DE10140965C2 - Druckfiltrationsvorrichtung zur Infiltration eines Faserbündels mit Metall - Google Patents
Druckfiltrationsvorrichtung zur Infiltration eines Faserbündels mit MetallInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druck
infiltrationsvorrichtung zum Infiltrieren eines Faserbündels
mit einem Metall, um einen faserverstärkten Metallver
bundstoffleiter herzustellen, der ein Faserbündel, das mit ei
nem geschmolzenen Metall infiltriert ist, und eine äußere Flä
che aufweist, die mit dem Metall beschichtet ist. Die Erfin
dung betrifft insbesondere eine Düsenanordnung der Druckin
filtrationsvorrichtung zur Anordnung des Faserbündels um den
faserverstärkten Metallverbundstoffleiter.
Ein faserverstärkter Metallverbundstoffleiter wird herkömmlich
als ein elektrischer Leiter verwendet, der eine sehr gute Be
ständigkeit und Zuverlässigkeit aufweist. Der faserverstärkte
Metallverbundstoffleiter wird durch Infiltrieren eines anorga
nischen Faserbündels, wie zum Beispiel einer Kohlestofffaser,
einer Keramikfaser oder einer Metallfaser, mit einem geschmol
zenen Metall erzielt. Die Menge des geschmolzenen Metalls, das
auf dem anorganischen Faserbündel gehalten wird, ist erhöht,
so daß die Beständigkeit und die Zuverlässigkeit weiter ver
bessert werden kann.
Die US 5,736,199 beschreibt ein herkömmliches Verfahren zur
Herstellung eines faserverstärkten Metallverbundstoffleiters,
der eine größere Menge an geschmolzenem Metall in dem Faser
bündel aufweist, bei dem eine Faser des anorganischen Faser
bündels bei einem vorbestimmten Druck mit dem Metall infilt
riert wird. Das Herstellungsverfahren wird mit einer Metallin
filtrationsvorrichtung 30, die in Fig. 3 gezeigt ist, ausge
führt.
Bei der Metallinfiltrationsvorrichtung 30 gemäß Fig. 3 wird
ein anorganisches Faserbündel 37, das in eine Druckkammer 31
und in einen Badbehälter 32 geführt wird, in ein geschmolzenes
Metall 33, das in dem Badbehälter 32 enthalten ist, durch die
Düsen 34, 35 und 36 in der Druckkammer 31, die mit einem
Schutzgas gefüllt ist, geleitet, wodurch das anorganische Fa
serbündel 37 mit dem Metall infiltriert und dessen äußere Flä
che mit dem Metall beschichtet wird.
Die Düsen 34, 35 und 36 umfassen die Einlaßdüse 34 zum Einfüh
ren des anorganischen Faserbündels 37 von außerhalb der Druck
kammer 31 auf der Einlaßseite für das Faserbündel in den Bad
behälter 32, die Auslaßdüse 35 zum Ausleiten des anorganischen
Faserbündels 37 von dem Inneren der Druckkammer 31 zur Außen
seite der Druckkammer 31 und die Zwischendüse 36, die zwischen
der Einlaßdüse 34 und der Auslaßdüse 35 vorgesehen ist und da
zu dient, das anorganische Faserbündel 37 von dem Badbehälter
32 in die Druckkammer 31 zu führen.
Bei der herkömmlichen Metallinfiltrationsvorrichtung 30 be
steht, wenn der faserverstärkte Metallverbundstoffleiter dünn
ausgebildet sein soll, die Möglichkeit, daß das anorganische
Faserbündel 37 zwischen der Einlaßdüse 34 und der Zwischendüse
36 in dem Badbehälter 32 gebogen wird.
Dementsprechend besteht das Problem, daß es schwierig ist, den
Umfang des anorganischen Faserbündels 37 mit einem Metall kon
zentrisch zu beschichten und das anorganische Faserbündel 37
zum Beschichtungsmetall, d. h. auf der zum faserverstärkten Me
tallverbundstoffleiter zentrisch anzuordnen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Druck
infiltrationsvorrichtung zum Infiltrieren eines Faserbündels
mit einem Metall vorzusehen, mit der der Freiraum zwischen der
einlaßseitigen Düse und der Zwischendüse verringert werden
kann, wodurch ein Biegen des Faserbündels zwischen der einlaß
seitigen Düse und der Zwischendüse in einem Badbehälter zuver
lässig verhindert wird und mit der das Faserbündel mittig des
Beschichtungsmetalls angeordnet werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Druckin
filtrationsvorrichtung in der
ein Faserbündel durch ein geschmolzenes Metall in einem Badbe hälter und durch eine Druckkammer, die mit einem Schutzgas ge füllt ist, gezogen wird, um das Faserbündel mit dem geschmol zenen Metall zu infiltrieren und die äußere Fläche des Faser bündels mit dem geschmolzenen Metall zu beschichten, umfassend eine einlaßseitige Düse zum Einführen des Faserbündels von ei ner Einlaßseite der Druckkammer in den Badbehälter,
eine auslaßseitige Düse zum Ausleiten des mit dem geschmolze nen Metall infiltrierten und beschichteten faserverstärkten Metallverbundstoffleiters, aus der Druckkammer zur Außenseite der Druckkammer, und
eine Zwischendüse, die zwischen der einlaßseitigen Düse und der auslaßseitigen Düse vorgesehen ist und dazu dient, den fa serverstärkten Metallverbundstoffleiter aus dem Badbehälter in die Druckkammer zu führen,
wobei das der Zwischendüse zugewandte Ende der einlaßseitigen Düse in Richtung zur Zwischendüse außen konisch verjüngt ist und das gegenüberliegende Ende der Einführbohrung der Zwi schendüse in Richtung der einlaßseitigen Düse entsprechend er weitert ist.
ein Faserbündel durch ein geschmolzenes Metall in einem Badbe hälter und durch eine Druckkammer, die mit einem Schutzgas ge füllt ist, gezogen wird, um das Faserbündel mit dem geschmol zenen Metall zu infiltrieren und die äußere Fläche des Faser bündels mit dem geschmolzenen Metall zu beschichten, umfassend eine einlaßseitige Düse zum Einführen des Faserbündels von ei ner Einlaßseite der Druckkammer in den Badbehälter,
eine auslaßseitige Düse zum Ausleiten des mit dem geschmolze nen Metall infiltrierten und beschichteten faserverstärkten Metallverbundstoffleiters, aus der Druckkammer zur Außenseite der Druckkammer, und
eine Zwischendüse, die zwischen der einlaßseitigen Düse und der auslaßseitigen Düse vorgesehen ist und dazu dient, den fa serverstärkten Metallverbundstoffleiter aus dem Badbehälter in die Druckkammer zu führen,
wobei das der Zwischendüse zugewandte Ende der einlaßseitigen Düse in Richtung zur Zwischendüse außen konisch verjüngt ist und das gegenüberliegende Ende der Einführbohrung der Zwi schendüse in Richtung der einlaßseitigen Düse entsprechend er weitert ist.
Bei der Druckinfiltrationsvorrichtung zum Infiltrieren eines
Faserbündels mit einem Metall, die die oben beschriebene Aus
bildung aufweist, ist die Spitze der einlaßseitigen Düse, die
der Zwischendüse zugewandt ist, außen zur Zwischendüse hin
verjüngt ausgebildet und das Ende der gegenüberliegenden Zwi
schendüse ist der verjüngten Außenseite der einlaßseitigen Dü
se entsprechend konisch erweitert ausgeführt.
Das Faserbündel wird durch die einlaßseitige Düse in den Bad
behälter geführt und tritt dort mit dem geschmolzenen Metall
in Kontakt und unterliegt danach der Druckeinwirkung des
Schutzgases zwischen der auslaßseitigen Düse und der Zwischen
düse. Das Faserbündel wird folglich mit dem geschmolzenen Me
tall infiltriert und die äußere Fläche desselben wird mit dem
geschmolzenen Metall beschichtet.
Hierbei ist der Freiraum zwischen der einlaßseitigen Düse und
der Zwischendüse verringert, so daß das Faserbündel zuverläs
sig davor geschützt werden kann, zwischen der einlaßseitigen
Düse und der Zwischendüse in dem Badbehälter gebogen zu wer
den. Das Faserbündel kann auf der Mittellinie des Beschich
tungsmetalls gehalten werden.
Das Faserbündel wird ferner dem geschmolzenen Metall während
einer minimalen Zeitspanne ausgesetzt, die zur Infiltration
und der Beschichtung mit dem geschmolzenen Metall benötigt
wird, so daß eine Beschädigung des Faserbündels, die durch die
Reaktion mit dem geschmolzenen Metall hervorgerufen werden
kann, verringert werden kann.
Wenn der Freiraum zwischen der einlaßseitigen Düse und der
Zwischendüse verringert ist, besteht die Möglichkeit, daß die
Fließfähigkeit des geschmolzenen Metalls zwischen der einlaß
seitigen Düse und der Zwischendüse verschlechtert wird und die
Infiltration nicht ausreichend ausgeführt werden kann. Da das
badseitige Ende der einlaßseitigen Düse verjüngt ist und das
Ende der Bohrung der Zwischendüse entsprechend erweitert aus
gebildet ist, kann die Fließfähigkeit des geschmolzenen Me
talls zwischen der einlaßseitigen Düse und der Zwischendüse
aufrechterhalten bleiben und die Infiltration des Faserbündels
kann ausreichend ausgeführt werden.
Das Faserbündel, das mit dem geschmolzenen Metall infiltriert
ist, wird von der Zwischendüse in die Druckkammer geführt. Das
Faserbündel wird aus der Druckkammer durch die auslaßseitige
Düse herausgeführt, nachdem das geschmolzene Metall, mit dem
das Faserbündel infiltriert und beschichtet ist, gekühlt wur
de.
In den Zeichnungen sind ein Ausführungsbeispiel gemäß der Er
findung und ein solches gemäß dem Stand der Technik darge
stellt.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Ausfüh
rungsform einer Druckinfiltrationsvorrichtung zur Infiltration
eines Faserbündels mit einem Metall gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung eines faserverstärkten Me
tallverbundstoffleiters, der mittels der Druckinfiltrations
vorrichtung gemäß Fig. 1 hergestellt ist;
Fig. 3 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Druckin
filtrationsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
Eine Ausführungsform einer Druckinfiltrationsvorrichtung gemäß
der Erfindung zur Infiltration eines Faserbündels mit einem
Metall wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und
2 im Detail beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische Schnitt
darstellung der Druckinfiltrationsvorrichtung zum Infiltrieren
eines Faserbündels mit einem Metall gemäß der Ausführungsform
der Erfindung. Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung eines faser
verstärkten Metallverbundstoffleiters, der mittels der Druck
infiltrationsvorrichtung gemäß Fig. 1 hergestellt ist.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, wird bei der Druckinfilt
rationsvorrichtung 20 gemäß der Ausführungsform ein anorgani
sches Faserbündel 10 in eine Druckkammer 21, die mit einem
Schutzgas gefüllt ist, und einen Badbehälter 22, in dem ge
schmolzenes Metall 11 enthalten ist, mittels Düsen 23, 24 und
25 eingeführt. Das anorganische Faserbündel 10 wird folglich
mit dem Metall infiltriert und die äußere Fläche desselben
wird mit dem Metall beschichtet, so daß ein faserverstärkter
Metallverbundstoffleiter 12 gebildet wird.
Insbesondere wird bei der Druckinfiltrationsvorrichtung 20 das
anorganische Faserbündel 10 von jeder zuführseitigen Trommel
27 nach oben gemäß Fig. 1 bei Rotation einer Wickeltrommel 26
kontinuierlich geführt und durch einen Drosselabschnitt 28,
zum Beispiel eine Düse, geleitet und durch die Düsen 23, 24
und 25 in die Druckkammer 21 und den Badbehälter 22 geleitet.
Die Druckinfiltrationsvorrichtung 20 taucht folglich das anor
ganische Faserbündel 10 in das geschmolzene Metall 11 bei
einem vorbestimmten Druck ein und imprägniert das anorganische
Faserbündel 10 mit dem Metall und beschichtet konzentrisch die
äußere Fläche des anorganischen Faserbündels 10 mit dem Me
tall. Als Materialien für die anorganischen Fasern kommen Koh
lenstoff, Bor oder Siliziumkarbid und eine Metallfaser, wie
zum Beispiel Aluminiumoxid, in Betracht.
Ein Schutzgas, wie zum Beispiel Argon, Stickstoff oder Helium
wird des weiteren von einer Gasversorgungsquelle 29 in die
Druckkammer 21, die mit einem vorbestimmten Druck gefüllt ist,
eingeleitet.
Der Badbehälter 22 ist ferner in der Druckkammer 21 vorgesehen
und ist mit dem geschmolzenen Metall, wie zum Beispiel Kupfer,
Aluminium, Magnesium, Silber oder Legierungen gefüllt. Eine
Heizvorrichtung 22a ist nahe der äußeren Umfangsfläche des
Badbehälters 22 vorgesehen. Die Heizvorrichtung 22a erhitzt
das Metall 11, das in dem Badbehälter 22 enthalten ist und
hält das geschmolzene Metall 11 auf Temperatur.
Die Düsen 23, 24 und 25 umfassen des weiteren die einlaßseiti
ge Düse 23, die auslaßseitige Düse 24 und die Zwischendüse 25.
Die einlaßseitige Düse 23 führt das anorganische Faserbündel
10 von der Außenseite der Druckkammer 21 auf der Einlaßseite
des Faserbündels (die untere Seite in Fig. 1) zu dem Badbehäl
ter 22. Die auslaßseitige Düse 24 führt das anorganische Fa
serbündel 10 von der Innenseite der Druckkammer 21 zu der Au
ßenseite der Druckkammer 21 auf der Auslaßseite des anorgani
schen Faserbündels (die obere Seite in Fig. 1). Die Zwischen
düse 25 ist zwischen der einlaßseitigen Düse 23 und der aus
laßseitigen Düse 24 vorgesehen, und führt das anorganische Fa
serbündel 10 von der Innenseite des Badbehälters zu der Innen
seite der Druckkammer 21.
Die Düsen 23, 24 und 25 werden zum Beispiel aus einem der fol
genden Materialien nämlich Graphit, Tantal, Edelstahl, Wolf
ram, Inconel, Molybdäen, Platin, gesinterte Zirconiumkeramik
und Aluminiumkeramik, als Basismaterial hergestellt, die mit
dem geschmolzenen Metall 11 und dem anorganischen Faserbündel
mechanisch und chemisch weniger reagieren. Die Beständigkeit
der Düsen 23, 24 und 25 kann folglich beibehalten werden und
das anorganische Faserbündel 10 kann davor geschützt werden,
daß es in den Düsen 23, 24 und 25 bricht.
Das (ein oberes Ende in Fig. 1) der Zwischendüse 25 zugewandte
Ende in der einlaßseitigen Düse 23 ist außen konisch verjün
gend ausgebildet. Der Endabschnitt (das untere Ende in Fig. 1)
der Einführbohrung der Zwischendüse 25, der der einlaßseitigen
Düse 23 zugewandt ist, weist eine konische Form auf. Der
Durchmesser der konischen Einführbohrung nimmt in Richtung zur
einlaßseitigen Düse 23 (dem unteren Ende in Fig. 1) allmählich
zu, wobei der Verlauf zu dem der einlaßseitigen Düse 23 gegen
gleich ist.
Durch die sich verjüngende Gestalt des oberen Endes der ein
laßseitigen Düse 23, die in Fig. 1 gezeigt ist, und durch die
entsprechende konische Gestaltung der Einführbohrung der Zwi
schendüse 25, die in Fig. 1 gezeigt ist, kann der Freiraum A
zwischen der einlaßseitigen Düse 23 und der Zwischendüse 25
klein gehalten werden, ohne das Fließverhalten des geschmolze
nen Metalls 11 zwischen der einlaßseitigen Düse 23 und der
Zwischendüse 25 in dem Badbehälter 22 zu stören.
Das anorganische Faserbündel 10 kann auch davor geschützt wer
den, daß es zwischen der einlaßseitigen Düse 23 und der Zwi
schendüse 25 in dem Badbehälter 22 gebogen wird und die Zeit
spanne, über die das anorganische Faserbündel 10 dem geschmol
zenen Metall für die Infiltration und das Beschichten des Me
talls auszusetzen ist, ist verringert. Die sehr guten Einführ
eigenschaften des anorganischen Faserbündels 10 bleiben erhal
ten.
Mehrere (in Fig. 1 sechs) zuführseitige Trommeln 27 sind au
ßerhalb der Druckkammer 21 auf der Einlaßseite des anorgani
schen Faserbündels 10 vor der einlaßseitigen Düse 23 vorgese
hen. Auf jeder der zuführseitigen Trommeln 27 sind Fasern bzw.
anorganische Faserbündel 10 bevorratet. Die Trommeln 27 sind
um die Welle 27a drehbar. Die (in Fig. 1 sechs) anorganischen
Faserbündel 10 werden durch Rotation der Trommeln 27 um eine
virtuelle Achse B verdrillt.
Eine wickelseitige Trommel 26 ist außerhalb der Druckkammer 21
an der Auslaßseite des anorganischen Faserbündels 10 hinter
der auslaßseitigen Düse 24 vorgesehen. Der faserverstärkte Me
tallverbundstoffleiter 12 wird auf die wickelseitige Trommel
26 durch Rotation der Welle 26a aufgewickelt.
Nachfolgend wird die Funktion der Druck
infiltrationsvorrichtung zur Infiltration eines Faserbündels
mit einem Metall gemäß der Ausführungsform beschrieben. Bei
der Druckinfiltrationsvorrichtung 20 wird das anorganische Fa
serbündel 10 von einer jeden zuführseitigen Trommel 27 durch
Antrieb der wickelseitigen Trommel 26 kontinuierlich zugeführt
und wird durch den Drosselabschnitt 28 eingezogen und dann
durch die einlaßseitige Düse 23 in den Badbehälter 22 einge
führt.
In dem Badbehälter 22 wird das anorganische Faserbündel 10
durch das geschmolzene Metall 11 gezogen und während es von
der Spitze (oberen Ende in Fig. 1) der einlaßseitigen Düse 23
in die Zwischendüse 25 gelangt, dem Druck des Schutzgases, das
von der Gasversorgungsquelle zugeführt wird, ausgesetzt.
Das anorganische Faserbündel 10 wird folglich mit dem ge
schmolzenen Metall infiltriert und die äußere Fläche desselben
wird mit dem geschmolzenen Metall beschichtet.
Hierbei wird der Freiraum A zwischen der einlaßseitigen Düse
23 und der Zwischendüse 25 klein eingestellt. Es ist folglich
möglich, zuverlässig zu verhindern, daß das anorganische Fa
serbündel 10 zwischen der einlaßseitigen Düse 23 und der Zwi
schendüse 25 im Badbehälter 22 gebogen wird.
Das anorganische Faserbündel 10 ist entsprechend zentrisch zur
Metallbeschichtung 13, zentrisch des faserverstärkten Metall
verbundstoffleiters 12 angeordnet. Das anorganische Faserbün
del 10 wird dem geschmolzenen Metall während einer minimalen
Zeitspanne, die für die Infiltration und der Beschichtung des
Metalls benötigt wird, ausgesetzt, so daß eine Beschädigung
des anorganischen Faserbündels 10, die durch eine Reaktion mit
dem geschmolzenen Metall 11 hervorgerufen werden kann, verrin
gert wird.
Wenn der Freiraum A zwischen der einlaßseitigen Düse 23 und
der Zwischendüse 25 verringert wird, wird die Fließfähigkeit
des geschmolzenen Metalls 11 zwischen der einlaßseitigen Düse
23 und der Zwischendüse 25 verringert. Aufgrund der Ver
schlechterung der Fließfähigkeit des geschmolzenen Metalls 11
kann die Infiltration des Faserbündels herkömmlich nicht aus
reichend ausgeführt werden.
Bei der Druckinfiltrationsvorrichtung 20 gemäß der Ausfüh
rungsform ist das obere Ende der einlaßseitigen Düse 23 in
Fig. 1 außen konisch verjüngt und das untere Ende der Einführ
bohrung in der Zwischendüse 25 in Fig. 1 entsprechend mit ei
nem allmählich sich vergrößernden Durchmesser gestaltet. Es
ist folglich möglich, die Fließfähigkeit des geschmolzenen Me
talls 11 zwischen der einlaßseitigen Düse 23 und der Zwischen
düse 25 aufrechtzuerhalten.
Das anorganische Faserbündel 10, das mit dem Metall infilt
riert und beschichtet ist, wird durch die Zwischendüse 25 ge
führt, und überschüssiges Material, das die äußere Fläche be
schichtet, wird dabei abgetragen. Das anorganische Faserbündel
10 wird von der Zwischendüse 25 her in die Druckkammer 21 ein
geführt. Das geschmolzene Metall 11, mit dem das anorganische
Faserbündel 21 infiltriert und beschichtet ist, wird gekühlt,
um den faserverstärkten Metallverbundstoffleiter 12 zu bilden.
Der faserverstärkte Metallverbundstoffleiter 12 verläßt dann
durch die auslaßseitige Düse 23 die Druckkammer 21 und wird
auf die Wickeltrommel 26 aufgewickelt.
Bei der Druckinfiltrationsvorrichtung zum Infiltrieren eines
Faserbündels mit einem Metall gemäß der Ausführungsform ist,
wie oben beschrieben, das obere Ende der einlaßseitigen Düse
23 in Fig. 1 außen sich verjüngend ausgebildet und das untere
Ende der Einführbohrung der Zwischendüse 25 in Fig. 1 ist ent
sprechend mit einem sich allmählich vergrößernden Durchmesser
entsprechend der einlaßseitigen Düse 23 ausgebildet. Es ist
daher möglich, den Freiraum A zwischen der einlaßseitigen Düse
23 und der Zwischendüse 25 klein zu bemessen, ohne daß die
Fließfähigkeit des geschmolzenen Metall 11 zwischen der ein
laßseitigen Düse 23 und der Zwischendüse 25 in dem Badbehälter
22 verschlechtert wird.
Auch wenn der faserverstärkte Metallverbundstoffleiter 12 sehr
dünn ausgebildet ist, ist es möglich, zuverlässig zu verhin
dern, daß das anorganische Faserbündel 10 zwischen der einlaß
seitigen Düse 23 und der Zwischendüse 25 in dem Badbehälter 22
gebogen wird. Der Umfang des anorganischen Faserbündels 10
kann folglich mit dem Metall konzentrisch beschichtet werden
und das anorganische Faserbündel 10 kann zentrisch zum Be
schichtungsmetall 13, bzw. des faserverstärkten Metallverbund
stoffleiters 12 angeordnet werden.
Die Zeitspanne, die benötigt wird, um das anorganische Faser
bündel 10 dem geschmolzenen Metall für die Infiltration und
Beschichtung mit dem Metall auszusetzen, kann verringert wer
den. Die Gefahr einer Beschädigung des anorganischen Faserbün
dels 10, die durch die Reaktion mit dem geschmolzenen Metalls
11 hervorgerufen wird, kann verringert werden.
Es ist folglich möglich, einen faserverstärkten Metallverbund
stoffleiter 12 zu erzielen, der dünn und leichtgewichtig ist
und eine hohe mechanische Festigkeit, eine sehr gute elektri
sche Leitfähigkeit und eine sehr hohe Qualität aufweist.
Die JP-A-6-158197 beschreibt eine Infiltrationsvorrichtung zum
Eintauchen einer Mehrzahl von langen Faserbündeln in ein ge
schmolzenes Metall und Infiltrieren der Faser mit dem ge
schmolzenen Metall und Beschichten der Faser mit dem geschmol
zenen Metall, um einen Verbundstoff herzustellen. Bei dieser
Infiltrationsvorrichtung wird das lange Faserbündel einge
taucht und das überschüssige Metall des Verbundstoffs wird ab
geschabt. Die äußere Gestalt des Verbundstoffs wird in einem
Düsenabschnitt, in dem geschmolzenes Metall vorgesehen ist,
geformt.
Bei der Infiltrationsvorrichtung ist die Düse in dem Metallbad
vorgesehen. Es ist schwierig, die Faser bis in den mittleren
Abschnitt des Verbundstoffs zu durchdringen und die äußere
Fläche wird separat mit einem Metall beschichtet. Es ist ins
besondere notwendig, die Spannung der Faser konstant zu halten
und die Faser in der Düse mittig zu halten, um die Fasern bis
zum Zentrum des Verbundstoffs zu durchdringen. Es sind jedoch
keine Mittel zum Zentrieren der Faser in der Düse beschrieben.
Es ist technisch schwierig, die Faser mit einem Metall konzen
trisch zu beschichten, wenn sich die Mittel zum Zentrieren der
Faser nicht nahe der Mittelachse des Düsenabschnitts befinden.
Aus diesem Grund ist es schwierig, die Mittel zum Zentrieren
der Faser bei der Infiltrationsvorrichtung vorzusehen, bei der
der Düsenabschnitt in dem geschmolzenen Metall vorgesehen ist.
Mit der Druckinfiltrationsvorrichtung 20 gemäß der Ausfüh
rungsform können die Probleme der Infiltrationsvorrichtung ge
mäß dem Stand der Technik gelöst werden. Das anorganische Fa
serbündel 10 kann auf der Mittellinie des Beschichtungsmetalls
14 angeordnet werden und ein faserverstärkter Metallverbund
stoffleiter 12, bei dem das anorganische Faserbündel 10 auf
der Mittellinie angeordnet ist, kann erzielt werden.
Bei der Druckinfiltrationsvorrichtung zum Infiltrieren eines
Faserbündels mit einem Metall in Übereinstimmung mit der Er
findung ist, wie oben beschrieben, die Spitze der einlaßseiti
gen Düse, die der Zwischendüse zugewandt ist, außen konisch
verjüngt und die gegenüberstehende Einführbohrung der Zwi
schendüse ist der Spitzenform der einlaßseitigen Düse entspre
chend konisch erweitert ausgebildet.
Der Freiraum zwischen der einlaßseitigen Düse und der Zwi
schendüse kann dementsprechend verringert werden. Es ist mög
lich zu verhindern, daß das Faserbündel zwischen der einlaß
seitigen Düse und der Zwischendüse in dem Badbehälter gebogen
und das Faserbündel nicht zentrisch des Beschichtungsmetalls
angeordnet ist. Es ist folglich möglich, einen faserverstärk
ten Metallverbundstoffleiter zu erzielen, der dünn und leicht
gewichtig ist und eine hohe mechanische Festigkeit, eine sehr
gute elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Qualität auf
weist.
Claims (2)
1. Druckinfiltrationsvorrichtung in der
ein Faserbündel (10) durch ein geschmolzenes Metall (11) in einem Badbehälter (22) und durch eine Druckkammer (21), die mit einem Schutzgas gefüllt ist, gezogen wird, um das Faserbündel (10) mit dem geschmolzenen Metall (11) zu infiltrieren und die äußere Fläche des Faserbündels (10) mit dem geschmolzenen Metall (11) zu beschichten, umfassend
eine einlaßseitige Düse (23) zum Einführen des Faserbündels (10) von einer Einlaßseite der Druckkammer (21) in den Badbehälter (22),
eine auslaßseitige Düse (24) zum Ausleiten des mit dem geschmolzenen Metall (11) infiltrierten und beschichteten faserverstärkten Metallverbundstoffleiters (12), aus der Druckkammer (21) zur Außenseite der Druckkammer (21), und eine Zwischendüse (25), die zwischen der einlaßseitigen Düse (23) und der auslaßseitigen Düse (24) vorgesehen ist und dazu dient, den faserverstärkten Metallver bundstoffleiter (12) aus dem Badbehälter (22) in die Druckkammer (21) zu führen,
wobei das der Zwischendüse (25) zugewandte Ende der einlaßseitigen Düse (23) in Richtung zur Zwischendüse (25) außen konisch verjüngt ist und das gegenüberliegende Ende der Einführbohrung der Zwischendüse (25) in Richtung der einlaßseitigen Düse (23) entsprechend erweitert ist.
ein Faserbündel (10) durch ein geschmolzenes Metall (11) in einem Badbehälter (22) und durch eine Druckkammer (21), die mit einem Schutzgas gefüllt ist, gezogen wird, um das Faserbündel (10) mit dem geschmolzenen Metall (11) zu infiltrieren und die äußere Fläche des Faserbündels (10) mit dem geschmolzenen Metall (11) zu beschichten, umfassend
eine einlaßseitige Düse (23) zum Einführen des Faserbündels (10) von einer Einlaßseite der Druckkammer (21) in den Badbehälter (22),
eine auslaßseitige Düse (24) zum Ausleiten des mit dem geschmolzenen Metall (11) infiltrierten und beschichteten faserverstärkten Metallverbundstoffleiters (12), aus der Druckkammer (21) zur Außenseite der Druckkammer (21), und eine Zwischendüse (25), die zwischen der einlaßseitigen Düse (23) und der auslaßseitigen Düse (24) vorgesehen ist und dazu dient, den faserverstärkten Metallver bundstoffleiter (12) aus dem Badbehälter (22) in die Druckkammer (21) zu führen,
wobei das der Zwischendüse (25) zugewandte Ende der einlaßseitigen Düse (23) in Richtung zur Zwischendüse (25) außen konisch verjüngt ist und das gegenüberliegende Ende der Einführbohrung der Zwischendüse (25) in Richtung der einlaßseitigen Düse (23) entsprechend erweitert ist.
2. Druckinfiltrationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein
Freiraum (A) zwischen der einlaßseitigen Düse (23) und der
Zwischendüse (25) auf einen vorbestimmten Wert festgelegt
ist.
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