DE1816178A1

DE1816178A1 - Composite products containing metal coated fibres

Info

Publication number: DE1816178A1
Application number: DE19681816178
Authority: DE
Inventors: Schierding Royce Gene; Deex Oliver De Sauze
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1968-03-26
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1969-10-16

Abstract

A dispersion containing a metal powder and mutually unconnected, reinforcing, heat-resistant fibres that are coated with a thin metal layer, in solution of a cellulosic resin or a rayon-forming compound, is spun into a coagulation bath so as to form an elongated article. Sections of the article are formed into a layer for pressing; the organic material in the layer is removed by calcination so that a "skeleton" remains; and this "skeleton" is hotpressed to form a product having a composite structure wherein said fibres are in parallel orientation embedded in a metallic base.

Description

Herstellung von beschichtete Fasern enthaltenden Produkten mit gegemischtem Strukturgefüge Die Erfindung bezieht sich auf Körper oder Massen mit gemischtem Strukturgefüge, die als Grundmasse ein Metall und daneben eine diskontinuierliche Phase hitzebeständiger Fasern als Verstärkung enthalten.Manufacture of coated fiber containing products with mixed Structural Structure The invention relates to bodies or masses with mixed Structural structure that has a metal as the basic mass and a discontinuous one next to it Phase of heat-resistant fibers included as reinforcement.

Die Verwendung untereinander zusammenhangsloser, hitzebeständiger Fasern als Verstärkungsmittel in Produkten mit Mischstruktur, die als Grundmasse ein Metall enthalten, ist bereits vorgeschlagen worden, und man ist sich hierbei darüber im klaren, daß es zur Erzielung guter Festigkeitseigenschaften eines solchen Produkts mit gemischtem Strukturgefüge beiträgt, wenn die Fasern in der Metallgrundmasse parallel zueinander ausgerichtet sind. Ein Verfahren zum Ausrichten der Fasern durch Spinnen einer Dispersion des gepulverten Metalls und der Fasern in einer Lösung eines cellulosehaltigen Stoffes, Abbrennen der organischen Substanz aus dem hierdurch erhaltenen Strang und Warmpressen des so erzeugten Gerippes ist in der am 24. Oktober 1968 hinterlegten schwebenden deutschen Patentanmeldung P 1804 989.3 beschrieben. Wenngleich dieses Verfahren geeignet ist, eine Ausrichtung der Fasern in der Metallgrundmasse herbeizuführen, so sind aber die Festigkeitseigenschaften der Produkte mit Mischstrukttir hierbei nicht so gut, wie es aufgrund der Festigkeitswerte der åeweiligen Bestandteile an sich zu erwarten wäre, insbesondere dann, wenn es sich bei den Verstärkungsfasern um sehr kurze Keramikfasern oder Haarkristalle handelt. Anscheinend ist bei dieser Herstellungsweise das enge Zusammenwirken der Grundmasse und des Verstärkungsmittels nicht gewährleistet, wie es zur Erzielung einer hohen Festigkeit von Produkten mit gemischtem Strukturgefüge erforderlich ist. The use of disjointed, heat-resistant Fibers as a reinforcing agent in products with a mixed structure, which are used as the base material Containing a metal has been suggested and is at stake in the clear that it is necessary to achieve good strength properties of such Product with mixed structure contributes when the fibers in the metal matrix are aligned parallel to each other. A method of aligning the fibers through Spinning a dispersion of the powdered metal and fibers in a solution of a cellulosic substance, burning off the organic substance from it obtained extrusion and hot pressing of the skeleton produced in this way is on October 24th Pending German patent application P 1804 989.3 filed in 1968. While this method is appropriate, alignment of the fibers in the metal matrix bring about, so are the strength properties of the Products with mixed structure not as good as it is due to the strength values of the Each component would be expected, especially if it were the reinforcing fibers are very short ceramic fibers or whiskers. Apparently, in this production method, the close interaction of the base material is and the reinforcing agent does not guarantee how to achieve a high Strength of products with mixed structure is required.

Diese und andere Schwierigkeiten, die bei Verwendung untereinander zusmnenhangsloser Keramikfasern in Massen mit Mischstruktur, deren Grundmaterial ein Metall ist, auftreten, werden nun durch die Erfindung ausgeschaltet, in deren Rahmen vorgesehen ist, die Fasern mit einem dünnen Metallfilm zu beschichten, bevor diese zusammen mit dem gepulverten Metall und dem Material auf Cellulosebasis einem Spinn- oder sonstigen Extrusionsvorgang unterworfen werden. Wenn auch keine völlige Klarheit besteht, auf welche Ursachen im einzelnen die bessere Eignung der beschichteten gegenüber den unbeschichteten Fasern zurückzuführen is-t, so ist doch anzunehmen, daß es infolge des Vorhandenseins des Beschichtungsfilms zu einer Bindung der Keramikfasern an das Metall der Gnmdmasse kommt. Die kurzen Keramikfasern oder Haarkristalle werden von dem Metall weder beim Abbrennen der organischen Substanz aus dem Strangpreßling noch auch beim WanBpressen des beim Abbrennen erhaltenen Gerippes aus Fasermaterial und Metall ohne weiteres benetzt. Demgegenüber sind aber die Raarkristalle als solche ohne Schwierigkeiten nach einem beliebigen Deschichtungsverfahren mit dünnen Metalifilmen zu überziehen, so beispielsweise etwa durch Elektroplattieren, Eintauchen in geschmolzenes Metall, Metallisieren durch Aufdampfen, durch nichtgalvanische Schichtaufbringung oder in sonstiger Weise. Der Beschichtungsfilm bindet dann die Haarkristalle an das Metall der Grundmasse, sei es nun, daß diese jetzt leichter von dem Metall benetzt werden können oder sei es, daß hierbei noch ein anderer Mechanismus in Rechnung zu stellen ist, beispielsweise etwa der einer Verschmelzung oder eines Austausches zwischen dem Metall der Beschichtung und dem Metall der Grundmasse, falls die beiden Metalle ungleichartig sind. These and other difficulties encountered when using one another Disconnected ceramic fibers in bulk with mixed structure, their base material is a metal, are now eliminated by the invention, in whose Frame is provided to coat the fibers with a thin metal film before this together with the powdered metal and the cellulose-based material one Spinning or other extrusion process are subjected. Even if not a complete one It is clear what causes the better suitability of the coated compared to the uncoated fibers, it can be assumed that that there is bonding of the ceramic fibers due to the presence of the coating film comes to the metal of the mass. The short ceramic fibers or whiskers are made of the metal neither when the organic substance is burned off from the extrusion even when the skeleton of fiber material obtained during burning is pressed against the wall and metal easily wetted. In contrast, however, are the Raarkristalle as such easily by any coating method with thin metal films to be coated, for example by electroplating, immersion in molten material Metal, metallization by vapor deposition, by non-galvanic layer application or in any other way. The coating film then binds the whiskers the metal of the matrix, be it that it is now more easily wetted by the metal can be or be it that here still another mechanism is taken into account is to be provided, for example that of a merger or an exchange between the metal of the coating and the metal of the matrix, if the two Metals are dissimilar.

So kann es zur Bildung von Legierungen oder von Molekularverbindungen oder Komplexen kommen, die offenbar der Bindung der hitzebeständigen Faser an die übrigen Bestandteile des Produkts mit Mischstruktur durch Ausbildung einer Grenzfläche mit erhöhter Festigkeit förderlich sind.So it can lead to the formation of alloys or molecular compounds or complexes that appear to bind the heat-resistant fiber to the other components of the product with a mixed structure by forming a Interface with increased strength are beneficial.

Gemäß der Erfindung können ein gemischtes Struktur gefüge aufweisende, widerstandsfähige Produkte, in denen untereinander zussmmenhangslose, hitzebeständige Verstärkungsfasern in einer Grundmasse von Metall in gerichteter Anordnung vorliegen, ohne Schwierigkeiten hergestellt werden, indem man hierbei Fasern verwendet, die zuvor mit einem dünnen, anhaftenden Metallfilm beschichtet worden sind. Die mit einer Schicht überzogenen Fasern und das gepulverte Metall werden in einer Lösung eines Celluloseharzes oder einer reyonbildenden Celluloseverbindung dispergiert und die DIspersion wird in ein Fällungsbad gespritzt, wobei man einen langgestreckten Körper erhält, beispielsweise also einen Strang, einen Streifen oder ein Band, indem das gepulverte Metall und die beschichteten Fasern in das Celluloseharz oder Reyon eingebettet sind und in dem die Fasern in der Längsrichtung dieses Körpers in paralleler Ausrichtung übereinandergreifend angeordnet sind. Hierauf wird aus Abschnitten dieses Körpers, die man in die erwünschte wechselseitige Lageanordnung bringt, eine Auflageschicht für einen Preßvorgang ausgeformt. According to the invention, a mixed structure having a microstructure, Resistant products in which there are no interrelationships, heat-resistant Reinforcing fibers are present in a matrix of metal in a directed arrangement, can be produced without difficulty by using fibers which have previously been coated with a thin, adherent metal film. With a layer of coated fibers and the powdered metal are in a solution a cellulose resin or a rayon-forming cellulose compound and the dispersion is injected into a precipitation bath, whereby an elongated Body receives, for example, a strand, a strip or a ribbon by the powdered metal and coated fibers into the cellulose resin or rayon are embedded and in which the fibers are parallel in the longitudinal direction of this body Alignment are arranged one above the other. Sections then become this Body, which is brought into the desired mutual positional arrangement, a support layer shaped for a pressing process.

Die organische Substanz wird durch Ausbrennen aus der Auflageschicht entfernt und das zurückbleibende Gerippe aus Fasern und Metall wird einem armpreßvorgang unterworfen, bei dem man ein widerstandsfähiges Formteil mit gemischtem Strukturgefüge erhält, in dem die Fasern in einer Metallgrundmasse in gerichteter Anordnung vorliegen. Das so geschaffene Produkt mit Mischstruktur besteht zu etwa 10 bis etwa 50 Volumprozent aus Fasermaterial.The organic substance is burned out from the overlay layer removed and the remaining skeleton of fibers and metal is an armpreßvorgang subject, in which a resistant molded part with a mixed structure obtained, in which the fibers are in a directed arrangement in a metal matrix. The product thus created with a mixed structure consists of about 10 to about 50 percent by volume made of fiber material.

Bei der Verstärkungsfaser kann es sich um ein beliebiges, hitzebeständiges Material handeln und die Einzelfaser kann eine Länge von beispielsweise etwa 5 bis 75000 Mikron sowie ein Eängen-Stärken-Verhältnis (Verhältnis der Länge zum Durchmesser) in dem Bereich von 5 zu 1 bis 1000 zu 1 aufweisen. Dank der ausgeprägten Hitzebeständigkeit der verstärkend wirkenden, feuerfesten Fasern kann man sowohl die Metallbeschichtung als auch das Metall der Grundmasse bei Temperaturen erveichen und/oder sintern lassen, bei denen die Fasern nicht nachteilig beeinflußt werden. Als Faserbeschichtungsmasse und als Material der Grundmasse des Produkts mit Mischstruktur kann jeweils das gleiche Metall Vervendung finden. So kann man beispielsweise Siliciumcarbid/Wolfram-Fasern auf dem Wege der nichtgalvanischen ibsoheidung mit einer Silberschicht überziehen und dann die silbereschichteten Fasern zusammen mit gepulvertem silber in einer Celluloseharzlösung verwenden, um so einen Spritzstrang zu erzeugen, der beim Abbrennen ein aus diesen Fasern und aus Silber bestehendes Gerippe hinterläßt. Die durch das erfindungsgemöße Verfahren vermittelten Vorteile lassen sich indes in besonderem Maße dann zur Geltung bringen, wenn man die Verwendung unglei ohartiger Metalle vorsieht.Sehr häufig ist nämlich damit zu rechnen, daß ein Metall, das als Grundmasse dienen soll, durch einen Plattierungstorgang oder in sonstiger Weise nicht leicht auf die hitzebeständige Faser aufbringbar ist. In diesem Fall werden die Fasern mit einem leicht aufbringbaren Metall beschichtet und sodann mit einem enderen, in Pulverform vorliegenden Metall vermischt, um den Spritzstrang zu erzeugen. So etwa werden hitzebeständige Verstärkungsfasern wie beispielsweise Siliciumnitrid-Haarkristalle mit Wickel be schichtet und die nickelbeschichteten Haarkristalle in Verbindung mit einem Metall wie gepulvertem Aluminium verwendet. Die 9pritzbarkeit der Dispersion des Metalls in der Lösung des Stoffes auf Cellulosebasis wird dadurch gewährleistet, daß man das Metall in sehr feinzerteilter oder gepulverter Form einsetzt. Doch kann man auch die Teilchen des Metalls der Grundmasse ebenso wie die Verstärkungsfasern noch vor Verwendung in der Dispersion beschichten. So kann man beispielsweise gepulvertes Magnesium zum Verhindern von Oxydationsersoheinungen an den Teilchenoberflächen mit einem sehr dünnen Film eines Edelmetalls beschichten und hierauf das Pulver aus beschichteten Magnesiumteilchen in der Dispersion zur Anwendung bringen. Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß die Es schaffenheit des Metalls der Grundmasse in weitgezogenen Grenzen untersehiedlich sein kann. Es kann sich hierbei einerseits um ein in sich einheitliches Metall handeln, andererseits aber auch um ein Gemisch von Metallen oder eine Legierung. Desgleichen kann auch die Metallmasse, mit der die hitzebeständigen Fasern beschichtet sind, eine beliebige metallische Zusammensetzung aufweisen, sofern sie nur gut auf die Faseroberfläche aufbringbar ist, wofür beispielshalber Verfahrensneisen wie AuSsprEhen, Aufbürsten oder Bestreichen, Metallisieren, Elektroplattieren, das Eintauchen in heiße Schmelzbäder und dergleichen in Betracht kommen. Solche Beschichtungsverfahren sind nach dem Stand der Technik bekannt und es wird im Einzelfall jeweils von der Art des verwendeten Beschichtungsmaterials und von der Beschaffenheit der Faser abhängen, welchen Verfahrens man sich bedient. The reinforcement fiber can be any heat-resistant fiber Act material and the single fiber can have a length of, for example, about 5 to 75,000 microns and a length-to-thickness ratio (ratio of length to diameter) in the range of 5 to 1 to 1000 to 1. Thanks to the pronounced heat resistance The reinforcing, fireproof fibers can be used as a metal coating as well as the metal of the base material soften and / or sinter at temperatures, in which the fibers are not adversely affected. As a fiber coating compound and the material of the matrix of the mixed structure product can be the same Find use of metal. For example, silicon carbide / tungsten fibers can be used Cover with a layer of silver by means of non-galvanic insulation and then the silver coated fibers together with powdered silver in one Use cellulose resin solution to create a strand that will burn off leaves a skeleton made of these fibers and silver. The through the Advantages conveyed by the method according to the invention can, however, be demonstrated in particular The dimensions are then brought to bear when one considers the use of non-hard metals It is very often to be expected that a metal, which is used as a matrix to serve, by a plating gate or in any other way not easily can be applied to the heat-resistant fiber. In this case the fibers are coated with a metal that is easy to apply and then coated with another, Metal mixed in powder form to produce the spray strand. So for example, heat-resistant reinforcing fibers such as silicon nitride whiskers are used coated with winding and the nickel-coated hair crystals in connection used with a metal like powdered aluminum. The sprayability of the dispersion of the metal in the solution of the cellulose-based fabric is ensured by that the metal is used in very finely divided or powdered form. But can the particles of the metal of the matrix as well as the reinforcing fibers coat in the dispersion before use. So you can, for example, powdered Magnesium to prevent oxidation build-up on particle surfaces coat with a very thin film of a noble metal and then the powder Apply of coated magnesium particles in the dispersion. In summary it can thus be ascertained that the creation of the metal of the matrix can be different within wide limits. It can be on the one hand be a homogeneous metal, but on the other hand also a mixture of metals or an alloy. Likewise, the metal mass with which the refractory fibers are coated, any metallic composition have, provided that it can only be applied well to the fiber surface, for which purpose it is an example Procedural ailments such as spraying, brushing or painting, metallizing, Electroplating, hot melt bath immersion, and the like come. Such coating processes are known from the prior art and it depends in each individual case on the type of coating material used and the nature of the fiber which method is used.

Bei der Lösung, in der die Fasern und das gepulverte Metall dispergiert werden sollen, kann es sich um eine Lösung eines beliebigen Celluloseharzes handeln, beispielsweise also um eine solehe von Cellulosetriacetat oder um die Lösung einer reyonbildenden Celluloseverbindung, so zum Beispiel von Eupferamincellulose oder Viskose. Handelt es sich um die Lösung einer reyonbildenden Celluloseverbindung, so enthält das Fällungsbad ein Reagens, mit dem diese Celluloseverbindung unter Bildung der regenerierten Cellulose oder des Reyon reagiert, beispielsweise also eine Säure. Wenngleich zur Herstellung der die Fasern und das Metall enthaltenden Spritzstränge auch eine Reihe anderer Harze oder harzbildender Lösungen verwendet werden kann, so ist jedoch in dem hier abgestsokten Rahmen den Stoffen auf Cellulosebasis der Vorzug zu geben, und zwar nicht nur deshalb, weil diese ohne weiteres ruckstandslos abgebrannt werden können, ohne daß schädliche Auswirkungen auf die Faser und auf das Metall zu befürchten stünden, sondern weil es in diesem Fall auch nicht zu einer vorzeitigen Aushärtung beim Spritzvorgang kommt. Der Spritzstrang kann daher beim Aufnehmen aus dem Bad noch gezogen oder verstreckt werden. Hierdurch wird nämlich eine hervorragende Gleichmäßigkeit der Faserausriahtung erzielt. At the solution in which the fibers and the powdered metal are dispersed it can be a solution of any cellulose resin, for example, to a solehe of cellulose triacetate or to the solution of a rayon-forming cellulose compound, for example from eupferamine cellulose or Viscose. If it is a solution of a rayon-forming cellulose compound, so the precipitation bath contains a reagent with which this cellulose compound under Formation of regenerated cellulose or rayon reacts, for example an acid. Albeit for the manufacture of those containing the fibers and the metal A number of other resins or resin-forming solutions have also been used in spray strands can be, however, cellulose-based fabrics are within the framework of this discussion to give preference, and not only because they are completely residue-free Can be burned off without damaging the fiber and on the metal to be feared, but because in this case it does not become a premature curing occurs during the spraying process. The spray strand can therefore when Taking up from the bath can still be pulled or stretched. This is because an excellent uniformity of the fiber alignment is achieved.

Zur Ausbildung der Auflageschicht können die einzelnen Abschnitte des Spritzstranges, falls es sich um ein klebriges Material handelt, dadurch zum Aneinanderhaften gebracht oder miteinander verklebt werden, daß man sie einfach nur aneinanderpreßt, während man sie andernfalls mit einem Lösungsmittel befeuchtet oder gelinde erwärmt oder aber als Bindemittel ein organisches Polymeres zu Hilfe nimmt, das ohne zu schmelzen und ohne schädliche Auswirkungen für die Faser verkohlt. Zweckmäßigerweise kann zum Verformen des Stranges zu einer Auflageschicht so vorgegangen werden, daß dieser beim Austrittasus dem Bad so eng auf die Auflauftrommel aufgewickelt wird, daß die einzelnen Strangsegiente auf der Trommel unter Ansbildung eines Filzes riteinander verkleben, worauf dieser Filz von der Auflauftrommel entnommen und beispielsweise durch Zerschneiden, Übereinander schichten, Erweichen durch vorsichtige Wärmebehandlung und/oder Behandlung mit einem Lösungsmittel zu einer Auflageschicht von beliebiger erwünschter Größe und Form umgebildet wird. To form the support layer, the individual sections of the spray strand, if it is a sticky material, thereby to the They can be glued together or glued together so that they can be easily only pressed together, otherwise they are moistened with a solvent or gently heated or an organic polymer as a binder that will char without melting and with no harmful effects on the fiber. This can expediently be used to deform the strand to form a support layer that it is wound so tightly onto the cylinder at the exit of the bath will, that the individual strand segments rit each other on the drum with the formation of a felt glue, whereupon this felt is removed from the winding drum and for example by cutting, layering, softening by careful heat treatment and / or treatment with a solvent to form an overlay layer of any desired size and shape is reshaped.

Der aus aufgelegten Strangsegmenten gebildete Körper braucht in seiner Formgeb'ung vor dem Abbrennen durchaus nicht der endgültigen Form des Fertigerzeugnisses mit Mischstruktur zu entsprechen, da das Gerippe anschließend noch zu einem Vorformling verformt werden kann, beispielsweise etwa durch Kaltpressen. Wenngleich vorteilhaft, so ist es auch keineswegs etwa zwingend erforderlich, in die Auflageschicht schon sogleich die für die Ausbildung des Fertigprodukts mit gemischtem Strukturgefüge nötige Gesamtmenge des zu einem langgestreckten Körper verformten Materials einzubringen. Dies hat seinen Grund darin, daß es möglich ist, nach dem Abbrennen des auf Cellulosebasis aufgebauten Harzes aus der Auflageschicht Faser gerippe unterschiedlicher Größen und Formen in einer solchen Anord nung zusammenzustellen, daß dem Körper für den Warmpreßvorgang eine beliebige Kontur verliehen werden kann. Falls nicht gerade sehr große Formteile mit Mischstruktur hergestellt werden sollen, ist es allerdings zweckmäßiger, eine Anordnung der aufgelegten Strangsegmente vor dem Abbrennen vorzusehen, die ein Gerippe liefert, das der erwünschten Größe und Pori des Fertigerzeugnisses mit Mischstruktur schon möglichst weitgehend entspricht. Beim Anordnen des langgestreekten Körpers, beispielsweise also eines Stranges, zur Ausbildung der juflageschicht kann so verfahren werden, daß die Strangsegmente einfach einander benachbart verlegt werden, um so eine Matte oder einen Stab zu bilden oder um eine Form von beliebiger Größe auszufüllen. The body formed from laid-on strand segments needs in its Shaping before burning off by no means of the final shape of the finished product with a mixed structure, since the skeleton then becomes a preform can be deformed, for example by cold pressing. Although beneficial, so it is by no means absolutely necessary in the overlay at the same time that for the formation of the finished product with a mixed structure to introduce the necessary total amount of the material deformed into an elongated body. The reason for this is that it is possible after the cellulose-based material has been burned off Resin built up from the overlay layer of fiber ribs of different sizes and to assemble molds in such an arrangement that the body for the Hot pressing process can be given any contour. If not right now Very large molded parts with a mixed structure are to be produced, however It is more expedient to arrange the strand segments in place before they are burned off, which provides a framework that corresponds to the desired size and pori of the finished product with a mixed structure corresponds as much as possible. When arranging the elongated Body, for example a strand, to form the juflageschicht can be proceeded in such a way that the strand segments are simply laid adjacent to one another so as to form a mat or rod, or around any shape of any Fill in size.

Zum Ausbilden von Fingern oder hohlen Gegenständen kann der Strang auf eine Formhälfte aufgewickelt werden, beispielsweise also auf den Dorn eines Fbrmaufbaus mit aufeinanderpassenden Teilen. Auf bestimmte Erfordernisse abgestellte, gemischte Strukturgefüge können gezielt beispielsweise dadurch aufgebaut werden, daß man die Strangsegmente überkreuz schichtet, um so zweifach oder drei fach richtungsgebundene Eigenschaften zu erzielen.The rope can be used to form fingers or hollow objects be wound onto a mold half, for example, on the mandrel of a Frame assembly with parts that fit together. Tailored to certain requirements, mixed structures can be built up in a targeted manner, for example, that the strand segments are layered crosswise, so that they are directionally bound twice or three times To achieve properties.

Das Abbrennen des Cell'uloseharzes und gegebenenfalls auch des Bindemittel. rfolgt vorteilhafterweise in Stufen, und zwar geht ian hierbei znnächst bis zu eines Stadium, in dem sich die Auflageschicht in wesentlichen als eine Anordnung darstellt, die aus Fasern und gepulvertem metall besteht, wobei in den Zwischenräumen Kohlenstofftejichen enthalten sind; mit anderen Worten, die Anordnung ist in diesem Stadium in wesentlichen in sich gleichförmig und die Verkohlung ist vollständig. Zu diesem Stadium gelangt man im allgemeinen durch Erhitzen auf eine Temperatur unter etwa 4000 C. Im zweiten Stadium des Erhitzungsvorganges wird dann der Kohlenstoff entfernt, indem man nun auf Temperaturen geht, die über etwa 5000C liegen, jedoch unterhalb jener Temperatur, bei der die Faser oder das Metall im schädlichen Sinne besinflußt werden könnten. Geht man beim Abbrennen dagegen sogleich auf Hitzegrade über etwa 500°C ohne die Auflage schicht zuvor verkohlen zu lassen, so erhält man für gevöhnlich ein minderwertiges Produkt; es kommt in diesem Fall zu einer Deformierung der Auflage schicht und die einheitliche Faserausrich tung wird beeinträchtigt. Bei einen sachgemäß vorgenommenen Abbrennen erhält man demgegenüber ein Gerippe, bei dem die Form der Auflageschicht und die Faserausrichtung noch erhalten sind. Burning off the cellulose resin and possibly also the binder. It is advantageously carried out in stages, and this goes up to one Stage in which the overlay is essentially an arrangement, which consists of fibers and powdered metal, with carbon particles in the interstices are included; in other words, the arrangement is essential at this stage uniform in itself and the charring is complete. Got to that stage one generally by heating to a temperature below about 4000 C. In the second At the stage of the heating process, the carbon is then removed by now goes to temperatures that are above about 5000C, but below that temperature, in which the fiber or the metal could be affected in a harmful way. If, on the other hand, you immediately go to heat levels above about 500 ° C without the If you let the layer char beforehand, you will get an inferior one Product; it comes in this case to a deformation of the support layer and the Uniform fiber alignment is impaired. With a properly done Burning off, on the other hand, gives a framework in which the shape of the overlay layer and the fiber orientation is still preserved.

Dss nach dem Abbrennen verbliebene Gerippe kann zur weiteren Verformung vor dem Warmpressen erwünschtenfalls noch einem Kaltpreßvorgang unterworfen werden, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Zur Vermeidung einer ins Gewicht fallenden Verschiebung der Fasern beim Warmpreßvorgang arbeitet man vorteilhafterweise mit einem Vorformling. Weiter oben wurde bereit. erwähnt, daß der gespritzte, langgestreckte Körper vor dem Abbrennen ohne weiteres verformt werden kann. Sollte jedoch noch eine weitere Verformung des nach des Abbrennen zurückbleibenden Körpers oder des Gerippe. erforderlich sein, so kann diese durch Kaltpressen erfolgen, wobei man eine Form von der erwünschten endgültigen Größe und Gestalt des Formteils benutzt. The skeleton left after burning can cause further deformation if desired, be subjected to a cold pressing process before hot pressing, but this is not absolutely necessary. To avoid a weighty one Displacement of the fibers during the hot pressing process is advantageously used a preform. Next up was ready. mentions that the injected, elongated Body can be easily deformed before burning. But should still further deformation of the body or the Skeleton. be required, this can be done by cold pressing, whereby one a mold of the desired final size and shape of the molded part is used.

Beim Waripressen kont ein Druck von etwa 70 bis 700 kg/cm² in Anwendung und es wird bei einer Temperatur gearbeitet, die geeignet ist, das Metall der Grundmasse sintern zu lassen. Beim Warmpressen wird das Metall der Grundmasse dann infolge der durch die auf den Fasern vorgesehene Beschichtung vermittelten Bindung mit dem Ver stärkungsfasermateri al zu einem Ganzen vereinheitlicht. In the case of waripressing, a pressure of about 70 to 700 kg / cm² is used and it is operated at a temperature which is suitable for the metal of the matrix to sinter. During hot pressing, the metal then becomes the matrix the through the on mediated the coating provided for the fibers Bonding with the reinforcing fiber material unified into a whole.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von Produkten mit gemischtem Strukturgefüge geschaffen, in denen untereinander zusammenhangslose, hitzebeständige Verstärkungsfasern in einer Grundmasse von Metall gleichsinnig ausgerichtet sind. Als Fasermaterial werden Haarkristalle bevorzugt, wobei aber in diesem Zusammenhang hervorgehoben sei, daß die Bezeichnung "Fasern" in dem Sinne, in dem sie hier verwendet wird, auch Einzelfäden und Haarkristalle von beliebiger Querschnittsform umfaßt, die in sich kompakt oder hohl sein können. Diese Fasern können eine Länge von etwa 5 bis 7500 Mikron und vorzugsweise von etwa 25 bis 2500 Mikron haben. The invention provides a method for manufacturing products created with a mixed structure in which unrelated, Heat-resistant reinforcing fibers aligned in the same direction in a matrix of metal are. Hair crystals are preferred as the fiber material, but in this context It should be emphasized that the term "fibers" in the sense in which they are used here is also comprised of single threads and whiskers of any cross-sectional shape, which can be compact or hollow in themselves. These fibers can have a length of about 5 to 7500 microns, and preferably from about 25 to 2500 microns.

Im allgemeinen werden die Fasern ein Längen- Stärken-Verhältnis von etwa 5 zu 1 bis 1000 zu 1 aufweisen, wobei der Faserdurchmesser je nach der Art der betreffenden Faser aber auch kleiner oder größer sein kann, als es diesem Bereich entsprechen würde. Für die Erzielung von mechanischer Festigkeit im Verein mit Hitzebeständigkeit besonders geeignet sind die Fäden oder Haarkristalle aus keramischen Stoffen, wobei es sich beispielsweise um Carbide, Nitride, Silicide, Oxyde, Silicate und Boride handeln kann. Die äußerst hitzebeständigen Elemente wie etwa Wolfram, Beryllium, Bor und Graphit sind in Form von Haarkristallen oder Einzelfäden ebenfalls geeignet. Als Beispiele allgemein geeigneter hitzebeständiger Verstärkungsfasermaterialien, deren Fasern mit Metall beschichtet und im Rahmen des durch die Erfindung geschaffenen Verfahrens eingesetzt werden können, seien genannt: die Carbide des Tantals, Niobs, Hafniums, Zirkoniums, Wolframs, Titans, Vanadins, Aluminiums, Molybdäns, Bors, Berylliums, Chroms, Urans, Thoriums und Siliciums; die Oxyde des Magnesiums, Cers, Gadoliniums, Aluminiums und Hafniums; die Silicide des Tantals, Wolframs, Niobs und Molybdäns; die Boride des Lanthans, Zirkoniums, Tantals, Wolframs, Niobs und Titans; und die Nitride des Siliciums, Vanadins, Tantals und Niobs. Es kann auch ein beliebiges Fasergemisch vorliegen; so kann beispielsweise ein Gemisch von Saphir-Haarkristallen und Graphitfasern oder ein solches von Siliciumdioxydfasern und Siliciumnitrid-Haarkristallen Verwendung finden. Auch ist keineswegs etwa eine einheitliche Faserlänge erforderlich; mit anderen Worten, es können Fasern verwendet werden, die einer bestimmten Längenbereichsklasse angehören oder die zu einer bestimmten Siebfeinheit ausgesiebt sind. Im übrigen kann man auch mit Gemischen aus einem in Teilchenform vorliegenden Füllstoff und der Verstärkungsfaser arbeiten, beispielsweise also mit einem Gemisch von pulvriger Tonerde und Siliciumnitrid.In general, the fibers will have an aspect ratio of about 5 to 1 to 1000 to 1, the fiber diameter depending on the species the fiber in question can also be smaller or larger than this area would correspond. For achieving mechanical strength combined with heat resistance The threads or whiskers made of ceramic materials are particularly suitable, with for example, carbides, nitrides, silicides, oxides, silicates and borides can act. The extremely heat-resistant elements such as tungsten, beryllium, Boron and graphite are also suitable in the form of whiskers or single threads. As examples of generally suitable heat-resistant reinforcing fiber materials, their fibers coated with metal and within the scope of the created by the invention Process that can be used include: the carbides of tantalum, niobium, Hafnium, zirconium, tungsten, titans, vanadins, aluminum, molybdenum, boron, beryllium, Chromium, uranium, thorium and silicon; the oxides of magnesium, cerium, gadolinium, Aluminum and hafnium; the silicides of tantalum, tungsten, niobium, and molybdenum; the borides of lanthanum, zirconium, tantalum, tungsten, niobium and titanium; and the Nitrides of silicon, vanadium, tantalum and niobium. It can be any Fiber mixture are present; for example a mixture of sapphire whiskers and graphite fibers or one of silica fibers and silicon nitride whiskers Find use. A uniform fiber length is by no means required either; in other words, fibers can be used that one belong to a certain length range class or which belong to a certain sieve fineness are sifted out. In addition, one can also use mixtures of one in particulate form present filler and the reinforcing fiber work, for example with a mixture of powdery alumina and silicon nitride.

Die Fasern werden mit einem dünnen, anhaftenden Film eines Metalls oder einer Metallegierung beschichtet, wobei diese Beschichtung nach einer der nach dem Stand der Technik bekannten Methoden auf die Faser aufgebracht wird, beispielsweise also auf galvanischem Wege, durch Eintauchen in ein Schmelzbad, durch Aufsprühen aus einer Suspension, durch einen Aufdampfvorgang, so etwa in Form des Hindurchführens der Fasern durch einen Metalldampf, durch Abscheidung aue der Gasphase eines Metallhydrids oder einer sonstigen, leicht zersetzbaren Metallverbindung oder eines Metallkomplexes wie etwa der Metallkomplexe bestimmter +,B-Diketone oder in anderer Weise. The fibers are covered with a thin, adherent film of a metal or a metal alloy coated, this coating according to one of the after Methods known in the art is applied to the fiber, for example in other words by galvanic means, by dipping into a molten bath, by spraying on from a suspension, by a vapor deposition process, for example in the form of passing through the fibers through a metal vapor, through the deposition of the gas phase of a metal hydride or another easily decomposable metal compound or metal complex such as the metal complexes of certain +, B-diketones or in other ways.

Hinsichtlich der Auswahl des Metalls, mit dem die Faser beschichtet werden soll, hat man weitgehend freie Hand, doch ist hierbei zu beachten, daß es sich um ein Metall handeln muß, das gut an der Faser haftet und das physikalische und chemische Eigenschaften besitzt, die denjenigen Eigenschaften entsprechen, die für das Fertigprodukt gemischten Strukturgefüges angestrebt werden. Die Beschichtung muß mit der Grundmasse auch insofern vereinbar sein, daß die Grundmasse die metallbeschichtete Faser zwar zu benetzen vermag, die Beschichtung jedoch nicht von dieser herunterlöst. Handelt es sich bei der Faser um ein leicht oxydierbares Material, so dürfte es sich als vorteilhaft erweisen, als Oberflächenschicht für eine solche Faser ein edleres Metall mit geringerer Oxydationsneigung vorzusehen, das als Schutzfilm wie auch als Verankerungsmittel zwischen Faser und Grundmasse dient. Beispiele allgemein geeigneter Metalle, mit denen die Fasern beschichtet werden können, sind Silber, Gold, Nickel, Chrom, Kobalt, Titan und Kupfer. In den meisten Fällen kann die Faser jedoch mit einem beliebigen Metall vorbeschichtet werden, um so zu dem erfindungsgemäßen Produkt mit Mischstruktur zu gelangen, das untereinander zusammenhangslo se, hitzebeständige Verstärkungsfasern und eine Metallgrundmasse enthält, wobei dieses Produkt Festigkeitseigenschaften aufweist, die wesentlich günstiger sind als bei Produkten mit Mischstruktur, die im übrigen zwar in der gleichen Weise, jedoch unter Verwendung der unbeschichteten Fasern anstelle der beschichteten hergestellt sind. Bei der auf der Faser vorgesehenen Beschichtung kann es sich um das gleiche Metall handeln, das auch als Grundmasse eingesetzt wird, oder aber um ein anderes Metall. Pur viele Zwecke wird man allerdings als Beschichtungsmaterial ein Metall oder eine Legierung von einer Duktilität wählen, die sich von der der Grundmasse un-terscheidet; in dieser Weise wird nämlich der Verstärkungscharskter der Faser durch die Beschichtung noch ergänzt.Regarding the choice of metal with which the fiber is coated is to be, one has largely a free hand, but it should be noted that it must be a metal that adheres well to the fiber and the physical one and has chemical properties corresponding to those properties A mixed structure should be sought for the finished product. The coating must also be compatible with the base material to the extent that the base material is the metal-coated Although the fiber is able to wet it, it does not detach the coating from it. If the fiber is an easily oxidizable material, it should prove advantageous as a surface layer for such a fiber to provide more noble metal with a lower tendency to oxidize as a protective film such as also serves as an anchoring means between the fiber and the matrix. Examples in general suitable metals with which the fibers can be coated are silver, Gold, nickel, chromium, cobalt, titanium and copper. In most cases, the fiber can however, can be precoated with any metal so as to result in the invention To get product with mixed structure, the interrelated, heat-resistant Contains reinforcing fibers and a metal matrix, this product having strength properties has that are much cheaper than products with a mixed structure that otherwise in the same way, however using of the uncoated fibers instead of the coated ones. In the the coating provided on the fiber can be the same metal, that is also used as a base material, or another metal. Pure many However, a metal or an alloy is used as the coating material for the purpose choose from a ductility that differs from that of the matrix; in in this way, the reinforcement of the fiber is strengthened by the coating still added.

Bei der als Metallgrundmasse vorgesehenen Stoffkomponente kann es sich um ein beliebiges warmpreßbares Metall handeln. Damit die Unversehrtheit der Faser gewährleistet bleibt, muß die Sintertemperatur des Metalls allerdings beträchtlich unter derjenigen Temperatur liegen, bei der schädliche Auswirkungen auf die Faser zu befürchten stünden. Es sind somit zahlreiche Kombinationen von Verstärkungsfasermaterialien und Metallgrundmassen möglich. Zu den verwendbaren Metallen gehören die der Gruppen I t'is VIII des periodischen Systems der Elemente einschließlich der Lanthaniden- und der Actinidengruppe. Infolge ihrer ziemlich niedrigen Sintertemperatur sind allgemein die Metalle der Nebengruppen Ib, IIb, IIIb, IVb und Vb besonders geeignet. Zu denjenigen Metallen, die als Grundsubstanz der faserverstärkten Mischungsmassen in Frage kommen, sind aber auch Elemente zu rechnen, die sich voneinander so stark unterscheiden wie beispielsweise Al, Sb, As, Be, Bi, Cd, Ca, Ce, Cr, Co, Nb, Cu, Dy, Er, Gd, Au, Hf, Ho, In, ir, Fe, La, Pb, iii, Mg, Mn, Mo, Nd, Ni, Os, Pd, Pt, Pr, Re, Rh, in, Sn, Se, Ag, St, Ta, Tc, Te, Tb, Th, Em, Sn, Ti, W, V, Y, Yb, Zn und Zr sowie deren Legierungen. Bei dem durch die Erfindung geschaffenen Verfahren unterliegen viele dieser Metalle einer Dispersionshärtung; so kann man beispielsweise bei Verwendung von Reinaluminium eine legierungsartige Grundmasse erhalten. Dies kann von besonderem Vorteil sein, wenn man mit leicht oxydierbaren Metallen arbeitet. In the case of the substance component provided as a metal base mass, it can can be any hot-pressable metal. So that the integrity of the Fiber remains guaranteed, the sintering temperature of the metal must however be considerable below the temperature at which the detrimental effects on the fiber are reached to be feared. There are thus numerous combinations of reinforcing fiber materials and metal base materials possible. The metals that can be used include those of the groups I t'is VIII of the Periodic Table of the Elements including the Lanthanide and the actinide group. As a result of their rather low sintering temperature in general, the metals of subgroups Ib, IIb, IIIb, IVb and Vb are particularly suitable. Among those metals that are used as the basic substance of the fiber-reinforced mixes come into question, but there are also elements to be reckoned with that differ so strongly from one another differentiate such as Al, Sb, As, Be, Bi, Cd, Ca, Ce, Cr, Co, Nb, Cu, Dy, Er, Gd, Au, Hf, Ho, In, ir, Fe, La, Pb, iii, Mg, Mn, Mo, Nd, Ni, Os, Pd, Pt, Pr, Re, Rh, in, Sn, Se, Ag, St, Ta, Tc, Te, Tb, Th, Em, Sn, Ti, W, V, Y, Yb, Zn and Zr and their alloys. In the method created by the invention many of these metals are subject to dispersion hardening; so you can for example when using pure aluminum, an alloy-like base material is obtained. this can be of particular advantage when working with easily oxidizable metals.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, die beschichtete Verstärkungsfaser und das Metall der Grundmasse (das in feinzerteilter oder feinpulvriger Form vorliegt) in der Lösung eines Stoffes auf Cellulosebasis zu dispergieren, aus der Dispersion einen langgestreckten Körper zu spritzen, aus diesem Körper eine Auflageschicht für einen Preßvorgang auszuformen, die so gebildete Anordnung zum Ausbrennen der organischen Substanz zu erhitzen und das hierbei zurückbleibende Gerippe schließlich einem WszmpreEvorgang zu unterwerfen, wodurch ein Formteil gemischten Strukturgefüges erhalten wird, in dem die Fasern in der Betallgrundmasse gleichsinnig ausgerichtet sind. According to the invention it is provided that the coated reinforcing fiber and the metal of the matrix (which is in finely divided or finely powdered form) to disperse in the solution of a cellulosic substance, from the dispersion To inject an elongated body, a coating layer from this body for a pressing process, the assembly thus formed for burning out the organic The substance is heated and the skeleton that remains is finally subjected to a process to subject, whereby a molded part of mixed structure is obtained, in which the fibers in the concrete matrix are aligned in the same direction.

Bei der Lösung des Stoffes auf Cellulosebasis kann es sich um eine Lösung eines Celluloseharzes handeln, beispielsweise um eine Lösung von Celluloseacetat in Methylacetat, oder aber auch um eine Lösung einer reyonbildenden Celluloseverbindung wie etwa Viskose oder Kupferammincellulose. Als Beispiele anderer Lösungen von Stoffen auf Cellulosebasis, in denen die Fasern und das gepulverte Metall dispergiert werden können, seien die Lösungen von Cellulosepropionat, Cellulosebutyrat, Xthylcellulose, Carboxyäthylcellulose und ähnlicher Stoffe genannt. The solution of the cellulose-based fabric can be a Act as a solution of a cellulose resin, for example a solution of cellulose acetate in methyl acetate, or else a solution of a rayon-forming cellulose compound such as viscose or copper amine cellulose. As examples of other solutions of substances cellulosic, in which the fibers and powdered metal are dispersed can be the solutions of cellulose propionate, cellulose butyrate, ethylcellulose, Carboxyethyl cellulose and similar substances called.

Die Stoffe auf Cellulosebasis werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, weil die aus den Dispersionen der Fasern und der Metalle in deren Lösungen erzeugten Spritzstränge zu einem gleichmäBigen Ausbrennen der organischen Substanz erhitzt werden können, ohne daß hierbei die Anordnung der Fasern und Metallteilchen in dem Spritzstrang über Gebühr nachteilig.beeinflußi; wird. The cellulose-based fabrics are within the scope of the invention Process preferred because the from the dispersions of the fibers and the metals in their solutions produced spray strands for a uniform burnout of the organic ones Substance can be heated without affecting the arrangement of the fibers and metal particles in the spray strand excessively disadvantageous. will.

Von Wichtigkeit ist aber nicht nur das Abbrennverhalten, sondern auch die Härtegeschwindigkeit beim Spritzvorgang. Ein rasches Aushärten ist für eine optimale Faserausrichtung in dem Spritzstrang keineswegs am günstigsten. Gerade im Hinblick auf ein optimales Aushärteverhalten sind die Stoffe auf Cellulosebasis gegenüber anderen Polymeren zu bevorzugen, die ebenfalls rückstandslos abbrennen, ohne dabei in nennenswertem Umfang schmelzflüssig zu werden. Wenngleich zwischen den verschiedenen Reyonmaterialien und den einzelnen Cellulo see stern und -äthern Unterschiede in der Härtegeschwindigkeit zu verzeichnen sind, so hat man es aber ohne weiteres in der Hand, die Härtegeschwindigkeit dadurch in einem erwünschten Sinne zu beeinflussen, daß man einen Spritzkanal von geeigneter Auslegung vorsieht und ein entsprechendes Bad wählt, in das eine die Fasern und das gepulverte Metall enthaltende Dispersion gespritzt werden soll. Falls es schon beim Durchströmen des Snritzkanals in stärkerem Maße zu einem Aushärten den Gemisches kommt, so wirkt sich dies für die Ersielung einer optimalen Ausrichtung der Haarkristalle oder Fasern ungünstig aus, da diese ebenhierdurch beeinträchtigt wird und da außerdem eine Verstopfung eintreten kann. Hingegen ist ein langsames Härten im Bad und auch noch beim Entnehmen des gespritzten Stranges aus diesem vorteilhaft, da in diesem Fall die Möglichkeit besteht, durch Verstreoken oder Ziehen des Stranges bei der Portbevegeng und beim Aufwickeln die Faserausrichtung noch weitergehend in einem günstigen Sinne zu beeinflussen.Not only the burning behavior is important, but also the hardening speed during the injection process. A quick cure is for one optimal fiber alignment in the spray strand is by no means the most favorable. Just With regard to optimal curing behavior, the fabrics are cellulose-based to be preferred over other polymers, which also burn off residue-free, without becoming molten to any significant extent. Albeit between the various rayon materials and the individual cellulosea stars and ethers There are differences in the hardening speed, but that's how it is easily in hand, the hardening speed thereby in a desirable To influence the sense that one provides a spray channel of suitable design and choose an appropriate bath, one containing the fibers and the powdered metal containing dispersion is to be sprayed. If it is already flowing through the Snritzkanals to a greater extent to one Harden the mixture comes, this affects the achievement of an optimal alignment of the whiskers or fibers are unfavorable, because this is also impaired and there also constipation can occur. On the other hand, there is a slow hardening in the bathroom and also even when removing the sprayed strand from this advantageous, since in this If there is the possibility of scattering or pulling the strand at the Portbevegeng and during winding the fiber alignment even further in one favorable sense to influence.

Bei den Reyonmaterialien ist natürlich während des eigenthohen Spritzvorganges keine Aushärtung zu erwarten, da die Celluloselösung zuvor erst mit dem in dem Bad enthaltenen chemischen Reagens in Berührung gebracht werden muß, ehe es zu einer Verfestigung kommen kann. Bei den Celluloseharzen kann die Schnelligkeit der Erhärtung beim Spritzvorgang durch die Auswahl des Lösungsaittels, des Polymergehalte und/oder der Größe der Austritts5ffnung beeinflußt werden. Eine entsprechende Abstimmung dieser Verfahrens variablen ist für den Fachmann reine Routine sache. Bei einem Celluloseharz kommt es hierbei lediglich auf die Auswahl eines flüssigen Mediums an, ans dem das Harz in geeigneter Weise ausgefällt wird. With the rayon materials, of course, is during the actual high spraying process no hardening is to be expected, since the cellulose solution was previously only mixed with the one in the bath contained chemical reagent must be brought into contact before it becomes a Solidification can come. In the case of cellulose resins, the speed of hardening can be affected during the injection process through the selection of the solvent, the polymer content and / or the size of the outlet opening can be influenced. A corresponding vote These process variables are a matter of routine for the person skilled in the art. At a Cellulose resin, the only thing that matters here is the selection of a liquid medium where the resin is precipitated in a suitable manner.

Jür die Kupferammin- oder die Kupferamincellulose oder für Viskose läßt sich ohne Schwierigkeiten der Aciditätsgrad bestimmen, bei dem die Umwandlung in Reyon erfolgt.For copper amine or copper amine cellulose or for viscose the degree of acidity at which the conversion occurs can be determined without difficulty takes place in Reyon.

Der Gehalt der zu spritzenden Dispersion an Fasern und gepulvertem Metall sowie die Konzentration des Stoffes auf Cellulosebasis können sehr unterschiedlich bemessen sein. Im allgemeinen wird jedoch festzustellen sein, daß die beste Faserausrichtung beim Arbeiten mit Ansätzen zu erzielen ist, in denen der Fasergehalt sowohl gegenüber dem Gehalt an gepulvertem Metall als auch dem an celluloseartigem Material vergleichsweise gering ist. So enthält beispielsweise eine für den Spritzvorgang gut geeignete Dispersion etwa 1 Gewichtuteil beschichteter Siliciumcabid-Haarkristalle, 14 Gevichtsteile gepulvertes Silber und 5 Gewichtsteile Celluloseacetat in etwa 45 ml Methylacetat. Durch Spritzen dieser Dispersion und Trocknen des Spritzstranges erhält man einen langgestreckten Körper der folgenden Zusammensetrung: Volumprozent Gewichtsprozent Haarkristalle 6 5,3 Silber 24 69,7 Cellulose 70 25,0 Die obengenannten Gehaltsanteile sind allerdings lediglich als Beispiel aufzufassen. Für die Erzeugung von Produkten mit Mischstruktur, die ein Verstärkungsmaterial sowie ein Metall als Grundmasse enthalten und die eine hohe Festigkeit und einen hohen Moduliert aufweisen, kommen im allgemeinen in der Zusammensetzung des Spritzstranges die folgenden Anteilsbereiche in Betracht: Volumprozent Gewichtsprozent beschichtete Faser 2 bis 10 3 bis 10 gepulvertes Metall 10 bis .30 50 bis 70 Celluloseharz 50 bis 80 20 bis 30 Zur Herstellung der Dispersion geht man vorteilhafterweise von einer Lösung des Stoffes auf Cellulosebasis aus, deren Konzentration so hoeh ist, wie digs im Hinblick auf eine unkomplizierte Handhabung eben noch statthaft ist. Je höher nämlich die Viskosität der Spinn lösung ist, um so weniger Schwierigkeiten bereitet im allgemeinen das Dispergieren des Metallpulvers und der Haarkristalle und um so vollkommener ist auch die Ausrichtung der Haarkristalle in dem Spritzstrang. Normalerweise dürfte sich die Viskosität der Spinnlösung in dem Bereich von 5 bis 500 Poise halten und vorzugsweise bei etwa 10 bis 100 Poise liegen. Die Konzentration des Stoffes auf Cellulosebasis hängt natürlich davon ab, welches Material im Einzelfall jeweils benutzt wird. Die Konzentration von Celluloseacetat- und triacetatlösungen beläuft sich zweckmäßigerweise auf 8 bis 15 Gewichtsprozent. Pur die Lösungen von Viskose und Kupferammincellulose kommen normalerweise Konzentrationen von 2 bis 4 Gewichtsprozent in Betracht. The fiber and powdery content of the dispersion to be sprayed Metal as well as the concentration of the cellulose-based substance can vary greatly be measured. In general, however, it will be found that the best fiber orientation when working with approaches is to be achieved in which the fiber content is both opposite the content of powdered metal as well as that of cellulosic material is low. For example, it contains a dispersion that is well suited for the spraying process about 1 part by weight of coated silicon cabid whiskers, 14 parts by weight powdered silver and 5 parts by weight of cellulose acetate in about 45 ml of methyl acetate. Spraying this dispersion and drying the spray strand gives one elongated body of the following composition: Volume percentage Weight percent whiskers 6 5.3 Silver 24 69.7 Cellulose 70 25.0 The above However, salary components are only to be regarded as an example. For the generation of products with a mixed structure that use a reinforcement material as well as a metal Contain basic mass and which have a high strength and a high modulation, The following proportions generally come in the composition of the spray strand into consideration: volume percent weight percent coated fiber 2 to 10 3 to 10 powdered Metal 10 to .30 50 to 70 Cellulose resin 50 to 80 20 to 30 For the manufacture of the Dispersion is advantageously started from a solution of the cellulose-based substance from whose concentration is as high as digs in terms of uncomplicated Handling is still allowed. Namely, the higher the viscosity of the spinning solution is, the less difficult it is in general to disperse the Metal powder and whiskers and the more perfect is the alignment the whiskers in the spray strand. Usually the viscosity is likely keep the dope in the range of 5 to 500 poise and preferably at about 10 to 100 poise. The concentration of the cellulose-based substance depends Of course, it depends on which material is used in each individual case. The concentration of cellulose acetate and triacetate solutions is expediently 8 up to 15 percent by weight. The solutions of viscose and copper amine cellulose come purely normally concentrations of 2 to 4 percent by weight are considered.

Obwohl die meisten der aus metallbeschichteten, kurzen Fasern bestehenden Materialien und die meisten gepulverten Metalle in den Lösungen der Stoffe auf Cellulosebasis unschwer zu dispergi»-ren oder suspendieren sind, kann es sich bei einigen dieser Materialien als schwierig erweisen, einer stärkeren Klumpenbildung vorzubeugen. Erscheinungen dieser Art zeigen sich insbesondere dann, wenn man mit reyonbildenden Lösungen arbeitet. In solchen Fällen kann man der Lösung eines der bekannten Dispergiermittel zusetzen, so beispielsweise ein oberflächenwir'ksames Mittel wie etwa Natriumlaurylsulfat oder Benzol sulfo säuredodecyle ster, ein Alkylsulfosuccinat mit langer Kohlenstoffkette, Natriumpyrophosphat und dergleichen. Although most of them are made of metal-coated, short fibers Materials and most of the powdered metals in the solutions of cellulosic fabrics are easy to disperse or suspend, some of these may be Materials prove difficult to prevent excessive clumping. Appearances of this kind are particularly evident when dealing with reyon-forming Solutions works. In such cases you can the solution of one add the known dispersing agent, for example a surface active Agents such as sodium lauryl sulfate or benzene sulfo säuredodecyle ster, an alkyl sulfosuccinate long carbon chain, sodium pyrophosphate and the like.

Die hier benutzte Bezeichnung "Strang" bezieht eich auf jeden langgestreckten Körper, zu dessen Herstellung ein Material durch einen runden Dusenaustritt gespritzt wird und der also beispielsweise durch "Spinnen" erzeugt wird. Der Spritzatrang kann indessen je nach der Ausbildung des zum Spritzen benutzten Kanals eine beliebige Querschnittsform aufweisen, so zum Beispiel die eines Rechtecks, Dreiecks oder Vielecks. Wenn der Begriff "Strang" im allgemeinen zur Bezeichnung zusammenhängender Fasern dient, so ist er in diesem Fall auf den Spritzstrang zu beziehen, der allerdings eine Vielzahl untereinander zusammenhangsloser Einzelfäden oder Haarkristalle oder anderer kurzer Fasern enthält, da nämlich die Grundmasse, in welche diese Fasern eingeschlossen sind, in eich zusammenhängend ist. In der Beschreibung und in den Ansprüchen ist also unter der Bezeichnung "Strang" eine zusammenhängende Grundmasse mit einer darin enthaltenen Faserverstärkung zu verstehen. The term "strand" used here refers to any elongated one Body, for the production of which a material is injected through a round nozzle outlet and which is generated, for example, by "spinning". The Spritzatrang can, however, depending on the design of the channel used for spraying any Have cross-sectional shape, for example that of a rectangle, triangle or polygon. When the term "strand" is used in general to denote continuous fibers serves, in this case it is to be related to the spray strand, which however a multitude of unrelated single threads or whiskers or contains other short fibers, namely the basic mass into which these fibers are included, is contiguous in calibration. In the description and in the Claims is a coherent basic mass under the designation "strand" to understand with a fiber reinforcement contained therein.

Als "langgestreckter Körper" wird hier allgeisin ein Körper bezeichnet, dessen eine Dimension wesentlich größer ist als die andere oder als die anderen Dimensionen. Ein soleher Körper kann die Form eines Stranges, Stabes, Streifens oder Bandes haben und weist eine Länge auf, die sich mindestens auf das lOfaohe, noch häufiger aber mindestens auf das 30fache der nächstgrößten Abmessung beläuft. An "elongated body" is generally referred to here as a body one dimension of which is much larger than the other or than the others Dimensions. Such a body can be in the form of a strand, rod, or strip or ribbon and has a length that extends at least to the lOfaohe, more often but at least 30 times the next largest dimension.

Bei der Herstellung bestimmter Formteile aus einem Material mit darin enthaltenen kurzen Fasern, die sämtlich in dessen Längsrichtung parallel zueinander ausgerichtet sind, läßt sich ein um so höherer Grad der Parallelität der Fasern in dem fertigen Fermteil ersielen, in je schmaleren Streifen dieses Material vorliegt. Dies gilt in ganz besonderem Maße für konisehe und kuppelartig gewölbte Formteils. Bei der Festlegung einer bestgeeigneten Breite und Stärke für den Spritzstrang ist also lediglich von bekannten geometrischen Prinzipien aiszugehen, und man wird sich hierbei vielfach von der Frage leiten lassen, inwiefern es zweckdienlich ist, mit sehr schmalen Körpern zu arbeiten.In the production of certain molded parts from a material with it contained short fibers, all of which are parallel to one another in the longitudinal direction thereof are aligned, the higher the degree of parallelism of the fibers in the finished heel part, this material is present in the narrower strips. This is particularly true for conical and dome-like arched molded parts. When determining a most suitable width and thickness for the spray strand is So just start from known geometrical principles, and you will Let yourself be guided by the question of how useful it is to be with very narrow bodies to work.

Vor dem Abbrennen, bei dem schließlich ein Gerippe aus gerichteten Fasern und einer Metallmasse zurückbleibt, wird der spritzkörper vorteilhaftsrweise in einer Anordnung verlegt, wie sie für den absohließenden Preßvorgang am besten geeignet ist. So etwa kann er zu einer Matte oder zu einem Rohkörper verformt werden, indem man Segmente des Spritzstranges in eine horizontal und/oder vertikal benachbarte Anordnung zueinander bringt. Die einzelnen Strangsegmente können dann durch ein leichtes Andrücken von Hand oder durch Befeuchten mit Wasser miteinander verbunden werden. Oftmais kann auch durch ein gewindes Erwärmen, beispielsweise durch Hochfrequenz, bewirkt werden, daß der Spritzetrang hinreichend klebrig wird, um eine einheitliche Auflageschicht zu bilden. Zum besseren Beibehalten der äußeren Form kann es allerdings auch erwünscht sein, die Auflage schicht durch Behandlung mit einem Sohlichtmittel in sich zu versteifen oder absubinden, beispielsweise etwa durch Behandeln mit einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol, Stärke, Carboxyiethvlcsllulose, Tragant und dergleichen. AlsSchlichtmittel kommt nur ein Material in Betracht, das ohne Rückstand bei einer Temperatur abbrennt, die unter jener Temperatur liegt, bei der die Verstärkungsfaser oder das Metall (nämlich das Metall der Beschichtung wie ebenso auch das der Grundmasse) schädlichen Einsirkungen ausgesetzt wäre. Man kann den Spritzstrsng auch auf einen Dorn aufwickeln oder in sonstiger Weise aufbringen, so beispielsweise zur Herstellung von Röhren oder Ringen, und ihn dann in ähnlocher Weise andrücken, befeuchten oder erwärmen oder zur Wahrung der äußeren Form mit einem Haftmittel behandeln. Before burning down, during which a skeleton was finally straightened out Fibers and a metal mass remains, the injection molded body is advantageous Relocated in an arrangement that is best for the pressing process suitable is. For example, it can be shaped into a mat or a blank, by dividing segments of the spray strand into a horizontally and / or vertically adjacent one Brings arrangement to each other. The individual strand segments can then through a light pressure by hand or connected by moistening with water will. Often maize can also be heated by threading, for example by high frequency, be caused that the syringe strand is sufficiently sticky to a uniform To form support layer. However, it can be used to better maintain the external shape It may also be desirable to coat the overlay by treating it with a soleplate to stiffen or tie off, for example by treating with a aqueous solution of polyvinyl alcohol, starch, carboxyiethvlcsllulose, tragacanth and like that. Only a material that has no residue can be used as a sizing agent burns at a temperature below that at which the reinforcing fiber or the metal (namely the metal of the coating as well as that of the matrix) would be exposed to harmful effects. The Spritzstrsng can also be applied to one Wind up the mandrel or apply it in any other way, for example for production from tubes or rings, and then press it down in a similar way, moisten or heat or treat with an adhesive to maintain the external shape.

Von größter Wichtigkeit ist die Verfahrensweise, die man beim Entfernen der organischen Substanz aus der Auflageschicht zur Ausbildung des aus Fasern und Metall bestehenden Gerippes befolgt. Of the utmost importance is the procedure you use to remove it the organic substance from the coating layer to form the fibers and Metal existing framework followed.

Arbeitet man mit sehr kurzen Fasern, nämlich mit Haarkristallen oder Einzelfäden mit einer Länge von weniger als 2500 Mikron, so kann die Auflage schicht beim Verflüchtigen der organischen Substanz dazu neigen, in sich zusammenzusacken. Hitzebeständige Raarkristalle, deren Lange sich für gewöhnlich auf weniger als 200 Mikron beläuft, neigen in besonderem Maße dazu, einen Spritzstrang zu liefern, der sich hernach verzieht oder in sonstiger Weise verformt, falls das Abbrennen unsachgemäß vorgenommen wird. Erhitzt man die Auflage schicht auf eine Temperatur, bei der sich Kohlenstoff schon verflüchtigt, bevor noch im wesentlichen die Gesamtmenge der vorhandenen organischen Substanz in einen Kohleruckstand umgewandelt worden ist, so verschisben sich die Haarkristalle aus ihrer Lage. Zur Ersielung einer im wesentlichen vollständigen Verkohlung in allen Teilen der Anordnung auß die Auflageschicht zunächst auf einer Temperatur von etwa 275 bis etwa 400°C gehalten werden, vorsugsweise aber auf einer Temperatur von etwa 900 bis 3500C. In diesem Temperaturbereich kommt es, wenn überhaupt, so allenfalls nur in geringem Umfang zu einer Verflüchtigung des Kohlenstoffs und die Lageanordnung der einzelnen Haarkristalle bleibt im wesentlichen unverändert. Erhitzt man die in dieser Weise einem Verkohlungsvorgang unterworfene Anordung nun hierauf auf eine Temperatur über etwa 500°C und vorzugsweise bis etwa 5500 C und unterhalb jener Temperatur, bei die Faser und das gepulverte Metall Schaden nehmen könnten, so bleiben die äußere Form der Anordnung und die Faserausrichtung in dieser während der Ver-.Do you work with very short fibers, namely with whiskers or Single filaments with a length of less than 2500 microns, the overlay can be layered tend to collapse as the organic matter evaporates. Refractory rough crystals, the length of which is usually less than 200 Microns are particularly prone to providing an injection strand that afterwards warps or deforms in any other way if the burning is improper is made. If you heat the support layer on a temperature in which carbon is already volatilized before essentially the total amount the existing organic matter has been converted into a carbon residue is, the whiskers shift from their position. To achieve an im substantial complete charring in all parts of the assembly except the overlay initially be kept at a temperature of about 275 to about 400 ° C, preferably but at a temperature of about 900 to 3500C. In this temperature range comes if at all, there is only a slight volatility at best of the carbon and the arrangement of the individual whiskers remain essentially unchanged. If the one subjected to a charring process in this way is heated Arrangement now to a temperature above about 500 ° C and preferably up to about 5500 C and below that temperature at which the fiber and powdered metal are damaged the external shape of the arrangement and the fiber orientation remain in this during the ver.

flüchtigung des Kohlenstoffs erhalten. Bei der so erhaltenen, ausgebrannten Auflageschicht handelt es sich dann also um ein Gerippe aus Fasern und Metall, das im wesentlichen noch die Form der ursprünglichen Auflageschicht besitzt und in dem die Fasern noch die gleiche Ausrichtung wie in dieser haben.get carbon volatilization. In the case of the burnt-out one obtained in this way The support layer is then a framework made of fibers and metal that essentially still has the shape of the original support layer and in which the fibers still have the same orientation as in this one.

Sollte das Gerippe noch nicht die erwünschte endgültige Größe und Form aufweisen, eo kann man es entweder für sich allein in der erforderlichen Weise durch Kaltpressen verformen oder es kann nen mehrere solcher ausgebrannter Gebilde oder Gerippe zusammengestellt und einem Kaltverformungsvorgang unterworfen werden. Obwohl auch die so erhaltenen "grünen" Erzeugnisse schon jede erwünschte Größe und Form haben können, sollte das "grüne" Formteil aber noch einem Warmpreßvorgang unterworfen werden, um die Ausbildung eines Mischstrukturgefüges mit einheitlichen Festigkeitseigenschaften zu gewährleisten. If the framework is not yet the desired final size and Have form, eo one can either do it on its own in the required manner deform by cold pressing or there can be several such burnt-out structures or frameworks are assembled and subjected to a cold forming process. Although the "green" products obtained in this way already have any desired size and Can have shape, the "green" molding should, however, still be subjected to a hot pressing process in order to create a mixed structure with uniform strength properties to ensure.

Beim Warmpressen kommen auf alle Fälle die üblichen metallkeramischen Methoden in Anwendung, mag im Einzelfall nun vorgesehen sein, die ausgebrannte Auflageschicht als solche einem Warmpreßvorgang zu unterwerfen, oder möge dies unterbleiben und erst das kaltverformte Produkt durch Warmpressen weiterverarbeitet werden. Zum Erzeugen eines widerstandsfähigen, maßhaltigen Formkörpers genügt für gewöhnlich ein Erhitzen bis etwa auf diejenige Temperatur, bei der das Metall der Grundmasse bei gleichzeitiger Verdichtung sintert, oder bis über diese Temperatur. Die anzuwendenden Temperatur- und Druckbsdingungen hängen natürlich von der Beschaffenheit des jeweils als Grundmasse vorhandenen Metalls ab, da dieses Ja zum Fließen gebracht werden muß. Die auf die Faser aufgebrachte Metallsohicht muß beim Warmpressen nicht zwangsläufig mechanischen VerCnderungen unterliegen) in allgemeinen handelt es sich hierbei um einen sehr dünnen Film, dessen Stärke beispielsweise in der Größenordnung von einigen Millimikron bis zu einem Mikron liegt und der als Verankerungs- oder Bindungsmittel zwischen der hitzebestänligen Faser und dem Metall der Grundmasse dient. So kommen beispielsweise zum Warmpressen eines aus niokelüberzogenen Kersmik-Hasrkristallen und aus Aluminium als Metallgrundmasse bestehenden Gerippes Temperatur in Anwendung, die um etwa 10 bis 50°C unter dem Schmelzpunkt das Aluminiums liegen, 2 wobei man bei Drücken von etwa 70 bis 350 kg/cm arbeitet. Bestsht der auf die hitzebeständige Faser aufgebrachte Beschichtungsfilm aus dem gleichen Metall wie die zusammenhängende Phase der Grundmasse, so kann es zu einem Verschmelzen der Beschichtung und der Grundmasse kommen. Doch wird hierbei die ursprünglich in der metallbeschichteten Faser vorhandene Bindung zwischen Faser und Metall offenbar nicht aufgebrochen. Handelt es sich bei dem Beschichtungsfilm und bei der Grundmasse um verschiedenartige Metalle, so kann beim Warmpressen an der Grenzfläche zwischen Beschichtungsmaterial und Grundmasse in gewissem Umfang eine Legierungsbildung eintreten. In any case, the usual metal-ceramic ones are used for hot pressing Methods in use, the burned-out support layer may now be provided in individual cases as such to be subjected to a hot pressing process, or may this be omitted and only the cold-formed product can be further processed by hot pressing. To the Produce For a robust, dimensionally stable molded body, heating is usually sufficient up to about the temperature at which the metal of the matrix at the same time Compaction sinters, or above this temperature. The applicable temperature and pressure conditions depend, of course, on the nature of each as a matrix existing metal, since this yes must be made to flow. The ones on the Metal layer applied to fibers does not necessarily have to be mechanical during hot pressing Subject to change) in general, this is a very thin film, the thickness of which, for example, of the order of a few millimicrons up to a micron and that as an anchoring or binding agent between the heat-resistant fiber and the metal of the matrix. So come for example for hot pressing a made of nickel-coated Kersmik Hasr crystals and aluminum as a metal matrix existing framework temperature in application, the around 10 up to 50 ° C below the melting point of the aluminum, 2 with pressures of about 70 to 350 kg / cm works. Best of the one applied to the heat-resistant fiber Coating film of the same metal as the continuous phase of the matrix, this can lead to a fusion of the coating and the base material. Indeed becomes the bond originally present in the metal-coated fiber apparently not broken between fiber and metal. It is the coating film and in the case of the matrix around different types of metals, so can with hot pressing the interface between the coating material and the base material to a certain extent alloy formation occur.

Auch in diesem Fall kommt es jedoch offenbar nicht zu einem Aufbrezehen oder zu einer Schwächung der Bindung oder Verankerung zwischen Beschichtung und Faser.In this case too, however, there is apparently no opening up or to a weakening of the bond or anchoring between coating and Fiber.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem ein aus in gerichteter Anordnung vorliegenden, metallbeschichteten, untereinander zusammenhangslosen Fasern und aus einer Metallgrundmasse bestehendes Gerippe aus einer Auflageschicht der in eine zusammenhängende Celluloseharzphase eingebrachten beschichteten Fasern und des ebenfalls in diese eingebrachten Metalls ausgebildet und anschlie ßend dieses Gerippe einem Warmpreßvorgang unterworfen wird, wird eine Möglichkeit zur Herstellung von Formteilen gemischten Strukturgefüges geschaffen, bei denen die in gerichteter Anordnung fest in eine Metallgrundmasse eingebetteten hochfesten Haarkristalle zur Erzielung außergewöhnlich guter Eigenschaften beitragen. Durch die Erfindung wird mithin ein Verfahren zur Herstellung so hochfester und äußerst hitzebeständiger Bauteile wie beispielsweise Raketendüsen, Diffusoren oder Ausströmleitvorrichtungen, Fernwaffen-Außenhautverkleidungen für das Wiedereintauchen in die Atmosphäre, Hitzeschutzisolierungen für Raketenbrennkammern und hitzedämmender Körper aller Art geschaffen. By the method according to the invention, in which a from in directed Arrangement of existing, metal-coated, interrelated fibers and a framework consisting of a metal matrix made up of an overlay layer of the coated fibers incorporated into a coherent cellulose resin phase and of the metal also introduced into this and then ßend this Hot-pressing of the framework becomes one way of manufacturing Structural structure mixed by molded parts created where the high-strength ones firmly embedded in a metal base in a directed arrangement Hair crystals contribute to the achievement of exceptionally good properties. By the invention thus becomes a method of manufacturing so high strength and extreme heat-resistant components such as rocket nozzles, diffusers or outflow guide devices, Remote weapon outer skin cladding for re-immersion in the atmosphere, heat protection insulation created for rocket combustion chambers and heat-insulating bodies of all kinds.

Die nachfolgenden Ausfu'.hrungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind nicht in einem diese irgendwie einschränkenden Sinn aufzufassen. The following exemplary embodiments serve to explain the Invention and are not to be construed in any way restrictive sense.

Ausführungsbei spiel 1 Als Verstärkungsfasern wurden in diesem Ausführungsbeispiel Silioiumcarbid-Eaarkristalle mit einer Durohßchnittslänge von weniger als 70 Mikron und einem durchschnittlichen Längen-Stärken-Verhältnis von etwa 20 zu 1 bis 40 zu 1 benutzt. Die Haarkristalle wurden vor dem Beschichten mit dem Metall gereinigt, indem sie zunächst ein bis zwei Minuten in einer loprozentigen wäßrigen Fluorwasserstofflösung gewaschen, hierauf mit destilliertem Wasser abgespült, für die Zeitdauer von ein bis zwei Minuten in eine auf einer Temperatur von 82°C gehaltene wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 70 g SnC12 und 40 ml HC1 je Liter eingetaucht, abermals mit destilliertem Wasser abgespült, für ein bis zwei Minuten in eine auf einer Temperatur von etwa 82°C gehaltene wäßrige Lösung mir einem Gehalt von 0,1 g PdCl2 und 1 ml HOl je Liter eingetaucht und schließlich nochmals mit destilliertem Wasser abgespült wurden. Die gewaschenen Haarkristalle wurden mit einer Nickelschicht überzogen, indem eine Menge von 0,86 g der Haarkristalle für die Zeitdauer von einer Minute in einen Liter einer auf etwa 10000 erhitzten Beschichtungslösung tom Ph 6 eingetaucht wurde, die in der angegebenen Wassermenge 30 g Nickelchlorid, 10 g Natriumhypophosphit und 10 g Natriumcitrat enthielt. Nach dem Entnehmen der Haarkristalle aus der Lösung und dem Trocknen bei 1000C lag eine Menge von 1,3 g nickelbeschichteter Haarkristalle vor. Ausführungsbei game 1 As reinforcing fibers were in this embodiment Silicon carbide ear crystals with a durometer section length of less than 70 microns and an average length to strength ratio of about 20 to 1 to 40 to 1 used. The whiskers were cleaned before coating with the metal, by first immersing them in a 10 percent aqueous hydrogen fluoride solution for one to two minutes washed, then rinsed with distilled water, for a period of one to two minutes in an aqueous solution kept at a temperature of 82 ° C with a content of 70 g SnC12 and 40 ml HC1 per liter immersed, again with Rinsed in distilled water for one to two minutes in one on one temperature Aqueous solution kept at about 82 ° C with a content of 0.1 g PdCl2 and 1 ml Dipped HOl per liter and finally rinsed off again with distilled water became. The washed whiskers were coated with a layer of nickel, adding 0.86 g of the whiskers for one minute immersed in one liter of a Ph 6 coating solution heated to about 10,000 was that in the specified amount of water 30 g of nickel chloride, 10 g of sodium hypophosphite and contained 10 g of sodium citrate. After removing the whiskers from the solution and drying at 1000 ° C. there was an amount of 1.3 g of nickel-coated whiskers before.

Ein gepulvertes handelsübliches Aluminium wurde kurz mit verdünnter Säure gewaschen und mit destilliertem Wasser gespült, worauf 2,86 g des gewaschenen Pulvers für die Zeitdauer von einer Minute in einen liter einer auf etwa 1000C gehaltenen Besehichtungslösung eingetaucht wurden, die in der angegebenen Wassermenge 21,4 g Nickelchlorid, 24 g Natriumhypophosphit, 21 g Natriumnitrat und 1 g Natriumfluorid enthielt. Nach dem Trocken wurden in dieser Weise etwa 3,7 g eines nickelbeschichteten Aluminiumpulvers erhalten. A powdered commercial aluminum was briefly diluted with Acid washed and rinsed with distilled water, whereupon 2.86 g of the washed Powder for a period of one minute in one liter of one kept at about 1000C The coating solution was immersed in the specified amount of water 21.4 g nickel chloride, 24 g sodium hypophosphite, 21 g sodium nitrate and 1 g sodium fluoride contained. After drying in this manner, about 3.7 g of a nickel-coated Obtain aluminum powder.

Die nickelbeschichteten Haarkristalle und das in der vorbeschriebenen Weise mit Nickel beschichtete Aluminiumpulver urden in 30 ml einer Chloroformlösung mit einem Gehalt von 13,3 Getichtsprozent Cellulosetriacetat gegeben und die Gesamtmenge wurde in einem Mischer gleichmäßig verrührt. Das so erhaltene Gemisch wurde hierauf mit 10 il Chloroform verdünnt und dieses verdünnte Gemisch wurde zum Spinnen durch eine Glasaustrittsöffnung mit einer lichten Weite von 1,02 mm in ein Bad von Stoddard-Solvent gespritzt, worauf der Spritzfaden auf eine Drehtrommel mit einem Durchmesser von 133 mm aufgewickelt wurde. Die aufgewickelten Spritzfadenabschnitte wurden noch auf der Trommel zur Ausbildung einer Matte aneinandergedrückt und die Matte wurde mit einer 4prozentigen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol durchtrankt und bei 800C in einem Trockenschrank getrocknet. Die getrocknete Matte wurde hierauf von der Trommel heruntergeschnitten, im angefeuchteten Zustand zwischen zwei Platten flachgedrückt und in 102 mm breite Streifen zerschnitten. The nickel-coated whiskers and that in the above Aluminum powders coated with nickel in 30 ml of a chloroform solution given with a content of 13.3 Gichtsprozent cellulose triacetate and the total amount was stirred evenly in a mixer. The mixture thus obtained was then added diluted with 10 µl of chloroform and this diluted mixture was used for spinning through a glass outlet opening with a clear width of 1.02 mm into a bath of Stoddard-Solvent sprayed, whereupon the spray thread on a rotating drum with a diameter of 133 mm has been wound. The wound filament sections were still on the drum to form a mat and the mat was soaked with a 4 percent aqueous solution of polyvinyl alcohol and with 800C dried in a drying cabinet. The dried mat was then taken from cut down the drum, in the moistened state between two plates pressed flat and cut into strips 102 mm wide.

Die organische Substanz wurde verflüchtig, indem zunächst innerhalb von 1,5 Stunden an der Luft auf etwa 351°C erhitzt wurde, worauf die Temperatur innerhalb von 2,5 Stunden von 3510C auf 44100 gesteigert wurde, U schließlich den Körper etwa 4,5 Stunden zunächst in einer Stickstoffatmosphäre, hierauf dann in einer Wasserstoffatmosphäre auf der hohen Temperatur zu halten. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur in einer Stickstoffatmosphäre wurde der ausgebrannte Streifen in eine Stahlform der Abmessungen 25,4 x 12,7 mm gegeben und bei Raumtemperatur unter Anlegen eines Drucks von 15,75 kg/mm² verppreßt. Der gespreßte Probekörper wurde hierauf in einem Quarzschiffchen einem Sinterungsvorgang unterworfen, wobei im Verlauf von etwa 2,5 Stunden in einer Wasserstoffatmosphäre von 337°C auf 6600C erhitzt, sodann die Temperatur etwa 3 Stunden auf 6000C gehalten und im Verlauf etwa einer weiteren Stunde in einer Wasserstoffatmosphäre a'zf 4070C abgekühlt wurde, bevor der Körper der Luft ausgesetzt wurde. Hierbei wurde ein widerstandsfähiges Produkt gemischten Strukturgefüges erhalten, bestehend aus Silioiumcarbid-Haarkristallen, die durch Nickel an eine in kontinuierlicher Phase vorliegende Grundmasse von Aluminium gebunden waren.The organic matter was volatilized by initially being inside was heated to about 351 ° C for 1.5 hours in air, whereupon the temperature was increased from 3510C to 44100 within 2.5 hours, U finally den Body in a nitrogen atmosphere for about 4.5 hours, then in a hydrogen atmosphere at the high temperature. After cooling down the burned-out strip became at room temperature in a nitrogen atmosphere placed in a steel mold measuring 25.4 x 12.7 mm and at room temperature pressed while applying a pressure of 15.75 kg / mm². The pressed test specimen was then subjected to a sintering process in a quartz boat, with from 337 ° C to 6600 ° C in about 2.5 hours in a hydrogen atmosphere heated, then the temperature about 3 hours 6000C held and for about an additional hour in a hydrogen atmosphere a'zf 4070C cooled before exposure to air. This was a tough one Product with a mixed structure, consisting of silicon carbide whiskers, which by nickel to a basic mass of aluminum present in a continuous phase were bound.

Ausführungsbeispiel 2 Siliciumcarbid-Haarkristalle der im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben Art wurden durch einstündiges Eintauchen in eine auf einer Temperatur von 90°C gehaltene handelsübliche nichtgalvanische Vernickelungslössung mit Nickel überzogen, wobei es sich bei dieser Lösung um einen gelösten Nickelkomplex handelt, der sich beim Eintauchen bestimmter Materialien in die Lösung unter Abscheidung von Nickel zersetzt Bei der Untersuchung der metallbeschichteten Haarkristalle unter dem Abtastelektronenmikroskop zeigte sieh, daß diese gleichmäßig mit einem sehr dünnen Metallfilm überzogen waren. Ein Menge von 0,63 g der metallbeschichteten Haarkristalle wurde mit 4,84 g eines handelsüblichen gepulverten Silbers und mit 40 g einer Lösung mit einem Gehalt von 10 Gewichtsprozent Cellulosezeetat in Methylacetat zu einem einheitlichen Gemisch verarbeitet. Das in dieser Weise angesetzte Gemisch wurde durch eine verjüngt zulaufende Glasanstrittsöffnung mit einem von 0,51 mm auf 0,76 mm ansteigenden Durchmesser mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von etwa 3 ml pro Minute in ein Bad von Stoddard-Solvent gespritzt. Der Spritzfaden, im nachstehenden als Strang bezeichnet, wurde durch eine Quervorsohubführung hindurchgeführt und mit einer Geschwindigkeit von 12,8 Meter pro Minute auf eine Trommel mit einem Durchmesser ton 133 mm aufgewickelt, wobei die Trommel mit einer Geschwindigkeit umlief, bei welcher der Strang von der Bodenwandung des Bades ein wenig abgehoben blieb und beim Aufwickeln verstreckt wurde. Die Quervorschubführung bewegte sioh entlang der Trommelachse mit einer Geschwindigkeit von 10,2 mm pro Minute fort, so daß sich auf der Trommel jede Strangwindung mit der ihr nächstgelegenen berührte. Der Strang war beim Austritt aus dem Bad etwas klebrig, so daß sich eine zalsammenhängende Matte bildete. Das Spritzen wurde fortgesetzt, bis in der latte zwei Wicklungslagen des Stranges aufeinandergeschichtet waren. Embodiment 2 silicon carbide whiskers in the embodiment 1 type were described by immersion for one hour in an at one temperature Commercially available, non-galvanic nickel-plating solution with nickel held at 90 ° C coated, this solution being a dissolved nickel complex, which occurs when certain materials are immersed in the solution under deposition decomposed by nickel When examining the metal-coated whiskers underneath The scanning electron microscope showed that this was uniform with a very were coated with a thin metal film. A quantity of 0.63 g of the metal-coated Hair crystals were made with 4.84 g of a commercially available powdered silver and with 40 g of a solution containing 10 percent by weight of cellulose acetate in methyl acetate processed into a uniform mixture. The mixture prepared in this way was through a tapered glass face opening with a diameter of 0.51 mm to 0.76 mm increasing diameter with a throughput speed of approx Squirted 3 ml per minute into a bath of Stoddard solvent. The spray thread, in the following referred to as a strand, was passed through a transverse pre-lift guide and at a speed of 12.8 meters per minute onto a drum with a diameter ton 133 mm wound with the drum revolving at one speed which the strand remained a little lifted from the bottom wall of the bath and was stretched during winding. The cross feed guide moved along the Drum axis continued at a speed of 10.2 mm per minute, so that on the drum, each turn of the strand touched the one closest to it. The strand was a bit sticky when leaving the bathroom, so that it stuck together Mat made. The spraying continued until in the bar two winding layers of the strand were stacked on top of one another.

Die latte wurde auf der Trommel belaseen bis sie trocken war, hierauf durch ein kurzes Durchtränken mit Wasser erweicht, von der Trommel heruntergeschnitten und flachgedrückt. Eine Untersuchung der latte ergab, daß die Siliciumcarbid-Haarkristalle in übereinandergreifender Anordnung parallel ausgerichtet waren, wobei das Silber pulver gleichmäßig dazwischen verteilt war. Das Volumverhältnis des Silbers zum Siliciumoarbid belief sich in der latte auf etwa 70 zu 30.The latte was left on the drum until it was dry, then softened by a brief soak in water, cut off the drum and flattened. An examination of the latte showed that the silicon carbide whiskers aligned in parallel, one above the other, with the silver powder was evenly distributed between them. The volume ratio of the silver to the Silicon carbide was about 70/30 in the latte.

Aus der Matte wurden Scheiben mit einem Durchmesser von 22,2 mm herausgesehnitten, die bei gleicher Faserausrichtung zu einer Höhe von 25 mm übereinandergestapelt wurden. Zum Ausbrennen des Celluloseacetate wurde die Schichtenanordnung auf einer Keramikplatte an der Luft zunächst eine halbe Stunde auf 35000 und danach noch eine Stunde auf 5500C erhitzt. Das hierbei gebildete Gerippe' wurde dann in eine Graphitform mit einem Durchmesser von 22«2 mi eingelegt und zunächst im Verlauf von etwa 2,25 Stunden in einer Argonatmosphäre unter Anlegen eines Drucks von 680 kg von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 818°C und hierauf im Verlauf etwa der nächsten 1,2 Stunden unter Anlegen eines Drucks von 907 kg auf 9040C erhitzt. Nachdem bei einer Druckeinwirkung von 907 kg etwa eine Stunde auf 904 bis 919°C erhitzt worden war, wurde das Erhitzen beendet und die Form blieb der Abkühlung überlassen, wobei aber die Druckeinwirkung aufrechterhalten wurde. Das Preßteil war ohne Schwierigkeiten aus der Form zu entnehmen. Zur Vorbereitung einer mikroakopisohen Untersuchung wurde es im Rahmen eines metallographischen Poliervorgangs zunächst mit Sandpapier der Körnungen 320, 400 und 600 abgeschmirgelt und anschließend auf einem Tuch mit -tiefen Noppen mit Tonerde bearbeitet. Mikrophotographien ließen eine gute Dispersion und die gerichtete Anordnung erkennen. Der polierte Körper wurde dann zerschnitten, so daß für die Biegeprüfung Probekörper der folgenden Abmessungen erhalten wurden: Nr.1: 19,05 * 5,35 * 2,97 mm Nr. 2s 19205 x 3,16 x 2,84 mm Bei der Biegeprüfung der Probekörper wurden jeweils die gleichen Bedingungen eingehalten; hierbei beliefen sieh die Ansprechempfindlichkeit auf 2,27 kg, der Gleitbackenverschub auf 0,51 u pro Minute und die Meßlänge auf 12,7 mm. für jeden der Probekörper 1 und 2 wurden Biegefestigkeitswerte von 6939 kg/cm² beziehingsweise von 6492 kg/cm² ermittelt. Discs with a diameter of 22.2 mm were cut out of the mat, which are stacked to a height of 25 mm with the same fiber orientation became. To burn out the cellulose acetate, the layer arrangement was on a Ceramic plate in the air first half an hour to 35,000 and then another Heated to 5500C for an hour. The skeleton thus formed was then turned into a graphite mold with a diameter of 22-2 mi inserted and initially in the course of about 2.25 Hours in an argon atmosphere while applying a pressure of 680 kg from room temperature to a temperature of 818 ° C and then over the course of about 1.2 hours heated to 9040C while applying a pressure of 907 kg. After under pressure of 907 kg had been heated to 904 to 919 ° C for about one hour, the heating was stopped finished and the mold was left to cool, but the action of pressure was maintained. The pressed part could be removed from the mold without difficulty. In preparation for a microacopic examination, it was carried out as part of a metallographic First sandpaper with 320, 400 and 600 grit sandpaper and then worked with clay on a cloth with deep knobs. Photomicrographs indicated good dispersion and directional arrangement. The polished one The body was then cut up so that specimens of the following were used for the flexural test Dimensions obtained were: No. 1: 19.05 * 5.35 * 2.97 mm No. 2s 19205 x 3.16 x 2.84 mm During the bending test of the specimens, the same conditions were applied in each case adhered to; this was the responsiveness on 2.27 kg, the sliding jaw displacement to 0.51 u per minute and the measuring length to 12.7 mm. for each of the specimens 1 and 2, the flexural strength values were 6939 kg / cm² or 6492 kg / cm².

Zu Vergleichszwecken wurden die obenbeschriebenen Arbeitsgange wiederholt, wobei die Siliciumcarbid-Haarkristalle jedoch unbeschichtet blieben. Das Auslassen des Verfahrensschriten der Schichtaufbringung hatte zur Folge, daß ein Biegefestigkeitswerk von nur 4920 kg/cm2 erzielt wurde. Durch das in der hier beschriebenen Weise vorgenommene Beschichten der Haarkristalle mit nickel wurde also eine rund dreißigprozentige Erhöhung der Biegefestigkeit bewirkt. For comparison purposes, the operations described above were repeated, however, the silicon carbide whiskers remained uncoated. The omission of the process step of layer application resulted in a flexural strength work of only 4920 kg / cm2 was achieved. By doing in the manner described here So coating the whiskers with nickel was around thirty percent Increases the flexural strength causes.

Die im obigen in ihren Einzelheiten beschribenen Ausführungsformen der Erfindung sind nicht in einen diese einschäukenden Sinn aufzufassen, da Abänderungen und Modifikationen möglich sind, die gleichfalls in den Rahmen der Erfindung fallen. The embodiments described in detail above of the invention are not to be construed in an intimidating sense, as modifications and modifications are possible which also fall within the scope of the invention.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Process for the production of coated fibers containing Products with a mixed structure, characterized in that a dispersion, which (1) a powdered metal and (2) interrelated, pre-strengthening effective, heat-resistant fibers, the surfaces of which are covered with a thin, adhesive Film of a metal coated in (3) a solution of a cellulose resin or contains a reyen-forming compound to produce an elongated body i no precipitation is sprayed; from sections of this body an overlay layer is anagefermt for a process, the organic substance from the overlay is burned out, leaving a skeleton; and this skeleton for production a product with a mixed structure in which the fibers are in parallel alignment i ne a metal matrix are embedded, is subjected to a hot pressing process.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fibers and the powdered metal are dispersible in a solution of a cellulosic resin.

3. Vefuhren according to claim 1, characterized in that the fibers and the powdered metal is dispersed in a solution of cellulose acetate.

4. The method according to claim 1, characterized in that the powdered Metal with a thin, adherent film of a metal other than powder-coated Metal is coated.

5. The method according to claim 1, characterized in that it is the powdered metal is aluminum.

60 The method according to claim 1, characterized in that it The powdered metal is silver

7. The method according to claim 1, characterized characterized in that the powdered metal is nickel-plated Aluminum dealers.

8. The method according to claim 1, characterized in that it is the fibers are whiskers.

9. The method according to claim 1, characterized in that it is at the fibers are silicon carbide hear crystals.

10. The method according to claim 1, characterized in that it is the adherent film is nickel.

11. The method according to claim 1, characterized in that the incidence layer when burning the organic matter to a temperature up to m 400 0C is heated, whereupon the so obtained, charred overlay layer on at least 500 ° C and at a temperature below that temperature at which the fibers or the metal could be adversely affected, is heated.