DE102007004531A1 - Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix und Verfahren zu seiner Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102007004531A1
DE102007004531A1 DE200710004531 DE102007004531A DE102007004531A1 DE 102007004531 A1 DE102007004531 A1 DE 102007004531A1 DE 200710004531 DE200710004531 DE 200710004531 DE 102007004531 A DE102007004531 A DE 102007004531A DE 102007004531 A1 DE102007004531 A1 DE 102007004531A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metallic
layer
fibers
fiber composite
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200710004531
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Englhart
Hans Dr. Krug
Dietrich P. Jonke
Helmut Piringer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus SAS
Original Assignee
EADS Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EADS Deutschland GmbH filed Critical EADS Deutschland GmbH
Priority to DE200710004531 priority Critical patent/DE102007004531A1/de
Priority to CN2008800030014A priority patent/CN101636516B/zh
Priority to US12/524,408 priority patent/US20100092751A1/en
Priority to BRPI0807808 priority patent/BRPI0807808A2/pt
Priority to CA2676731A priority patent/CA2676731C/en
Priority to PCT/DE2008/000055 priority patent/WO2008089722A2/de
Priority to RU2009131843/02A priority patent/RU2465364C2/ru
Priority to EP08706752.6A priority patent/EP2113036B1/de
Priority to JP2009546643A priority patent/JP5535649B2/ja
Publication of DE102007004531A1 publication Critical patent/DE102007004531A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C47/00Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/02Pretreatment of the fibres or filaments
    • C22C47/04Pretreatment of the fibres or filaments by coating, e.g. with a protective or activated covering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C47/00Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/02Pretreatment of the fibres or filaments
    • C22C47/06Pretreatment of the fibres or filaments by forming the fibres or filaments into a preformed structure, e.g. using a temporary binder to form a mat-like element
    • C22C47/062Pretreatment of the fibres or filaments by forming the fibres or filaments into a preformed structure, e.g. using a temporary binder to form a mat-like element from wires or filaments only
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/249927Fiber embedded in a metal matrix

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Ein aus einzelnen Fasern (1) bestehendes Fasermaterial ist in eine metallische Matrix eingebettet, welche durch eine die Faser (1) umgebende Metallisierungsschicht (2) und eine ihrerseits auf diese aufgebrachte metallische Endschicht (4) gebildet ist. Zusätzlich kann zwischen der Metallisierungsschicht (2) und der metallischen Endschicht (4) eine metallische Haftschicht (3) vorgesehen sein. Die metallische Endschicht (4) kann durch einen oder mehrere Aufträge gebildet und mit beliebigen mechanischen Bearbeitungsmethoden bearbeitet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen.
  • Es sind Faserverbundwerkstoffe aus Kunststoff bekannt, bei denen beispielsweise Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern in ein Kunstharz wie Epoxid-, Polyester- oder Vinylesterharz oder ein ähnliches Kunstharz eingebettet sind. Dabei bildet das Kunstharz eine Matrix, welche die typischerweise in Form eines Geleges, Gewebes oder Geflechts angeordneten Fasern umhüllt und miteinander verbindet. Problematisch bei derartigen herkömmlichen Kunststoff-Faserverbundwerkstoffen ist der Umstand, dass sie im Schadensfall, etwa bei Fahrzeugen, wie Land-, Wasser- oder insbesondere Luftfahrzeugen brennbar und splitterbruchempfindlich mit scharfkantigen, spitzen Bruchstücken sind.
  • Zudem sind Verbundwerkstoffe mit metallischer Matrix bekannt (auch Metallmatrix-Verbundwerkstoffe genannt), die jedoch in der Regel technisch aufwendig herzustellen sind, da Ur- oder Formkörper verwendet werden, was zudem den Nachteil mit sich bringt, dass die geometrische Gestaltungsfreiheit des herzustellenden Halbzeuges oder Bauteils recht eingeschränkt ist. Des Weiteren sind die bisher verwendeten Metallmatrix-Verbundwerkstoffe meist schwer, was insbesondere in der Luft- und Raumfahrttechnik von Nachteil ist. Zudem weisen sie den Nachteil auf, dass keine kraftschlüssige Verbindung zwischen Fasern und Metall erzeugt wird.
  • Mit PVD/CVD-Verfahren können beispielsweise Fasern allumfassend beschichtet werden, allerdings nur unter verhältnismäßig großem apparativem Aufwand bei gleichzeitig langen Beschichtungszeiten. Für eine Schichtdicke von beispielsweise 0,1 mm ist bei einem PVD/CVD-Verfahren je nach Werkstoff ein Zeitraum von mehreren Stunden bis zu einigen Tagen erforderlich. Somit kann beim PVD/CVD-Verfahren zwar eine Vielzahl von verschiedenen Werkstoffen abgeschieden werden, allerdings nur mit überdurchschnittlich langen Prozesszeiten. Zudem ist die zu beschichtende Bauteilgröße durch die Dimensionierung des erforderlichen Vakuumkessels beschränkt.
  • Aus der US 5 846 288 ist ein Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitenden Materials, welches beispielsweise zur Herstellung von gepressten oder gesinterten leitenden Streifen oder Stäben verwendet werden kann, bekannt, bei dem in einer Lösung von Silbersalzen aus Zinnoxid hergestellte granulare Partikel beschichtet werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Metallmatrix-Faserverbundwerkstoff zu schaffen, der eine hohe Festigkeit aufweist, nicht brennbar und bruchunempfindlich ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen anzugeben, das einfach und schnell durchzuführen ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Faserverbundwerkstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Durch die Erfindung wird ein Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix geschaffen. Erfindungsgemäß ist dieser gekennzeichnet durch ein aus einzelnen Fasern bestehendes Fasermaterial und eine darauf aufgebrachte, die metallische Matrix bildende metallische Beschichtung, wobei die metallische Beschichtung eine die Fasern umgebende Metallisierungsschicht und eine ihrerseits auf der Metallisierungsschicht aufgetragene metallische Endschicht umfasst.
  • Die metallische Beschichtung kann eine zwischen der Metallisierungsschicht und der metallischen Endschicht befindliche zusätzliche metallische Haftschicht umfassen, welche insbesondere bei thermisch gespritzten Endschichten zur Verbesserung der Haftung vorteilhaft ist.
  • Die Metallisierungsschicht kann eine Dicke von 0,5 μm bis 0,5 mm aufweisen.
  • Die metallische Endschicht kann eine Dicke von 2 μm bis 20 mm oder bevorzugt von 20 μm bis 2 mm aufweisen.
  • Die zusätzliche metallische Haftschicht kann eine Dicke von 2 μm bis 1 mm bzw. 20 μm bis 200 μm aufweisen.
  • Die Fasern können Glas-, Kohlenstoff- und/oder Aramidfasern sein. Besonders bevorzugt werden Fasern aus elektrisch nicht leitendem Material verwendet.
  • Die Metallisierungsschicht und/oder die zusätzliche metallische Haftschicht kann Kupfer und/oder Nickel enthalten.
  • Die metallische Endschicht besteht typischerweise aus einem Leichtmetall (z. B. Aluminium), was aus Gewichtsgründen besonders vorteilhaft ist. Es können aber auch Kupfer-Basiswerkstoffe oder Schwermetalle eingesetzt werden.
  • Das Fasermaterial kann durch ein Gelege (z. B. Faser-Vlies), Gewebe oder Geflecht der Fasern gebildet sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Fasern des Geleges, Gewebes oder Geflechts als solche mit der Metallisierungsschicht oder mit der Metallisierungsschicht und der zusätzlichen metallischen Haftschicht beschichtet, und das Gelege, Gewebe oder Geflecht insgesamt ist mit der Endschicht beschichtet. Ebenso ist es jedoch möglich von einem bereits vorgefertigten Faser-Gelege, -gewebe oder -geflecht auszugehen, das in seiner Gesamtheit zunächst mit einer Metallisierungsschicht und ggf. einer Haftschicht versehen wird, bevor abschließend die Endschicht aufgetragen wird.
  • Der erfindungsgemäße Metallmatrix-Faserverbundwerkstoff kann im Flugzeugbau (z. B. Flügel, Ruder etc.), im Automobil-Rennsport (z. B. Spoiler, Verkleidung, Bodengruppe etc.), bei Flugkörpern, Sportgeräten und vielem mehr eingesetzt werden.
  • Weiter wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs mit metallischer Matrix geschaffen. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass auf ein aus einzelnen Fasern bestehendes Fasermaterial eine die metallische Matrix bildende metallische Beschichtung aufgebracht wird, wobei die metallische Beschichtung durch eine die Fasern umgebende Metallisierungsschicht und eine ihrerseits auf die Metallisierungsschicht aufgebrachte metallische Endschicht gebildet wird.
  • Zusätzlich kann die metallische Beschichtung eine metallische Haftschicht enthalten, die zwischen der Metallisierungsschicht und der metallischen Endschicht aufgebracht wird, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die Endschicht durch thermisches Spritzen aufgetragen wird.
  • Die Metallisierungsschicht kann chemisch/reaktiv oder durch thermisches Spritzen aufgebracht werden.
  • Die metallische Endschicht kann galvanisch oder durch thermisches Spritzen aufgebracht werden. Ein Aufbringen durch thermisches Spritzen ist besonders einfach, schnell und kostengünstig, und ermöglicht eine hohe Flexibilität hinsichtlich der gewünschten Geometrie.
  • Die zusätzliche metallische Haftschicht kann auch galvanisch oder durch thermisches Spritzen aufgebracht werden.
  • Die das Fasermaterial bildenden Fasern sind z. B. Glas-, Kohlenstoff- und/oder Aramidfasern. Besondere Vorteile bieten sich jedoch, wenn Fasern aus elektrisch nicht leitendem Material verwendet werden, die durch die oben beschriebene Metallisierungsschicht leitfähig gemacht werden.
  • Die Metallisierungsschicht und/oder die zusätzliche metallische Haftschicht kann durch Kupfer und/oder Nickel gebildet werden.
  • Die metallische Endschicht besteht typischerweise aus einem Leichtmetall (z. B. Aluminium), sie kann aber auch aus einer Kupfer-Basislegierung oder einem Schwermetall gebildet werden.
  • Das Fasermaterial kann durch ein Gelege, Gewebe oder Geflecht der Fasern gebildet sein.
  • Die Fasern des Geleges, Gewebes oder Geflechts können als solche mit der Metallisierungsschicht oder mit der Metallisierungsschicht und der zusätzlichen metallischen Haftschicht beschichtet werden, und das Gelege, Gewebe oder Geflecht insgesamt mit der Endschicht beschichtet werden. Ebenso ist es möglich, dass das Fasergelege, -gewebe oder -geflecht in seiner Gesamtheit mit der Metallisierungsschicht und ggf. der Haftschicht derart beschichtet wird, dass die Fasern allumfassend beschichtet sind, und dass anschließend die Endschicht, vorzugsweise durch thermisches Spritzen, aufgetragen wird.
  • Die Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf, dass ein Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix geschaffen wird, bei dem die Fasern mit der metallischen Matrix, insbesondere der Metallisierungsschicht, kraftschlüssig verbunden sind. Dies ist bei bisherigen Verfahren und Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen nicht der Fall.
  • im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
  • Die (einzige) Figur zeigt in einer schematisierten vergrößerten Querschnittsansicht einen Schnitt durch einen Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Der in der Figur dargestellte Faserverbundwerkstoff, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, umfasst eine metallische Matrix, welche ein Fasermaterial bindet und umgibt. Das Fasermaterial besteht aus den in der Figur sehr schematisch dargestellten Fasern 1, welche beispielsweise durch elektrisch nicht leitende Glasfasern gebildet sein können, oder z. B. auch durch Kohlenstoff- oder Aramidfasern. Auf den Fasern 1 befindet sich eine metallische leitende Schicht, die nachfolgend auch als Metallisierungsschicht 2 bezeichnet wird, auf welcher wiederum eine metallische Haftschicht 3 aufgebracht sein kann. Die Metallisierungsschicht 2 und die metallische Haftschicht 3 sind jeweils auf den einzelnen Fasern 1 aufgebracht, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zu einem Gittergewebe verarbeitet sind. Die metallische Endschicht 4 dagegen ist auf das Fasergewebe insgesamt aufgebracht. Anstelle eine metallische Haftschicht 3 vorzusehen, kann die metallische Endschicht 4 auch direkt auf die Metallisierungsschicht 2 aufgebracht sein; in diesem Falle befindet sich auf den Einzelfasern 1 lediglich die Metallisierungsschicht 2, die anschließend z. B. zu einem Fasergewebe verarbeitet werden, auf das dann insgesamt die metallische Endschicht 4 aufgebracht wird. Ebenso kann von einem fertigen Fasermaterial (z. B. in Form eines Fasergeflecht-Halbzeuges oder eines Gittergewebes) ausgegangen werden, das in seiner Gesamtheit zunächst mit der Metallisierungsschicht 2 derart versehen wird, dass die einzelnen Fasern 1 des Fasermaterials jeweils allumfassend von der Metallisierungsschicht 2 umgeben bzw. umschlossen sind. Anschließend kann optional eine Haftschicht 3 auf die Metallisierungsschicht 2 aufgetragen werden, um anschließend die Endschicht 4 z. B. durch thermisches Spritzen aufzutragen.
  • Die Fasern 1 müssen zunächst vorbehandelt werden, um sie haftfest beschichten zu können, insbesondere wenn sie aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen (z. B. Glasfasern). Das Aufbringen der metallischen Endschicht 4 kann gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel galvanisch oder durch thermisches Spritzen erfolgen. Für eine galvanische Aufbringung der Endschicht 4 muss die Oberfläche der Fasern 1 jedoch leitend sein bzw. gemacht werden. Die Fasern 1 werden daher in einem ersten Schritt mit der besagten metallischen Leitschicht oder Metallisierungsschicht 2 versehen. Die Metallisierungsschicht 2 kann beispielsweise reduktiv/chemisch oder durch thermisches Spritzen aufgetragen werden.
  • Alternativ kann die metallische Endschicht 4 beispielsweise durch thermisches Spritzen aufgebracht werden. Auch in diesem Falle ist eine vorherige Aufbringung einer Metallisierungs- und/oder Haftschicht nützlich, welche eine intensive Bindung der metallischen Endschicht 4 an die Fasern 1 gewährleistet. Die zusätzliche metallische Haftschicht 3 kann beispielsweise galvanisch oder mittels thermischem Spritzen aufgebracht werden. Die Metallisierungsschicht 2 bzw. die Metallisierungsschicht 2 und die metallische Haftschicht 3 bilden somit die Basis für die thermisch gespritzte metallische Endschicht 4.
  • Gemäß einer Modifikation kann die Metallisierungsschicht 2 auch auf die einzelnen Fasern 1 aufgebracht werden, während die zusätzliche metallische Haftschicht 3 auf das durch die Fasern 1 gebildete Fasermaterial aufgebracht wird, worauf dann wiederum die metallische Endschicht 4 aufgebracht wird.
  • Ebenso kann, wie bereits voranstehend beschrieben, gleich von einem vorgefertigten (z. B. handelsüblichen) Fasermaterial ausgegangen werden, das in einem ersten Schritt mit der Metallisierungsschicht 2 versehen wird. Hierbei ist darauf zu achten, dass die einzelnen Fasern 1 jeweils von der Metallisierungsschicht 2 umschlossen werden.
  • Die Metallisierungsschicht 2 kann typischerweise eine Dicke von 0,5 μm bis 0,5 mm haben, ohne dass die Dicke jedoch auf diesen Bereich beschränkt ist. Die zusätzliche metallische Haftschicht 3 kann eine Dicke von 2 μm bis zu 1 mm, insbesondere von 20 μm bis 200 μm haben, ohne jedoch auf diesen Bereich beschränkt zu sein. Die metallische Endschicht 4 schließlich kann eine sehr unterschiedliche Dicke haben, je nach Anwendungsbereich zwischen 2 μm und 20 mm, bevorzugt zwischen 20 μm und 2 mm.
  • Die metallische Leitschicht oder Metallisierungsschicht 2 kann beliebige für den Zweck geeignete Metalle enthalten oder durch diese gebildet sein (z. B. Kupfer und/oder Nickel). Die metallische Endschicht 4 kann ebenfalls beliebige geeignete Metalle enthalten oder durch diese gebildet sein. Typischerweise besteht die Endschicht 4 aus Leichtmetallen (z. B. Aluminium), Kupfer-Basiswerkstoffen oder Schwermetallen.
  • Die zusätzliche galvanisch oder durch thermisches Spritzen aufgetragene Haftschicht 3 kann ebenfalls Kupfer und/oder Nickel und/oder auch Aluminium oder ein anderes geeignetes Metall enthalten oder durch dieses gebildet sein.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass eine kraftschlüssige Verbindung von den Einzelfasern mit dem Metall, insbesondere der Metallisierungsschichten, erzeugt wird. Durch die Schrumpfung flüssig aufgebrachter Metalle bilden sich viele Mikrospalte zwischen der Faser und dem Metall.
  • Beispiel:
  • Ein Ausführungsbeispiel eines metallischen Faserverbundwerkstoffs kann folgendermaßen hergestellt werden:
    • – Entfetten eines aus Glasfasern 1 gebildeten Gittergewebes in einer alkalischen, wässrigen Abkochentfettung, danach gründliches Spülen in VE-Wasser;
    • – chemische (außenstromlose) Metallisierung (z. B. chemisch Kupfer oder chemisch Nickel) des entfetteten Glasfaser-Gittergewebes zur Erzeugung einer dünnen, elektrisch leitfähigen Umhüllung der bisher elektrisch nichtleitenden Fasern 1, sowie gründliches Spülen;
    • – galvanisches Verstärken der mit der Leitschicht bzw. Metallisierungsschicht 2 dünn beschichteten Fasern 1 auf eine Schichtdicke von z. B. 150 μm (z. B. Nickelbad, Stromdichte 2-3A/dm2), um eine zusätzliche metallische Haftschicht 3 auszubilden, sowie wiederum gründliches Spülen und Auftrocknen des Glasfaser-Gittergewebes;
    • – beidseitiges, leichtes Strahlen der galvanisierten (vernickelten) Oberfläche mit Korund (Korngröße z. B. 0 bis 100 μm) in einer Injektorstrahlanlage, um dadurch die Oberfläche aufzurauen;
    • – beidseitiges Beschichten der aufgerauten Oberfläche mittels Lichtbogendrahtspritzens mit einem Leichtmetall (z. B. Aluminium). Das Lichtbogendrahtspritzen kann solange durchgeführt werden bis die Lücken des ursprünglichen Glasfasergitters geschlossen sind und eine kompakte, durchgehende Schicht (Verbund) entstanden ist. Dieser Verbund zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem Eigengewicht aus. Ferner sind mechanische Bearbeitungsmethoden wie Bohren, Fräsen, Schleifen, Polieren oder ähnliches dieses Verbundes möglich.
  • Der beschriebene Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix bildet einen in hohem Maße festen, nicht entflammbaren, bruchunempfindlichen Werkstoff ohne Splitterbruchverhalten mit einem optimalen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Bei den Matrixwerkstoffen ist man nicht auf Leichtmetalle wie z. B. Aluminium beschränkt, es können beliebige andere geeignete Metalle verwendet werden, welche in einer geeigneten Form als Schicht auf das vorbereitete Fasermaterial aufgebracht werden können. Die eigentliche Matrix wird im Wesentlichen erst durch diese Beschichtung gebildet, und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Fasern und metallischer Matrix wird erzeugt.
  • Durch Nutzung einer Kombination eines galvanischen Verfahrens (gerichteter Faraday'scher Prozess) zur Erzeugung einer Metallisierungs-, Leit- oder Haftschicht mit einem Prozess hoher Auftragsgeschwindigkeit, insbesondere thermischem Spritzen, ist eine wirksame Umhüllung des Fasermaterials mit hoher Auftragsgeschwindigkeit möglich. Dabei ist man nicht auf die gängigen Metalle der elektrochemischen Spannungsreihe beschränkt, wie es z. B. bei dem galvanischen Verfahren der Fall ist. Was die Größe der herstellbaren Faserverbunde, also letztlich der herstellbaren Bauteile betrifft, sind nahezu keine Grenzen gesetzt, da thermisches Spritzen bei Bauteilen von nahezu beliebiger Größe durchgeführt werden kann. Ein besonderer Vorteil gegenüber beispielsweise PVD/CVD-Verfahren besteht zum einen darin, dass die Auftragsgeschwindigkeit wesentlich größer ist, dass die Fasern von allen Seiten beschichtet werden können, und dass hinsichtlich der Größe der Bauteile nicht die Grenzen wie bei den besagten Vakuumverfahren bestehen, bei denen die Dimension durch die Größe des umgebenden Vakuumkessels beschränkt sind.
  • 1
    Fasern
    2
    Metallisierungsschicht, metallische Leitschicht
    3
    metallische Haftschicht
    4
    metallische Endschicht
    10
    Faserverbundwerkstoff
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 5846288 [0005]

Claims (25)

  1. Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix, gekennzeichnet durch ein einzelne Fasern (1) enthaltendes Fasermaterial und eine darauf aufgebrachte, die metallische Matrix bildende metallische Beschichtung, wobei die metallische Beschichtung eine die Fasern (1) umgebende Metallisierungsschicht (2) und eine auf der Metallisierungsschicht (2) befindliche metallische Endschicht (4) umfasst.
  2. Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fasern (1) und der metallischen Matrix eine kraftschlüssige Verbindung besteht.
  3. Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Beschichtung eine zwischen der Metallisierungsschicht (2) und der metallischen Endschicht (4) befindliche zusätzliche metallische Haftschicht (3) umfasst.
  4. Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungsschicht (2) eine Dicke von 0,5 μm bis 0,5 mm aufweist.
  5. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Endschicht (4) eine Dicke von 2 μm bis 20 mm aufweist.
  6. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Endschicht (4) eine Dicke von 20 μm bis 2 mm aufweist.
  7. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche metallische Haftschicht (3) eine Dicke von 2 μm bis 1 mm aufweist.
  8. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche metallische Haftschicht (3) eine Dicke von 20 μm bis 200 μm aufweist.
  9. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (1) Glas-, Kohlenstoff- und/oder Aramidfasern sind.
  10. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (1) aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen.
  11. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungsschicht (2) und/oder die zusätzliche metallische Haftschicht (3) Kupfer und/oder Nickel enthält.
  12. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Endschicht (4) aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, besteht.
  13. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial durch ein Gelege, Gewebe, Vlies oder Geflecht der Fasern (1) gebildet ist.
  14. Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (1) des Geleges, Gewebes oder Geflechts als solche mit der Metallisierungsschicht (2) oder mit der Metallisierungsschicht (2) und der zusätzlichen metallischen Haftschicht (3) beschichtet sind, und dass das Gelege, Gewebe oder Geflecht insgesamt mit der Endschicht (4) beschichtet ist.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs mit metallischer Matrix, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein einzelne Fasern (1) enthaltendes Fasermaterial eine die metallische Matrix bildende metallische Beschichtung aufgebracht wird, wobei die metallische Beschichtung durch eine die Fasern (1) umgebende Metallisierungsschicht (2) und eine auf die Metallisierungsschicht (2) aufgebrachte metallische Endschicht (4) gebildet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zwischen der Metallisierungsschicht (2) und der metallischen Endschicht (4) eine metallische Haftschicht (3) aufgebracht wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungsschicht (2) chemisch oder durch thermisches Spritzen hergestellt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Endschicht (4) galvanisch oder durch thermisches Spritzen hergestellt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche metallische Haftschicht (3) galvanisch oder durch thermisches Spritzen hergestellt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasern (1) Glas-, Kohlenstoff und/oder Aramidfasern verwendet werden.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (1) aus elektrisch nichtleitendem Material verwendet werden.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungsschicht (2) und/oder die zusätzliche metallische Haftschicht (3) aus Kupfer und/oder Nickel hergestellt wird.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Endschicht (4) aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, hergestellt wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial durch ein Gelege, Gewebe oder Geflecht der Fasern (1) gebildet wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (1) des Geleges, Gewebes oder Geflechts als solche mit der Metallisierungsschicht (2) oder mit der Metallisierungsschicht (2) und der zusätzlichen metallischen Haftschicht (3) beschichtet werden und dass das Gelege, Gewebe oder Geflecht insgesamt mit der Endschicht (4) beschichtet wird.
DE200710004531 2007-01-24 2007-01-24 Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix und Verfahren zu seiner Herstellung Ceased DE102007004531A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710004531 DE102007004531A1 (de) 2007-01-24 2007-01-24 Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix und Verfahren zu seiner Herstellung
CN2008800030014A CN101636516B (zh) 2007-01-24 2008-01-12 制备带有金属基体的纤维复合材料的方法
US12/524,408 US20100092751A1 (en) 2007-01-24 2008-01-12 Fiber composite comprising a metallic matrix, and method for the production thereof
BRPI0807808 BRPI0807808A2 (pt) 2007-01-24 2008-01-12 " material composto de fibras com matriz metálica e processo para produção do mesmo ".
CA2676731A CA2676731C (en) 2007-01-24 2008-01-12 Fibre composite material with metal matrix and method for the production thereof
PCT/DE2008/000055 WO2008089722A2 (de) 2007-01-24 2008-01-12 Faserverbundwerkstoff mit metallischer matrix und verfahren zu seiner herstellung
RU2009131843/02A RU2465364C2 (ru) 2007-01-24 2008-01-12 Волокнистый композиционный материал с металлической матрицей и способ его изготовления
EP08706752.6A EP2113036B1 (de) 2007-01-24 2008-01-12 Verfahren zur herstellung von einem faserverbundwerkstoff mit metallischer matrix
JP2009546643A JP5535649B2 (ja) 2007-01-24 2008-01-12 金属質母材を備えた繊維複合材料の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710004531 DE102007004531A1 (de) 2007-01-24 2007-01-24 Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix und Verfahren zu seiner Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007004531A1 true DE102007004531A1 (de) 2008-07-31

Family

ID=39563927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710004531 Ceased DE102007004531A1 (de) 2007-01-24 2007-01-24 Faserverbundwerkstoff mit metallischer Matrix und Verfahren zu seiner Herstellung

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20100092751A1 (de)
EP (1) EP2113036B1 (de)
JP (1) JP5535649B2 (de)
CN (1) CN101636516B (de)
BR (1) BRPI0807808A2 (de)
CA (1) CA2676731C (de)
DE (1) DE102007004531A1 (de)
RU (1) RU2465364C2 (de)
WO (1) WO2008089722A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012011264A1 (de) * 2012-06-07 2013-12-12 Technische Universität Dresden Metallgussverbundbauteil
DE102013016854A1 (de) * 2013-10-10 2015-04-16 Airbus Defence and Space GmbH Faserverbund-Halbzeug und Verfahren zum Herstellen von Faserverbundhalbzeugen
DE102017120270B4 (de) 2017-09-04 2024-03-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Revisionsklappe

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2975317B1 (fr) * 2011-05-18 2013-05-31 Snecma Procede de fabrication par soudage diffusion d'une piece monobloc pour une turbomachine
RU2568407C1 (ru) * 2014-07-01 2015-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Волокнистый композиционный материал с матрицей на основе ниобия
US10883177B2 (en) 2016-03-25 2021-01-05 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Plated fiber-reinforced member and plating method for fiber-reinforced member
US11306384B2 (en) 2017-07-10 2022-04-19 ResOps, LLC Strengthening mechanism for thermally sprayed deposits
RU2726422C1 (ru) * 2019-06-17 2020-07-14 Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКАД" Труба гибридная

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06128667A (ja) * 1992-10-20 1994-05-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 繊維強化超耐熱合金の拡散防止膜
US5846288A (en) 1995-11-27 1998-12-08 Chemet Corporation Electrically conductive material and method for making
JPH10330865A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Hitachi Ltd 複合体の製造方法及び複合体
DE69814801T2 (de) * 1997-12-01 2004-04-01 Inco Ltd., Toronto Verfahren zur Herstellung von Metallmatrix -Faserverbundkörper

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1215002A (en) * 1967-02-02 1970-12-09 Courtaulds Ltd Coating carbon with metal
US3535093A (en) * 1968-05-09 1970-10-20 Union Carbide Corp Aluminum composite containing carbon fibers coated with silver
US3575783A (en) * 1968-11-13 1971-04-20 United Aircraft Corp Unidirectional fiber reinforced metal matrix tape
US3763001A (en) * 1969-05-29 1973-10-02 J Withers Method of making reinforced composite structures
US3807996A (en) * 1972-07-10 1974-04-30 Union Carbide Corp Carbon fiber reinforced nickel matrix composite having an intermediate layer of metal carbide
JPS5125519B2 (de) * 1973-11-30 1976-07-31
SU531645A1 (ru) * 1975-03-07 1976-10-15 Физико-технический институт АН Белорусской ССР Способ изготовлени волокнистого композиционного материала
JPS6041136B2 (ja) * 1976-09-01 1985-09-14 財団法人特殊無機材料研究所 シリコンカ−バイド繊維強化軽金属複合材料の製造方法
JPS589822B2 (ja) * 1976-11-26 1983-02-23 東邦ベスロン株式会社 炭素繊維強化金属複合材料プリプレグ
US4341823A (en) * 1981-01-14 1982-07-27 Material Concepts, Inc. Method of fabricating a fiber reinforced metal composite
US4680093A (en) * 1982-03-16 1987-07-14 American Cyanamid Company Metal bonded composites and process
US4909910A (en) * 1982-03-16 1990-03-20 American Cyanamid Yarns and tows comprising high strength metal coated fibers, process for their production, and articles made therefrom
JPS62120446A (ja) * 1985-11-21 1987-06-01 Nippon Carbon Co Ltd 繊維強化金属複合材料の製造法
US4786566A (en) * 1987-02-04 1988-11-22 General Electric Company Silicon-carbide reinforced composites of titanium aluminide
JPS63249775A (ja) * 1987-04-03 1988-10-17 株式会社アスク 耐火クロス
JPS63249645A (ja) * 1987-04-07 1988-10-17 新日本製鐵株式会社 炭素繊維−アルミニウム複合材料の製造方法
GB8713449D0 (en) * 1987-06-09 1987-07-15 Alcan Int Ltd Aluminium alloy composites
GB2219006A (en) * 1988-05-26 1989-11-29 Rolls Royce Plc Coated fibre for use in a metal matrix
US4853294A (en) * 1988-06-28 1989-08-01 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Carbon fiber reinforced metal matrix composites
US5326525A (en) * 1988-07-11 1994-07-05 Rockwell International Corporation Consolidation of fiber materials with particulate metal aluminide alloys
US5211776A (en) * 1989-07-17 1993-05-18 General Dynamics Corp., Air Defense Systems Division Fabrication of metal and ceramic matrix composites
US5229165A (en) * 1989-11-09 1993-07-20 Allied-Signal Inc. Plasma sprayed continuously reinforced aluminum base composites
US5045407A (en) * 1989-12-22 1991-09-03 General Electric Company Silicon carbide fiber-reinforced titanium base composites having improved interface properties
US5132278A (en) * 1990-05-11 1992-07-21 Advanced Technology Materials, Inc. Superconducting composite article, and method of making the same
US5228493A (en) * 1990-07-02 1993-07-20 General Electric Company Abrasion method of forming filament reinforced composites
US5426000A (en) * 1992-08-05 1995-06-20 Alliedsignal Inc. Coated reinforcing fibers, composites and methods
JPH07126776A (ja) * 1993-11-08 1995-05-16 Sumitomo Metal Ind Ltd 繊維強化金属複合材料
JPH07278697A (ja) * 1994-04-12 1995-10-24 Shizuo Mukai 繊維強化金属基複合材料の製造方法
AU2003248844A1 (en) * 2002-08-20 2004-03-11 3M Innovative Properties Company Metal matrix composites, and methods for making the same
DE102005050045B3 (de) * 2005-10-19 2007-01-04 Praxair Surface Technologies Gmbh Verfahren zur Beschichtung eines Bauteils

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06128667A (ja) * 1992-10-20 1994-05-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 繊維強化超耐熱合金の拡散防止膜
US5846288A (en) 1995-11-27 1998-12-08 Chemet Corporation Electrically conductive material and method for making
JPH10330865A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Hitachi Ltd 複合体の製造方法及び複合体
DE69814801T2 (de) * 1997-12-01 2004-04-01 Inco Ltd., Toronto Verfahren zur Herstellung von Metallmatrix -Faserverbundkörper

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 06-128 667 A
Patent Abstracts of Japan [CD-ROM] & JP 06128667 A *
Patent Abstracts of Japan [CD-ROM] & JP 10330865 A *
Patent Abstracts of Japan [CD-ROM]: JP 10-330 865 A

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012011264A1 (de) * 2012-06-07 2013-12-12 Technische Universität Dresden Metallgussverbundbauteil
DE102013016854A1 (de) * 2013-10-10 2015-04-16 Airbus Defence and Space GmbH Faserverbund-Halbzeug und Verfahren zum Herstellen von Faserverbundhalbzeugen
DE102017120270B4 (de) 2017-09-04 2024-03-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Revisionsklappe

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009131843A (ru) 2011-02-27
US20100092751A1 (en) 2010-04-15
CA2676731A1 (en) 2008-07-31
CN101636516B (zh) 2011-12-14
RU2465364C2 (ru) 2012-10-27
EP2113036B1 (de) 2014-10-08
BRPI0807808A2 (pt) 2014-06-17
CN101636516A (zh) 2010-01-27
WO2008089722A3 (de) 2008-12-04
JP2010516504A (ja) 2010-05-20
CA2676731C (en) 2013-08-13
WO2008089722A2 (de) 2008-07-31
EP2113036A2 (de) 2009-11-04
JP5535649B2 (ja) 2014-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2113036B1 (de) Verfahren zur herstellung von einem faserverbundwerkstoff mit metallischer matrix
DE102008001468B4 (de) Verfahren zum Beschichten eines Faserverbundbauteils für ein Luft- oder Raumfahrzeug und durch ein derartiges Verfahren hergestelltes Faserverbundbauteil
DE102011112518B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur mit Blitzschutz sowie Fahrzeugbauteilherstellverfahren
DE19627860C1 (de) Schaufel für Strömungsmaschine mit metallischer Deckschicht
DE19909675A1 (de) Schichtstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102010022593A1 (de) Verfahren zum Kaltgasspritzen einer Schicht mit einer metallischen Gefügephase und einer Gefügephase aus Kunststoff, Bauteil mit einer solchen Schicht sowie Verwendungen dieses Bauteils
DE102013107849B4 (de) Faserverbundstruktur und Verfahren zur Herstellung
DE2059179C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Formkörpers sowie Anwendung des Verfahrens zur Herstellung spezieller Formkörper
EP2994572B1 (de) Walze
EP0836931B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Schichtkörpers
DE102009037893A1 (de) Herstellung von Hohlkörpern oder Schichten mit Hohlräumen
DE102012001859A1 (de) Verbindungsanordnung und Verfahren zum Verbinden wenigstens eines ersten Bauteils aus einem kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoff mit wenigstens einem zweiten Bauteil
DE102014004118A1 (de) Neuartiges blitzschutzmaterial für faerverbundbauteile
DE102012011264A1 (de) Metallgussverbundbauteil
DE102014011139A1 (de) Motorkomponente
WO2018011362A1 (de) Zylinderbohrungen beschichten ohne vorgängige aktivierung der oberfläche
EP2952338B1 (de) Verfahren zum herstellen eines bauteils aus faserverstärktem verbundmaterial, vorform und herstellvorrichtung
EP3819106A1 (de) Verfahren zur herstellung eines verbundbauteils, das mit einem faserver-stärktem kunststoffbauteil, an dem mindestens eine oberfläche mit einer beschichtung ausgebildet ist, gebildet ist
DE102010023496B4 (de) Rumpfsegment eines Flugzeugs
DE102013110921A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils sowie Strukturbauteil aus Verbundwerkstoff mit metallischer Deckschicht
DE102008052604B4 (de) Faserverstärkter Verbundwerkstoff sowie Verfahren zur Herstellung desselben
DE102015002852A1 (de) Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs
DE102012222739A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbunds und Bauteilverbund
DE102004035773A1 (de) Langfaserverstärkter Metallverbundkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und geeignete Verwendungen
DE102009008304A1 (de) Beheizbare Rohrleitung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: AIRBUS SAS, FR

Free format text: FORMER OWNER: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE

Effective date: 20141121

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final