsverbundes durch Einwirkung von erhöhter Tempe- ratur und erhöhtem Druck kompaktiert, insbesondere einem gegebenenfalls mehrstufigen HIP- und Sinterprozess unterworfen wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Folienmaterial und als Faser-Beschich- tungsmaterial Kupfer oder eine Kupfer-basierte Legierung eingesetzt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern, vorzugsweise Kohlen- stoff-Endlosfasern, bevorzugt jede der einzelnen Fasern für sich und vollständig mit einer durch CVD und/oder PVD, durch Sputtern. Plasmaspritzen, lonenplattierung, Galvanik, Pulver- oder Schmelztau- chen aufgebrachten Metallbeschichtung eingesetzt werden.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Metallfollen mit beidseitig von Haftungs-und Bindungsfähigkeit herabsetzenden Schichten bzw. Belägen auf chemi- schem und/oder physikalischem Weg befreiten, gegebenenfalls definiert gerauhten, Oberflächen einge- <Desc/Clms Page number 5> setzt werden.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Metallfolien, insbesonde- re Folien auf Kupferbasis, mit Schichtdicken Im Bereich von 0, 1 bis 2 um, insbesondere von 0, 2 bis 1 um, eingesetzt werden.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unidirektional gestreckte bzw. gereckte Metallfolien eisgesetzt werden.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Verbundfolien aus zumindest zwei zueinander unterschiedlichen Metallen eingesetzt werden.

   8-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass metallbeschichtete Fasern, insbesondere Kohlenstoff-Endlosfasern, mit einer mittleren Kohlenstoff-Filamentdicke von 2 bis 10 um eingesetzt werden, gegebenenfalls als Faserbündel mit bis zu 3000, insbesondere bis zu 2000 Emzelfi lamenten.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, mit einer Metallbeschichtung in einer mittleren Dicke von 0, 1 bis 20 um, Insbesondere von 0, 2 bis 15 um, eingesetzt werden. EMI5.1 der legierungsfähigen Metallen umfassenden Beschichtung eingesetzt werden.

   11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zu Bündeln vereinigte und/oder Fäden oder Bändern verzwirnte, verwirkte und/oder verwobene, gegebenenfalls In Vliesform vorliegende, metallbeschichtete Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, eingesetzt werden.

   12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die metallbeschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, bei Bildung der sie enthaltenden Schichten, in entlang der Erzeugenden des Rohrkörpers gleichmässiger Flächenbelegungs-Dichte abgelegt und gewickelt werden.

   13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die metallbeschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, bei der Bildung der sie enthaltenden Schicht (en) bzw. einzelnen Lagen der Schichten in rechtem Winkel (radial) und/oder in spitzem Winkel (schräg, diagonal) bis 45, insbesondere 75 bis 85', zu den jeweiligen Rohrkörper-Erzeugenden abgelegt und gewickelt werden.

   14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die metallbeschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, bei Bildung von mehreren aneinandergrenzenden Lagen innerhalb einer Schicht oder mehreren Schichten oder von voneinander durch Metallfolienschicht (en) getrennten Schichten in untereinander bzw. zueinander verschiedenen, gegebenenfalls spiegelbildlich symmetrischen, Richtungen bzw. Winkeln zu den jeweiligen Rohrkörper-Erzeugenden abgelegt bzw. gewickelt werden.

   15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wickelvorgang eine Folge von Schichten von jeweils nur tangential abgelegten (Kohlenstoff-) Fasern und/oder nur diagonal abgelegten Fasern übereinander bzw. nacheinander abgelegt werden.

   16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wickelvorgang eine Folge von Schichten mit abwechselnd je einer Schicht von tangential oder diagonal abgelegten (Kohlenstoff-) -Fasern und einer Metallfolienschicht nacheinander bzw. übereinander abgelegt wird.

   17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils nacheinander bzw. übereinander abgelegte, aufeinanderfolgende Schichten von Fasern mit abwechselnd jeweils positiv und negativ diagonal (+/-) abgelegten Fasern gebildet werden. <Desc/Clms Page number 6>

   18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wickeln der Fasern dieselben einer Vorspannung Im Bereich von 300 bis 1000 N/mm2, insbesondere von 700 bis 850 N/mm2 unterworfen werden.

   19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ablage der Metallfolie dieselbe einer Vorspannung von 50 bis 250 N/mm2, Insbesondere von 100 bis 200 N/mm2, unterworfen wird.

   20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten mit den metallbeschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff- Endlosfasern, Innerhalb des innersten Drittels der Wandstärke des zu produzierenden Rohrkörpers gebildet werden.

   21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten mit den metallbeschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, Innerhalb des äussersten Drittels der Wandstärke des zu produzierenden Bohrkörpers gebildet werden.

   22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumsanteil des gesamten Metalls zum Volumsanteil der in dessen Matrix gebetteten Fasern auf Werte von 70 : 30 bis 30 : 70% eingestellt wird.

   23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung der metallbeschichteten Fasern, bevorzugt Kohlenstoff-Endlosfasern, und der Metallfolien, insbesondere die Wickel- und Kompaktiervorgänge, in inerter Atmosphäre und/oder Vakuum vorgenommen werden.

   24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung von Rohrkörpern, beispielsweise mit Aussendurchmessern von bis zu 100 mm und Wandstärken bis zu 20 mm, der Wickelprozess bei Temperaturen von zumindest 300 C unterhalb der Schmelztemperatur des jeweils im Verbund verwendeten, niedrigst schmelzenden Metalls und der Kompaktiervorgang, insbe- sondere HIP-Prozess bzw. das Sintern, bei Temperaturen von zumindest 100 C unterhalb der Schmelz- temperatur des jeweils im Verbund eingesetzten, niedngst schmelzenden Metalls und bei Drucken Im Bereich von 200 bis 4500 bar, insbesondere von 500 bis 2500 bar, vorgenommen wird.

   25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Produktion eines Rohrkörpers auf Basis eines Faser-Kupfer-, vorzugsweise Kohlenstoff-Faser-Kupfer-Verbundes der Wickelvorgang bei Temperaturen von bis zu 350. C und der Kompaktier-, insbesondere HIP- Vorgang bei Temperaturen im Bereich von 500 bis 1000. C, insbesondere von 650 bis 850 C, und bei Drucken von 200 bis 1500 bar, insbesondere von 500 bis 1000 bar, vorgenommen wird.