JP2001500571A - Metal matrix composite tape - Google Patents

Metal matrix composite tape

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JP2001500571A JP10513881A JP51388198A JP2001500571A JP 2001500571 A JP2001500571 A JP 2001500571A JP 10513881 A JP10513881 A JP 10513881A JP 51388198 A JP51388198 A JP 51388198A JP 2001500571 A JP2001500571 A JP 2001500571A
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Abstract

(57)【要約】 連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法。該方法は、複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と、統合装置を用意する工程と、統合手段のまわりに無反応環境を用意する工程と、該複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を該整列手段に送って、該連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列させる工程と、該連続する金属マトリックス被覆繊維を該統合手段に送って、該連続する金属マトリックス被覆繊維を金属マトリックス複合材テープに統合する工程とを含む。該統合装置は、該連続する金属被覆繊維を連続する金属マトリックス複合材テープに統合する統合手段と、該統合手段のまわりに無反応環境を用意する手段と、該連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列させる整列手段とを備えている。 (57) [Abstract] A method for producing a continuous metal matrix composite tape. The method comprises the steps of providing a plurality of continuous metal matrix coated fibers, providing an integrated device, providing a non-reactive environment around the integrating means, and providing the plurality of continuous metal matrix coated fibers. Sending the continuous metal matrix-coated fibers to the integration means to send the continuous metal matrix-coated fibers to the integration means to send the continuous metal matrix-coated fibers to the metal matrix composite; Integrating into a tape. The integrating device includes an integrating means for integrating the continuous metal-coated fiber into a continuous metal matrix composite tape, a means for providing a non-reactive environment around the integrating means, and a longitudinally extending continuous metal matrix-coated fiber. Alignment means for aligning in the direction.

Description

【発明の詳細な説明】 金属マトリックス複合材テープ 米国政府の権利 米国政府は、本発明における払込済ライセンス有し、国防省高度研究プロジェ クト庁（ＤＡＲＰＡ）が認定する契約書第ＭＤＡ ９７２−９０−Ｃ−００１８ 号の条件に定められているように、妥当な条件で他者にライセンスを授与するよ うに特許所有権者に要求する権利を有する。 発明の背景 金属マトリックス複合材（ＭＭＣ）テープは、航空機、自動車等の部品など、 軽量耐久構造物の製作に利用される。そのような構造物として、例えば、送風機 翼等の回転部品、外被、平面パネル、ディスク、リング等などがある。金属マト リックス複合材テープは、その高い比強度（すなわち、高い強度対重量比）およ び常温時と高温時の剛性のため、航空機のエンジン部品の製造に特に好ましい。 金属マトリックス複合材テープは一般に、金属合金繊維、セラミック繊維、炭 化ケイ素繊維、炭素繊維等の高強度耐熱性繊維といった繊維強化材を含んでいる 。ベリリウムおよび銅といったマトリックス金属が知られているが、金属被膜（ すなわち、金属マトリックス）には、一般に、チタン、アルミニウム、およびこ れらから成る合金が含まれる。金属マトリックスは、物理蒸着法、ソリューショ ンコーティング、プラズマ溶射等によって積層する。その後、被覆された繊維を 金属マトリックス複合材テープに統合する。 ＭＭＣテープからの構造体の作製は、「グリーンプリフォーム」 の積層および統合を伴う。グリーンプリフォームは、製作技術に応じて３０％か ら８０％の間で相対充填密度が変動しうる部分的に高密度な金属マトリックス複 合材、と定義される。プリフォーム製作方法は、例えば、チタン箔の繊維マット への積層（箔／繊維／箔）;プラズマ溶射被覆繊維の積層;チタン粉末の繊維への 積層（テープキャスティングと呼ぶ）;金属ワイヤおよび繊維の積重ねまたは巻 付け；および金属被覆繊維（ｅ−ビーム被覆繊維）の積重ねなど、数多く存在す る。最後の２つ方法では、繊維は有機結合剤と共に固定され、統合する前に有機 結合剤が除去される。その後、グリーンプリフォームは所望の形状に切断され、 真空状態の器具に封入され、次いで静水圧力（ＨＩＰ）下で高温で統合される。 そのような統合手順では、器具の設計に際して、部分的に高密度な複合材のプ リフォームを考慮に入れなくてはならない。体積変化が大きいので、ディスクや リングなどの複雑な部品用に設計される器具は複雑化する。複合材料の積層、治 工具の製作、脱ガスＨＩＰの実施、および治工具からの複合材料の取外しは、面 倒で費用がかかる作業である。 更に高密度な（例えば、相対充填密度が少なくとも７５％の）ＭＭＣテープ、 特に連続的な（すなわち、少なくとも長さ６ｍの）モノテープ（すなわち、繊維 を長手方向に１層だけ並べたテープ）は、多くの部品の製作を容易化する、より 好ましいプリフォームとなるであろう。そのようなテープは積層しやすく、しか も、必要なのは簡単なＨＩＰ結合サイクルだけである。高密度であることによっ て収縮量が減少するので、必要治工具も、より単純なものでよい。そのようなテ ープは、既存のグリーンプリフォームを越える大きな利益を提供するであろう。 発明の開示 本発明は、連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法を提供する もので、複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と；統合手段 と整列手段とを備える統合装置を用意する工程と；該統合手段のまわりに無反応 環境を用意する工程と；該複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を該整列手 段に送って、連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列させる工程と ；該長手方向に整列された連続する金属マトリックス被覆繊維を該統合手段に送 り、該連続する金属マトリックス被覆繊維を金属マトリックス複合材テープに統 合する工程とを含む。統合装置は、連続する金属被覆繊維を連続する金属マトリ ックス複合材テープに統合するための統合手段と；該統合手段のまわりに無反応 環境を用意する手段と；連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列さ せる整列手段とを備えている。 該方法の好適実施態様は、複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意す る工程と；閉鎖容器と、供給スプールと、整列手段と、統合手段と、収集スプー ルとを備えた統合装置を用意する工程と；該閉鎖容器内に無反応環境を用意する 工程と；該供給スプールから該整列手段に該複数の連続する金属マトリックス被 覆繊維を送って、該繊維を長手方向に整列させる工程と；該長手方向に整列され た連続する金属マトリックス被覆繊維を統合手段に送って、該連続する金属マト リックス被覆繊維を金属マトリックス複合材テープに統合する工程と；該収集ス プールに該金属マトリックス複合材を収集する工程とを備えている。該統合装置 は、閉鎖容器と；該閉鎖容器内に無反応環境を用意する手段と；複数の連続する 金属マトリックス被覆繊維を上に備えた供給スプールと；該連続する金属マトリ ックス複合材テープを収集する収集スプール と；該供給スプールと該収集スプールの間に配置された、該閉鎖容器内で該連続 する金属被覆繊維を連続する金属マトリックス複合材テープに統合する統合手段 と；該供給スプールと該統合手段の間に配置された、連続する金属マトリックス 被覆繊維を長手方向に整列させる整列手段とを備えている。 また、複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と；統合手段 を用意する工程と；該統合手段のまわりに無反応環境を用意する工程と；該複数 の連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列する工程と；該長手方向 に整列された連続する金属マトリックス被覆繊維を該統合手段に送って、該連続 する金属マトリックス被覆繊維を金属マトリックス複合材テープに統合する工程 とを備えた、連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法も提供され る。 また、前述の方法に従って作製された金属マトリックス複合材テープも提供さ れる。本発明による金属マトリックス複合材テープは、少なくとも約６メートル の長さを備え、長手方向に整列された複数の連続する非接触強化繊維を含む少な くとも１つの層を含み、相対充填密度が少なくとも約７５％、長手方向の表面粗 さが約２５マイクロメータ以下、横方向の表面粗さが約２５マイクロメータ以下 であることが好ましい。 本発明は、中心軸を有し、該中心軸に垂直な平面を貫いて連続螺旋状に延在す る統合された金属マトリックステープをから成る繊維強化金属マトリックス複合 材製品（好ましくは、リング）を提供するものでもある。また、そのような製品 を作製する方法も提供される。該方法は、中央芯材のまわりに、一定間隔をおい た金属マトリックス複合材テープアレイを連続螺旋状に巻き付けたものを統合す る工程を含み、統合前、該金属マトリックス複合材テープは、少な くとも長さ約６メートルであり、長手方向に整列された複数の連続する非接触強 化繊維を含む少なくとも１つの層を含み、相対充填密度が少なくとも約７５％で ある。 図面の簡単な説明 図１は、本発明のＭＭＣテープを作製する本発明の方法で利用する統合装置の 模式図である。 図２は、図１の統合装置で使用する整列手段（ガイドチューブ）の模式図であ る。 図２ａは、図２の整列手段の、線２ａについての断面図である。 図３は、図１の統合装置で利用する整列手段の別の実施態様（ガイドロッド） の模式図である。 図３ａは、図３の整列手段のガイドロッドの模式図である。 図４は、図１の統合装置で使用する整列手段の更に別の実施態様（連動ロール ）の模式図である。 図４ａは、図４の連動ロールの側面図である。 図４ｂは、図４の連動ロールの正面図である。 図５ａは、ＭＭＣモノテープに統合する前の、１平面内に長手方向に整列した 金属マトリックス被覆繊維の断面図である。 図５ｂは、ＭＭＣモノテープに統合する前の、図５ａのものより更に密に詰め た配置で長手方向に整列した金属マトリックス被覆繊維の断面図である。 図５ｃは、本発明のＭＭＣモノテープの断面図である。 図６ａは、本発明ＭＭＣモノテープを３層にしたときの略六角ア レイの断面図である。 図６ｂは、本発明ＭＭＣモノテープを３層にしたときの矩形アレイの断面図で ある。 図７は、繊維強化金属マトリックス複合材のリングの斜視図である。 図７ａは、図７のリングの、線７ａについての断面図である。 詳細な説明 本発明は、連続する金属マトリックス複合材（ＭＭＣ）テープを作製する方法 と、それによって作製されるＭＭＣテープとを提供するものである。本発明は、 統合されたＭＭＣテープ層から作製される繊維強化金属マトリックス複合材製品 （好ましくは、リング）と、そのような製品を作製する方法を提供するものでも ある。金属マトリックス複合材テープは連続していて、長手方向に整列された複 数の連続する非接触強化繊維を含む少なくとも１つの層を有している。金属マト リックス複合材テープは連続モノテープ（すなわち、長手方向に整列された複数 の連続する非接触強化繊維を含む単層）から成ることが好ましい。 本明細書で使用される「連続する」という用語は、長さが少なくとも約６メー トルのテープのことを指す。しかしながら、テープは一般にもっと長くすること もできる。本発明によるＭＭＣテープは、好ましくは少なくとも約２０メートル 、更に好ましくは少なくとも約３０メートルである。「長手方向に整列」という 用語は、テープの長さに沿って平行に整列することを指す。「非接触」という用 語は、各強化遷移の間の金属マトリックスにより、長手方向に整列さ れたそれぞれの強化繊維が接触しないことを指す。いずれか任意の強化繊維が、 例えばヤーンやトウのように複数の接触フィラメントを備えた二次構造を持って いてもよいが、強化繊維自体は、一次構造の金属マトリックスによって分離され ている。 また、意義深いことに、本発明による連続ＭＭＣテープが比較的滑らかな表面 を持っている(すなわち、表面粗さが小さい)。表面粗さは、表面の山と谷の間の 平均振幅によって決まる。具体的に述べると、表面粗さ（ｈ）は、評価長内の中 心線からの輪郭偏差の絶対値の算術平均と定義される。表面粗さは、横方向（す なわち、繊維軸と垂直な方向）と長手方向（すなわち、繊維軸と平行な方向）の ２方向について設定できる。 表面粗さは、日本国のミツトヨから商品名称「ＳＵＲＦＥＳＴ ２１１」で販 売されているもののような粗面計を利用して測定できる。長手方向（ｈl）につ いても、横方向（ｈt）についても、本発明のＭＭＣテープの表面粗さは、約２ ５マイクロメータ以下、好ましくは約１５マイクロメータ以下、更に好ましくは 約１０マイクロメータ以下、最も好ましくは５マイクロメータ以下である。それ に反して、炭化ケイ素繊維で補強されるチタンプラズマ溶射テープの表面粗さは 、横方向についても、長手方向についても、一般に約４５マイクロメータである 。これらはエルゼイ他著「Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌｌ．Ｍａｔｅｒ.」４１，２２ ９７−２３１６（１９９３）に報告されている平均アスペリティ高さに基づいて 計算できる。 長手方向に整列された複数の金属マトリックス被覆繊維を統合してテープを形 成するときに、表面粗さが強化繊維の曲げや破損の原因となることがあるので、 本発明による連続ＭＭＣテープの表面粗さが比較的小さいということは重要であ る。２つの表面ピーク間で繊維が偏っていると、繊維軸に沿って曲げが生じるこ とがある。従 って、表面粗さが小さいほど、繊維の損傷が少ない。長手方向の大きな表面粗さ は、統合時の繊維損層の主原因である。詳細に述べると、意義深いことに、一般 に本発明のテープの好適実施態様の横方向の表面粗さは約５マイクロメータ以下 であり、長手方向の表面粗さは約３マイクロメータ以下である。 意義深いことに、本発明によるＭＭＣテープの相対充填密度が少なくとも約７ ５％であり、好ましくは少なくとも約８５％である。それに反して、炭化ケイ素 繊維で補強されるチタンプラズマ溶射テープの相対充填密度は一般に、エルゼイ 他著「Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌｌ．Ｍａｔｅｒ.」４１、２２９７−２３１６（１ ９９３）に報告されているように、約６０〜７０％である。相対充填密度は、互 いに積み重ねた複数のテープ層の総体密度と定義される。これらの層は、永久接 着せずに、ただ積み重ねられている(例えば、複数テープ層を製品に統合する前) 。したがって、相対充填密度は表面粗さの関数である。 相対充填密度は、テープ断面の画像分析を利用して、テープの単一プライ（す なわち、単一層）について直接に測定できる。その後、テープは鏡面仕上に研磨 される。次に、ワシントンＤ．Ｃ．国立衛星研究所から入手できるソフトウェア であるＮＩＨイメージソフトウェアといった画像分析用のソフトウェアによって 、研磨後の断面の画像を分析できる。最初に、想像上の長方形フレームが、ＭＭ Ｃテープを囲む最も小さい長方形の境界を描くように設定される。該画像分析ソ フトウェアによって、テープが占める総表面積と、前述の長方形外枠の総表面積 が、測定される。これら２つの面積の比によって、相対充填密度（すなわち、テ ープ表面積÷長方形外枠の表面積）が定められる。 本発明による金属マトリックス複合材テープは、（金属合金また はメタロイドを含むことができる）金属と、強化繊維とから構成されるマトリッ クスを含んでいる。強化繊維は、モノフィラメントであっても、ヤーン（複数モ ノフィラメント撚糸系）であっても、トウ（複数モノフィラメント非撚糸系）で あってもよい。適切なヤーンまたはトウは、一般に、約４００本〜約７８００本 の独立したフィラメントを有する。ヤーンまたはトウの直径は、一般に約０．２ ミリメートル〜約１５ミリメートルである。適切なモノフィラメントの直径は、 一般に、約０．０５ミリメートル〜約０．２５ミリメートルである。繊維の交差 を回避するために、強化繊維はモノフィラメントであることが好ましい。 適切な強化繊維は、周知組成の種々繊維のいずれかを含む。強化繊維は、好ま しくは、比較的に高強度で、金属マトリックスと比較すると一般に延性が制限さ れて低く、本発明によるＭＭＣテープから作製した製品が、高応力(例えば、１ ４００ＭＰａ)、高温（例えば、４００℃以上）などの過酷な使用条件に耐えら れるように、金属マトリックスを補強する。高強度耐熱性繊維の例として、ボロ ン、炭化ケイ素、耐熱金属、グラファイト、アルミナ、および他のセラミック繊 維などがある。そのような繊維は、強化繊維の繊芯を囲む他の材料の保護コーテ ィングまたは層を備えることができる。そのような「被覆」繊維の例として、炭 素被覆炭化ケイ素繊維などがある。好ましくは、強化繊維は、炭化ケイ素繊維、 ホウ素繊維、サファイア繊維、二ホウ化チタン繊維、アルミナ繊維、またはそれ らの混合物である。強化繊維は、金属マトリックスを被覆する前に、保護コーテ ィング材料で被覆してもよいし、しなくてもよい。更に好ましくは、強化繊維は 、しばしば薄い保護炭素コーティングで被覆された炭化ケイ素繊維である。 本発明による連続ＭＭＣテープの金属マトリックスには、高応力 （例えば、１４００ＭＰａ）や高温（例えば、４００℃以上）などの過酷な使用 条件に耐えられる種々の金属または金属合金が含まれる。金属マトリックスは、 動作環境および耐酸化性を維持する高強度で軽量の金属または金属合金であるこ とが好ましい。金属マトリックス材料として、例えば、チタン、アルミニウム、 ニッケル、バナジウム、モリブデン、スズ、クロム，ジルコニウム、タンタル， ニオブ、鉄、ケイ素、コバルト、およびこれらからなる種々の合金などがある。 好ましくは、金属マトリックスはチタン系合金（すなわち、組成物の少なくとも ５０重量部がチタンである合金）である。適切なチタン系合金の例として、チタ ン／アルミニウム／バナジウム合金などがある。好適な合金は、チタン／アルミ ニウム／バナジウムＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（アルミニウム６重量％とバナジウム５ 重量％を含む）である。金属マトリックスは繊維の被膜として提供されるが、繊 芯を持たないワイヤまたはリボンとしても提供され、金属マトリックス被覆繊維 と組み合わせて使用されることが可能である。 本発明による連続ＭＭＣテープは金属マトリックス被覆繊維および選択的に金 属マトリックスのワイヤ、リボンまたは箔を統合することによって作られる。例 えば、金属マトリックス被覆繊維と金属マトリックスワイヤは、交互に１つの層 に並べて以下に記載の統合装置に供給して、金属マトリックス被覆繊維を単独で 使用した場合よりも、金属マトリックスの容量が大きいＭＭＣを形成することが できる。 金属マトリックス被覆繊維の場合、一般に金属マトリックスの被膜は、金属マ トリックス被覆繊維を統合したときに、所望レベルのマトリックス体積率を出す に足る厚さのものである。当該技術で理解されているように、そのような金属マ トリックス被覆繊維（マト リックス被覆繊維とも呼ばれる）は、例えば、バリヤ層の薄い繊維とは区別され る。金属マトリックス被覆繊維は、強化繊維と、その上の金属マトリックス被膜 とを有することが好ましく、該金属マトリックス被膜は、繊維の総体積に対して 、好ましくは少なくとも約２０％、更に好ましくは少なくとも約３０％といった 量である。すなわち、適切な金属マトリックス被覆繊維は、薄い保護またはバリ ヤ被膜（例えば、炭素）を有していても、そうでなくともよいが、必ず金属マト リックスの被膜を有する。 強化繊維は、国際特許出願公開明細書第９２／１４８６０号（１９９２年９月 ３日公開）に記載されている技術と同様な技術を利用して電子ビーム蒸着技術を 利用して金属マトリックスで被覆されることが好ましい。そのようなｅ−ビーム コーティングを施した金属マトリックス被覆繊維は、表面に極めて均一な金属マ トリックスを有し、それにより、比較的に相対充填密度が高く比較的表面が滑ら かなＭＭＣテープの作製に用いるのに特に適している。 特に好適な金属マトリックス被覆繊維は、表面にチタン／アルミニウム／バナ ジウム合金マトリックスの被膜を有する炭化ケイ素強化繊維（好ましくは、炭素 を被覆した炭化ケイ素強化繊維）であり、これは、ミネソタ州セントポールの３ Ｍ社（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から、３Ｍブランドの金属被覆繊維「Ｔｉｔａｎ ｉｕｍ Ｍａｔｒｉｘ 複合材」として市販されている。炭素を被覆した炭化ケ イ素強化繊維としては、例えば、マサチューセッツ州リンのテクストロンスペシ ャリティマテリアルズ社（Ｔｅｘｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉ ａｌｓ）から商品名ＳＣＳ−６（直径１４０マイクロメータ）で、または、カリ フォルニア州チャッツウォースのアマーコム社（Ａｍｅｒｃｏｍ）から商品名Ｔ ＲＩＭＡＲＣ １（直径１２７マイクロメータ）で市販されている。 複数の金属マトリックス被覆繊維（および、付属の金属マトリックスワイヤ、 リボンまたは箔）は、熱と圧力を加えることによって本発明によるＭＭＣテープ に統合され、隙間空間が材料で満たされるように金属マトリックス材料が塑性流 動し、隣接する金属マトリックス被覆繊維が互いに結合される。国際特許出願公 開明細書第９２／１４８６０号（１９９２年９月３日公開）は、そのような統合 方法を開示しているが、それらはいずれも連続処理ではない。例えば、金属マト リックス被覆繊維は、繊維の束を缶に詰め、その缶を真空密閉し、次いで、缶に 入った材料を、アルゴン圧１５０ＭＰａおよび温度９２５℃の状態で熱間静水圧 プレス（ＨＩＰ）することによって統合できる。あるいは、金属マトリックス被 覆繊維のかたまりを、成形ダイまたはプレスプレートで統合することによって形 状品を成形できる。これらは連続処理ではない。 本発明は、金属マトリックス被覆繊維を連続するＭＭＣテープ、好ましくは連 続するＭＭＣモノテープに統合する連続処理を提供する。その後、連続テープを 使って、何層ものテープ（例えば、複数巻きまたは複数重ね）を統合することに よって種々の製品を製造することができる。これらの製造法は、熱および圧力を 加えた状態における金属マトリックス材料の塑性流動を利用している。こうして 得られるテープおよび製品の中に有機結合剤が含まれないので有利である。 本発明による連続金属マトリックス複合材テープ作製方法は、複数の連続する 金属マトリックス被覆繊維（および選択的に、例えば金属マトリックスワイヤ） を長手方向に整列して統合することを要する。統合は、無反応環境（すなわち、 いずれの強化繊維の金属マトリックス材料とも反応しない環境）で加熱加圧時に 生じる。 ここで図１を参照すると、加熱および加圧状態で、連続する金属 マトリックス被覆繊維１４を連続する金属マトリックス複合材テープ１６に統合 する統合手段１２と；例えば、真空にできる閉鎖容器１８および／または無反応 ガス２０のソースを備えることが出来る無反応環境を統合手段のまわりに用意す る手段と；連続する金属マトリックス被覆繊維１４を長手方向に整列させる整列 手段２２と、を備えている統合装置１０を使って統合処理が実施される。統合手 段１２は、閉鎖容器１８に収容されることが好ましい。統合装置１０は、一般に 、複数の連続する金属マトリックス被覆繊維１４を供給する、供給スプールなど の供給手段２４と、連続する金属マトリックス複合材テープを収集する、収集ス プールなどの収集手段２６とを更に備えている。供給手段２４および収集手段２ ６は、閉鎖容器内部に配置してもよいし、そうでなくてもよいが、閉鎖容器１８ の中にあることが好ましい。 金属マトリックス材料の、特に高温時の汚染を避けるために、金属マトリック ス被覆繊維の統合（すなわち、結合）は無反応環境で行われる。無反応環境は、 アルゴンなどの無反応ガス（不活性ガスと呼ばれることも多い）の雰囲気を備え ることができる。あるいは、（例えば、真空ボックスなど、排気にした閉鎖容器 内のように）減圧した状態で金属マトリックス被覆繊維を統合することもできる 。無反応環境は、約１００ｐｐｍ未満の酸素、約１０００ｐｐｍ未満の水蒸気、 および少量の窒素を含むことが好ましい。無反応環境は、約１０ｐｐｍ未満の酸 素および約１０ｐｐｍ未満の水蒸気を含むことが更に好ましい。無反応環境は、 約１ｐｐｍ未満の酸素および約１０ｐｐｍ未満の水蒸気を含むことが最も好まし い。過度の窒素ピックアップは、通常、形成しようとするテープの金属マトリッ クスの変色によって確認される。 図１において、閉鎖容器１８は、酸素、水蒸気、および窒素に対 する透過性が低い材料で製作されることが好ましい。例えば、少なくとも本発明 による連続ＭＭＣテープの小規模生産に適した、最適な閉鎖容器１８は、ニュー ジャージー州シナミゾンのＴ−Ｍバキュームプロダクツ社（Ｔ−Ｍ Ｖａｃｕｕ ｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ.）から市販されているグローブボックスである 。また、例えば、カリフォルニア州ホーソーンのＶＡＣ社から市販されているも のなど、市販の酸素および水分ゲッタリング装置２６を使って、アルゴンなどの 無反応ガスを精製できる。更に、例えば、マサチューセッチ州ウォルサムのパナ メトリクス社（Ｐａｎａｍｅｔｒｉｃｓ）から市販されているものなど、市販の １つ以上のセンサ２８を使って、閉鎖容器１８内の酸素および水蒸気含有量を監 視できる。金属マトリックス被覆テープの変色の原因となる余分な窒素を取り除 くのに適した方法は、無反応ガス（例えば、アルゴン）で閉鎖容器１８をパージ ングする必要がある。 金属マトリックス被覆繊維を統合してＭＭＣテープを作るためには、隙間空間 が材料で埋まって隣接する金属マトリックス被覆繊維が結合されるように、金属 マトリックス材料を塑性流動させるに足る時間のあいだ加熱および加圧が行われ る。これは、加熱加圧手段を備えた統合手段を使用することによって実施される 。これは、プラテンとロール、好ましくは、セラミック、グラファイト、金属、 またはこれらの組合わせから製作できるロールを使って実施できる。少なくとも ２つのロールが使用され、連続する金属マトリックス被覆繊維が加熱および加圧 された状態でロール間を進むように配置されることが好ましい。 好適な統合手段１２を表示する図１を参照すると、それぞれ水冷シャフト３４ と３６に取り付けられている平行な２つの統合ロール（上ロール３０と下ロール ３２）が示されている。統合ロール３０ と３２は、種々のサイズが可能であり、また、種々の材料で製造できる。ロール 選択に関する主な要求事項は、優れた強度、高いモジュラス、および、金属マト リックス材料に対するゆっくした反応カイネティックである。統合ロール３０と ３２は、金属マトリックス被覆繊維に起因するものなど、約１０〜２７５ＭＰと なりうる動作時の大きな押込応力に耐えるに十分な強度を持っていなくてはなら ない。望ましいロール圧縮強さは、少なくとも約１００ＭＰａであることが好ま しい。ロールは、金属マトリックス被覆繊維を変形するのに必要な押込荷重を受 けた状態で弾性偏向に耐えるだけの剛性も持っていなくてはならない。望ましい 剛性は、好ましくは少なくとも約ＧＰａｍ、更に好ましくは少なくとも約３０Ｇ Ｐａである。統合ロール３０と３２は、統合プロセスに利用される条件下で金属 金属マトリックス材料に付着するようなことがあってはならない。 前述のように、ロール３０と３２は広範囲な材料（例えば、グラファイト、金 属、セラミック）から製造できるが、高い充填密度（例えば、約９５％を越える ）を得ようとすると、一般にグラファイトは剛性が低すぎ、しかも押込荷重を受 けた状態で過度の偏向が認められる。これにより、テープが波打ってしまう可能 性がある。特定用途に特定金属が望ましくない場合もある。例えば、モリブデン は、少なくとも温度約７５０℃で数秒のうちにチタンにくっついてします。しか しながら、窒化ケイ素は望ましい強度と、剛性と、特にチタン系合金に対するゆ っくりした接着カイネティックを備えており、それゆえ、チタン系金属マトリッ クスを被覆した炭化ケイ素繊維のロールボンディングに適している。 統合ロール３０と３２は、電気モータと、好ましくは低回転速度でトルクを高 めるレデューサ４０とによって駆動される水冷シャフト３４と３６に取り付けら れる。統合ロール３０と３２の回転速度 は、好ましくは１分あたり３回転（ｒｐｍ）まで、変更可能である。両方のロー ルは同じ速度で回転し、上ロール３０は垂直移動しないように固定可能であるが 、下ロール３２は垂直に移動される。これは、気体（例えば、アルゴン）によっ て加圧される、例えばミネソタ州エデンプレイリーのブラス社（Ｂｒａｓｓ Ｃ ｏ）から市販されているタイプの１つ以上の空気圧シリンダ４２を使って下側シ ャフト３６を加圧することによって実現できる。シャフト３４と３６は、通常閉 鎖容器１８の外側に配置されるモータ３８によって駆動され、フェロフルイディ ックシールなどのシールを使うことによって漏れを防止できる。シャフト３４と ３６は、統合時の温度を約３０℃未満に意地するために水冷されることが好まし い。 統合ロール３０と３２は種々の手段で加熱できる。統合ロール３０と３２のま わりに４セットの石英ヒータ４３、４４、４５、４６を備えた好適手段を図１に 示す。統合ロール３０と３２は、そのようなヒーターを使って温度約１１００℃ に加熱できることが好ましい。適切な前述ヒータの例は、ミネソタ州ミネアポリ スのリサーチ社（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｃ.）から販売されているものなどの 従来の帯状石英ヒータである。 一般に、金属マトリックス被覆繊維を統合するために本発明の連続処理で利用 される条件（圧力、温度、時間）は、従来のチタン複合材統合技術（例えば、Ｈ ＩＰおよび熱間プレス）で利用される条件より、はるかに厳格でない。従来の繊 維強化チタン／アルミニウム／バナジウム複合材のＨＩＰは、一般に、約９００ ℃、約１００ＭＰａで２時間というサイクルを利用しているが、本発明の連続処 理の温度および圧力の時間の方が遥かに短い。例えば、繊維強化チタン／アルミ ニウム／バナジウム複合材テープは、本発明の連続処理を利用して、金属マトリ ックス被覆繊維を約６５０℃〜約１０５ ０℃の温度にさらし、繊維１本あたり約１０ｋｇ〜４０ｋｇまで変化する力を加 えることを、約３０秒未満、多くは約１５秒未満、さらに多くは約５秒未満行う ことによって製造できる。ただし、希望するなら、前述以上の温度を本発明の連 続処理に使用することも可能である。 十分に高密度なテープを入手し、任意の薄い保護被膜（例えば、炭素被膜が繊 芯（例えば、炭化ケイ素繊維）から脱落するのを防止しするとともに、被覆繊維 間の強い拡散接着を提供するためには、より高温であることが好ましい。例えば 、約１０５０℃くらいの温度を利用できる。温度上限は、一般に、統合手段（例 えば、ロール３０と３２、図１）に対する金属マトリックス材料の接点（５０、 図１）における付着性によって決まる。一般に、グラファイト壁と接触状態のチ タン系合金の場合、接点（５０、図１）の温度は約９５０〜１０００℃である。 統合手段によって加えられる、連続する金属マトリックス被覆繊維に対する負 荷は、好ましくは、約１０Ｋｇ〜約１５００Ｋｇである。統合手段によって加え られる、連続する金属マトリックス被覆繊維に対する負荷は、更に好ましくは、 繊維１本あたり約２５Ｋｇである。しかしながら、加えられる力は、金属マトリ ックス被覆繊維と統合手段（例えば、統合ロール３０と３２）の弾性、可塑性、 クリープインデンテーション（ｃｒｅｅｐ ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）などの種 々要因によって異なる。例えば、一対の窒化ケイ素統合ロールで１０本の金属マ トリックス被覆繊維を統合する場合、接点温度約８００℃、直線速度約５センチ メートル／分で十分高密度なモノテープを得るには、約２００Ｋｇ〜約３５０Ｋ ｇｎｏ力が必要である。温度が８４０℃に上がった場合には、この力を約１５０ Ｋｇまで下げても同じ結果が得られる。 本発明の連続処理では、加圧および加熱時の時間は、直線速度および接触表面 の関数である。本発明の連続処理を利用すると、約５センチメートル／分という 典型的な直線速度のとき、高温領域（例えば、接点の両側に約８センチメートル ずつ）の合計時間は約３分である。接点（３０，図１）加圧時の時間は、かなり 短い(一般に、わずか２〜３秒)。通常、より十分に高密度なテープを作製する場 合、直線速度の高速化を、圧力および／または温度を上げることによって埋め合 わせる。 統合前の被覆繊維の配置は、本発明のＭＭＣテープの仕上りの形状寸法および 微細構造を調整する上で重要である。図１に記載されているように、繊維の移送 は、張力がかかった状態（通常、繊維１本あたり約４５〜１４５グラム）の繊維 移送で、供給スプール２４と収集スプール２６を使った連続リール間動作である ことが好ましい。これらのスプールの間に配置されるのは整列手段２２で、整列 手段２２は、連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列（すなわち、 繊維の中心軸によって画定される１平面内に整列されている場合もあるし、そう でない場合もある、並列式の平行配置）させるために使用される。整列手段２２ は、数多くの実施態様が存在する。例えば、整列手段２２は、コーム、溝付きガ イドロッド、溝付き連動ロール、複数のガイドチューブ、またはそれらの組合わ せ組合わせの形態であることが可能である。 整列手段の１つは、金属マトリックス被覆繊維を整列配置させて供給手段から 統合手段に案内するために、一連の直径の小さな可撓チューブを利用する。図２ において、金属マトリックス被覆繊維１４は、供給手段２４を後にして、ガイド チューブ６０を通過する。ガイド６０は、金属マトリックス被覆繊維１４を長手 方向に整列配置して統合ロール３０と３２間に送る。ガイドチュープ６０の端部 ６２を図２ａ記載のように重ねて配列することによって、金属マトリックス被覆 繊維１４が統合ロール３０と３２に入ると密にパッキングされる。ガイドチュー ブ６０をこのように配列することにより、金属マトリックス被覆繊維１４が統合 ロール３０と３２間を通過するときにわずかずつオーバーラップされ、それによ って良好な繊維間接着が得られる。この種のオーバーラップを図５ｂに示す。ガ イドチューブに適した材料として、ステンレス鋼、インコネル、モリブデン等が ある。 整列手段の代替実施態様を図３に示す。当該実施態様は、金属マトリックス被 覆繊維１４を整列するためのガイドロッド７０が、供給スプール２４と統合ロー ル３０と３２との間に配置されている。必要に応じて、ＭＭＣテープ１６を形成 するためにロールが負荷をかける以前に繊維を案内するのを助けるため、統合ロ ール３０と３２の後に、１つ以上の案内ロッド７０を配置することもできる。図 ３ａにおいて、各案内ロッド７０は、金属マトリックス被覆繊維１４を押して互 いに接近および接触させるために使用される溝を有している。溝付きロッドは、 例えば、ステンレス鋼、モリブデン、または窒化ケイ素など、種々の材料から作 ることができる。これらは、モリブデンまたは窒化ケイ素から作ることが好まし い。図３記載の実施態様を利用すると、最初に金属マトリックス被覆繊維が接触 して同一平面になる（図５ａ参照）。 図５ｂ記載の初期の繊維オーバーラップを提供するために利用される整列手段 の別の実施態様を図４に示す。当該実施態様において、供給スプール２４と、所 望のオーバーラップで金属マトリックス被覆繊維１４を整列してＭＭＣテープ１ ６を形成するための統合ロール３０と３２との間に、少なくとも２つの溝付き連 動ロール８０と８２のセットが配置されている。図４ａは、連動ロール８０と８ ２ の側面図である。図４ｂは、溝付き連動ロール８０と８２を示す図４ｂの正面図 である。溝付き連動ロールは、ステンレス鋼、インコネル、モリブデン等から作 ることができる。 金属マトリックス被覆繊維は、図５ｂに示したようにオーバーラップさせて整 列させることが好ましい。これにより、図５ａに示したように全部の繊維が１平 面にある場合よりも高密度なＭＭＣテープが提供される。図５ｂの繊維オーバー ラップ配列を利用しようと、図５ａの繊維平面配列を利用しようと、いずれの場 合も図５ｃに記載されているような断面を持ったＭＭＣテープを提供できる。よ り密度の高いＭＭＣテープを提供できるので、一般に図５ｂの配列が好ましい。 本発明による連続ＭＭＣテープを使って、種々の製品を作製することが可能で ある。繊維強化金属マトリックス複合材製品は、一般に、ＭＭＣテープを何層も 重ねる（例えば、巻付けまたは積重ね）ことによって製作される。各層は、直接 に何層にも積み重ねられ、図６ｂに示すような矩形アレイを構成している。ある いは、各層を正確にずらして、図６ａに示すような、ほぼ正確な６角形の繊維ア レイを構成できる。 当該テープは、中心軸を持った繊維強化金属マトリックス複合材製品の作製に 特に適している。該製品は、その中心軸に垂直な平面を貫いて連続螺旋として延 在する統合された金属マトリックステープを有している。製品の全体形状は、円 形または長円形のリングまたは円筒であってもよいし、また、正方形または長方 形のリングまたは円筒であってもよい。該製品は、円形リングまたは円筒の形で あることが好ましい。 特に図７を参照すると、本発明の高密度なＭＭＣテープから作製された繊維強 化金属マトリックス複合材のリングが示されている。 充填密度が高く表面粗さが小さく、結果的に統合時の収縮量が小さいＭＭＣテー プ構造により、一定の長さのテープを中央心材または軸のまわりに螺旋状に巻き つけて、その後に該構造体を従来のＨＩＰ処理で統合することによって、リング ９０のような繊維強化金属マトリックス複合材製を容易に作製できる。図７ａ記 載のリング９０の断面は、当該処理によって得られる通常の強化繊維配列である 。また、平面をリングの軸に垂直にひっぱると、１本の強化繊維９２を、リング の内径から外径向かって螺旋状に外側に続けることができる。 このように、中央芯材のまわりに一様に間隔をあけた本発明の金属マトリック ス複合材テープアレイを連続した螺旋状に巻き付けたものを統合することによっ て、繊維強化金属マトリックス複合材製品（例えば、リング９０）を作製できる 。螺旋状巻付体は、通常は、熱間静水圧プレスにセットされ、当該技術で公知の ように、真空排気され封入される。螺旋状に巻いたＭＭＣテープをキャビティに 封入する一般的な方法は、真空チャンバ内でカバーまたは箔を電子ビーム溶着す るという方法である。その後に、このキャビティはが真空排気される。続いて、 一般に当業者に周知のＨＩＰ条件が適用されて、連続する螺旋状に巻いたＭＭＣ が統合される。例えば、チタンマトリックス複合材テープの統合は、約９００℃ 、圧力１００ＭＰａで２時間かけて行われる。 本発明による連続ＭＭＣテープを、金属または金属合金の非強化層（ 例えば、金属箔）と組合わせて使うことにより、繊維強化金属マトリックス複合 材製品を作製できる。例えば、図１の統合装置を使って、１つ以上のＭＭＣテー プの層を、１つ以上の金属箔層と統合することができる。これにより、更なるマ トリックス材料、好ましくは複数の強化繊維層を有するＭＭＣテープが提供され る。 また、図１の統合装置に、並列に並べた複数のＭＭＣテープを通すことによっ て、本発明によるＭＭＣテープを並列に結合することができる。また、隣接する ＭＭＣテープ間にワイヤまたは金属リボンを使うことによって、ＭＭＣテープの 結合度を改善できる。これにより、より幅広のＭＭＣテープが得られる。 以下の実施例は、種々の特定および好適実施態様および技術を更に説明するた めに示されている。しかしながら、本発明の適用範囲を保持しながら、多くの変 更および修正が可能であることを理解されたい。 試験手順 相対充填密度 相対充填密度は画像分析によって求めた。高密度なモノテープサンプルはを横 断し、鏡面仕上に研磨し、写真に撮り、ワシントンＤ．Ｃ．の国立衛星研究所か ら入手できるソフトウェアＮＩＨ Ｉｍａｇｅによって写真の画像分析を行った 。分析の基礎として、モノテープ断面画像を完全に囲む最も小さい長方形の境界 を描く長方形フレームを設定した。モノテープの断面が占める実際の表面積を画 像図分析ソフトから求め、次に、次式の比によって、モノテープの相対充填密度 （ＰＤrel）を求めた。 ＰＤrel＝Ａact／Ａfrm×１００ 式中、 ＰＤrelは相対充填密度、 Ａzctはモノテープ断面の実際の表面積、 Ａfrmはモノテープの断面画像を完全に囲む最小矩形境 界によって囲まれる面積である。 表面粗さ 粗面計（日本国のミツトヨから商品名称「ＳＵＲＦＥＳＴ ２１１」で販売） を使つて、モノテープサンプルの長手方向（ｈl、ダウンウェブすなわち繊維軸 と平行）および横方向（ｈt、クロスウェブすなわち繊維軸に垂直）の表面粗さ を求めた。μｍ単位で報告される表面粗さは、表面の山と谷の間の平均振幅であ る。更に具体的に言うと、表面粗さは、評価長内の中心線からの輪郭偏差の絶対 値の算術平均である。 実施例 統合装置 約１ｐｐｍの酸素、１０ｐｐｍの水蒸気、および少量の窒素を含む、アルゴン で不活性化されたグローブボックス閉鎖容器によって不活性の統合環境を用意し た。チャンバの約１０倍の容積の超高純度アルゴン（含有される酸素および水蒸 気が１ｐｐｍ未満）を使って、０．５６ｃｍ／分の速度でチャンバをパージング することによって不活性環境を得た。パージを遮断し、更に市販の酸素および水 蒸気ゲッタ（カリフォルニア州ホーソーンのＶＡＣが販売）を利用してチャンバ 環境を更に純化し、それにより、約４８時間循環後、酸素および水蒸気の量はそ れぞれ約０．６および１０ｐｐｍまで減らした。酸素と水蒸気の量を、マサチュ ーセッチ州ウォルサムのパナメトリクス社（Ｐａｎａｍｅｔｒｉｃｓ）から販売 されているものなどの市販のセンサによって監視した。酸素、窒素、および水蒸 気の量は、高温（＞６００℃）の統合ロールを介して１５２．４ｃｍ×２．５ｃ ｍ×０．１３ｃｍのチタン箔片を循環し、変色の兆 候がなくなるまで局部的に「ゲッターリング」した。 水冷シャフトに取り付けられた、それぞれ直径１０．２ｃｍ、長さ１０．７ｃ ｍの２つの窒化ケイ素ロールを統合ロールとして使った。あるいは、窒化ケイ素 ロールをグラファイトロールに置き換えることも可能である。上ロールは固定位 置に保持し、２つのアルゴン加圧空気圧シリンダによって下ロールは垂直移動で きるようにしたフレームに、ロールを取り付けた。シリンダの加圧によって、繊 維がロール間を通過するときに、繊維に約１０〜１５０ｋｇまでの力を加えるこ とができる。チャンバの外側に配置した、２ｒｐｍで最大トルク５４０Ｎｍを出 す電気モータとレデューサによってシャフトを駆動した。フェロフルイディック シールを介してシャフトを駆動することによって、外側環境へのポテンシャルリ ークを最小限にした。統合作業時、４セット（各ロールに２つずつ）の石英スト リップヒータでロールを温度約１，１００℃の高さに加熱した。統合作業時、シ ャフトロールは約３０℃に維持した。 繊維整列装置 ガイドチューブ：内径０．０４ｃｍ、外径０．０５１ｃｍの一連の可撓ステン レス鋼チューブ（マサチューセッツ州ミッドウェイのマイクロガイド社（Ｍｉｃ ｒｏｇｕｉｄｅ，Ｃｏｒｐ．）販売）を使って、金属被覆繊維を、繊維供給スプ ールから統合装置に案内した。供給スプールからガイドチューブに繊維を送りや すくするために、繊維供給スプールに隣接するチューブ端部は、実質的に水平な 、間隔をあけた配列に配置した。統合装置に隣接するガイドチューブ端部は、垂 直方向に千鳥配置した３本のチューブから成る複数グループに配置構成し、各グ ループのチューブは中心距離を垂直方向０．０７６ｃｍ、水平方向０．００７６ ｃｍに配置した。隣接す るグループの一番上のチューブに対する、或るグループの下側チューブの水平位 置は、同様水平間隔に維持した（図２参照）。 溝付きロッドガイド：直径１．２７ｃｍ、深さ約０．２３ｃｍのグローブを備 えた、直径０．６４ｃｍの３つのモリブデンロッドを約５．１ｃｍずつ離し、ま た、統合装置のロール前方に約５．１ｃｍ離して交互配置した(図３参照)。第４ の溝付きロッドは、統合装置のロールの後方約２．５４ｃｍに配置した。金属被 覆繊維をはグローブ内にセットし、交差せず平行に整列させるために繊維１本あ たり４５〜１４０ｇの張力がかかった状態に維持した。 連動ロール：一方のロールが一連の幅０．０２３ｃｍの円周溝およびランド部 を有し、それらが一連の幅０．０１８ｃｍのランド領域および幅０．０２３ｃｍ の溝を有する第２のロールと連動するように作製された、直径２．５４ｃｍの２ つのステンレス鋼溝付き連動ロールを、前述の溝付きロッドの直前に配置した。 連動ロールは繊維を整列すると同時に、繊維どうしがわずかにオーバーラップす る状態に繊維を位置決めした(図５ｂ)。 実施例１ 国際特許出願公開明細書第９２／１４８６０号（ワード−クローズ、チャール ズ Ｍ.）に開示されているものと同様な手順を利用して、（マサチューセッツ 州リンのテクストロンスペシャリティマテリアルズ社（Ｔｅｘｔｒｏｎ Ｓｐｅ ｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）から商品名ＳＣＳ−６で求めた）炭化ケイ 素繊維にＴｉ−６Ａｌ−４Ｖチタン／アルミニウム（６％）／バナジウム（４％ ）合金を電子ビーム蒸着することによって、利用可能なチタン合金被 覆モノフィラメント炭化ケイ素繊維を作製した。被覆繊維は、３５容量％の繊維 を含有していた。これらチタン合金被覆繊維の１０個の供給スプールを、溝付き 連動ロール整列装置が装備された前述の統合装置に誘導した。繊維を、溝付き連 動ロールおよび前述手順を利用して「不活性化した」装置内雰囲気に通した。加 熱された統合ロールにチタン箔を通して酸素、窒素、および水蒸気を局部的に「 ゲッターリング」した後、直線速度５．１ｃｍ／分、温度８７５℃で２５０ｋｇ の力を加えた状態で統合ロール間に繊維を通し、幅０．２５４ｃｍ．ｈl＝ｈt＜ ３μｍ、相対充填密度９９％の滑らかなモノテープ構造体を作製した。 実施例２ 統合ロールをグラファイトで作り、溝付きロッドガイドを使って繊維を平行に し、統合温度が９５０℃で、加えた力が２００ｋｇであることを除き、実施例１ に記載のものと同様な手順を利用して、高密度なモノテープ構造体を作製した。 こうして得られたモノテープ構造体は、ｈt＜１５μｍ、ａｈl＜３μｍ、および 充填密度８５％であった。 実施例３ 国際特許出願公開明細書第９２／１４８６０号（ワード−クローズ、チャール ズ Ｍ.）に開示されているものと同様な手順を利用して、炭化ケイ素繊維にＴ ｉ−６Ａｌ−４Ｖチタン／アルミニウム（６％）／バナジウム（４％）合金を電 子ビーム蒸着することによって、チタン合金被覆モノフィラメント炭化ケイ素繊 維を作製した。被覆繊維は、３５容量％の繊維を含有していた。これらチタン合 金被覆繊維の１０個の供給スプールを、溝付き連動ロール整列装置が 装備された前述の統合装置に誘導した。ガイドチューブを利用して２０本の繊維 を平行にし、加えた力が３５０ｋｇであることを除き、実施例２に記載されてい るものと同様な手順を利用して、チタン合金被覆繊維から高密度なモノテープ構 造体を作製した。こうして得られたモノテープ構造体は、ａｈt＜７μｍ、ａｈl ＜３μｍ、および充填密度９５％であった。 実施例４ 繊維が３０容積％の繊維を含んでいることを除き、実施例３に記載されている のようにチタン合金被覆モノフィラメント炭化ケイ素繊維を作製した。実施例３ に記載されているように、これらの繊維から高密度なモノテープ構造体が作製さ れ、ｈt＜７μm、ａｈl＜３μｍ、および充填密度９５％のモノテープが得られ た。 実施例５ 国際特許出願公開明細書第９２／１４８６０号（ワード−クローズ、チャール ズ Ｍ.）に開示されているものと同様な手順を利用して、炭化ケイ素繊維トウ （ミネソタ州セントポールの３Ｍ社（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品名「ＮＥ ＸＴＥＬ ６１０セラミックファイバー」で販売）にアルミニウムを電子ビーム 蒸着することによって、アルミニウム被覆炭化ケイ素繊維トウを作製した。この ように被覆した繊維は、直径約０．１ｍｍで、繊維が４０容積％のトウを含んで いた。そのように被覆した複数の繊維を並列に配列して、強固な金属フレームに 固定し、これら繊維を統合装置の開いたロール間に配置し、繊維上にロールを閉 じ、そして統合装置を閉じて不活性化した。続いて、温度５４０℃、加えられた 力が２５０ｋｇであることを除き、実施例２に記載されているものと同様な統合 条件下で金属被覆繊維を統合することによって高密度なモノテープ構造体を作製 した。こうして得られたモノテープ構造体は、ａｈt＜１０μｍ、ａｈl＜５μｍ 、および充填密度９５％であった。 実施例６ 幅０．２５ｃｍ、深さｃｍの円周溝を備えている直径１２．７ｃｍのチタン合 金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）のマンドレルに、約６メートルの実施例１の高密度モ ノテープを巻き付けることによって、チタン複合材リングを作製した。マンドレ ルおよび巻付けたテープを覆うようにチタン合金カバーを配し、このカバーとマ ンドレルを真空環境で電子ビーム溶接によってシーム溶接した。こうして得られ た組立体を、熱間静水圧プレス（マサチューセッツ州アンドバーのインダストリ アルマテリアルズテクノロジー社（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）から購入）により９００℃で約２時間、１０５ＭＰａ の圧力で統合した。統合されたチタンマトリックス複合材リングを、内径１４． ４５ｃｍ、外径１３．６ｃｍ、厚さ０．０５２５ｃｍに加工した。 本明細書に引用されているすべての特許、特許資料、および出版物は、あたか も個別に組み込まれているかのように文献引用によって本明細書中に組み込まれ ているものとする。前述の詳細説明は、理解を分かりやすくためにのみ与えられ たものである。そこから不必要な限定が解釈されてはならない。当業者に明らか な変更態様はクレームに記載された説明に含まれるので、本発明は図示および記 載された厳密な詳細事項に限定されない。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Metal matrix composite tape US Government Rights   The U.S. Government has a paid-in license for the present invention and Contract No. MDA 972-90-C-0018 accredited by DARPA Grant licenses to others on reasonable terms, as specified in the terms of the issue. The right to demand from the patent owner. Background of the Invention   Metal matrix composite (MMC) tape is used for parts such as aircraft and automobiles. Used for making lightweight and durable structures. Such structures include, for example, blowers There are rotating parts such as wings, jackets, flat panels, disks, rings and the like. Metal mat Rix composite tape has a high specific strength (ie, high strength to weight ratio) and It is particularly preferred for the production of aircraft engine components because of its stiffness at room and elevated temperatures.   Metal matrix composite tapes are generally made of metal alloy fibers, ceramic fibers, Contains fiber reinforced materials such as high-strength heat-resistant fibers such as silicon fluoride fibers and carbon fibers . Matrix metals such as beryllium and copper are known, but metal coatings ( That is, the metal matrix) generally includes titanium, aluminum and Alloys composed of these are included. The metal matrix is prepared by physical vapor deposition, solution It is laminated by coating, plasma spraying or the like. After that, the coated fiber Integrate into metal matrix composite tape.   Production of structures from MMC tapes is called "Green Preform" With lamination and integration. Is green preform 30% depending on manufacturing technology? Partially dense metal matrix composites whose relative packing density can vary between It is defined as a mixture. The preform manufacturing method is, for example, a fiber mat of titanium foil. Lamination (Foil / Fiber / Foil); Lamination of plasma spray coated fiber; Titanium powder to fiber Lamination (called tape casting); stacking or winding of metal wires and fibers And a stack of metal coated fibers (e-beam coated fibers). You. In the last two methods, the fibers are fixed with an organic binder and The binder is removed. After that, the green preform is cut into the desired shape, Enclosed in a vacuum instrument, then integrated at high temperature under hydrostatic pressure (HIP).   Such an integration procedure involves the design of a partially dense composite material during instrument design. Remodeling must be taken into account. Because the volume change is large, Instruments designed for complex parts, such as rings, are complicated. Lamination and cure of composite materials The production of tools, the execution of degassing HIP, and the removal of composite materials from jigs and tools This is a costly and expensive operation.   MMC tapes with higher densities (eg, with a relative packing density of at least 75%), Particularly continuous (ie at least 6 m long) monotape (ie fiber Tapes in which only one layer is arranged in the longitudinal direction) facilitates the production of many parts. It will be the preferred preform. Such tapes are easy to stack, All that is required is a simple HIP binding cycle. By being dense Since the amount of shrinkage decreases, the required jigs and tools may be simpler. Such te Will offer significant benefits over existing green preforms. Disclosure of the invention   The present invention provides a method of making a continuous metal matrix composite tape. Providing a plurality of continuous metal matrix coated fibers; Providing an integrated device comprising: and an alignment means; no reaction around the integrated means Providing an environment; and aligning the plurality of continuous metal matrix coated fibers with the aligning means. Feeding to a stage to align the continuous metal matrix coated fibers longitudinally; Sending said longitudinally aligned continuous metal matrix coated fibers to said integrating means; The continuous metal matrix coated fiber into a metal matrix composite tape. Combining with each other. The integrated device converts a continuous metal-coated fiber into a continuous metal matrix. Means for integration into a composite composite tape; no reaction around the integration means Means for providing the environment; longitudinal alignment of the continuous metal matrix-coated fibers; And alignment means for performing the alignment.   A preferred embodiment of the method provides a plurality of continuous metal matrix coated fibers. Closed container, supply spool, alignment means, integration means, collection spoon Providing an integrated device comprising: a non-reactive environment in the enclosure; The plurality of continuous metal matrix coatings from the supply spool to the alignment means. Feeding the covering fibers to longitudinally align the fibers; the longitudinally aligned fibers; The continuous metal matrix coated fiber is sent to the integration means, and the continuous metal matrix is Integrating the rix-coated fibers into a metal matrix composite tape; Collecting the metal matrix composite in a pool. The integrated device A closed container; means for providing a non-reactive environment within the closed container; A supply spool having a metal matrix coated fiber thereon; said continuous metal matrix Spool for collecting box composite tape The continuous within the enclosure, located between the supply spool and the collection spool; Means to Integrate the Changing Metal-Coated Fiber into a Continuous Metal Matrix Composite Tape A continuous metal matrix disposed between the supply spool and the integration means Alignment means for aligning the coated fibers in the longitudinal direction.   Providing a plurality of continuous metal matrix coated fibers; Providing a non-reactive environment around the integrating means; and Longitudinally aligning the continuous metal matrix-coated fibers of the longitudinal direction; Sending the continuous metal matrix coated fibers aligned in Of integrating a rotating metal matrix coated fiber into a metal matrix composite tape Also provided is a method of making a continuous metal matrix composite tape comprising: You.   Also provided is a metal matrix composite tape made according to the method described above. It is. The metal matrix composite tape according to the present invention is at least about 6 meters A plurality of continuous non-contact reinforcing fibers having a length of At least one layer, with a relative packing density of at least about 75%, and a longitudinal surface roughness Approximately 25 micrometers or less, horizontal surface roughness of approximately 25 micrometers or less It is preferred that   The invention has a central axis and extends in a continuous spiral through a plane perpendicular to the central axis. Fiber reinforced metal matrix composite comprising an integrated metal matrix tape It also provides a product (preferably a ring). Also such products Also provided are methods of making. The method places a fixed distance around the central core. A continuous spiral wound metal matrix composite tape array Prior to consolidation, the metal matrix composite tape has reduced At least about 6 meters in length, a plurality of continuous non-contact strengths longitudinally aligned At least one layer comprising modified fibers, having a relative packing density of at least about 75% is there. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 shows an integrated device used in the method of the present invention for producing the MMC tape of the present invention. It is a schematic diagram.   FIG. 2 is a schematic view of an alignment means (guide tube) used in the integration device of FIG. You.   FIG. 2a is a cross-sectional view of the alignment means of FIG. 2 along line 2a.   FIG. 3 shows another embodiment (guide rod) of the alignment means used in the integrated device of FIG. FIG.   FIG. 3a is a schematic view of a guide rod of the alignment means of FIG.   FIG. 4 shows a further embodiment of the alignment means (interlocking roll) used in the integration device of FIG. FIG.   FIG. 4a is a side view of the interlocking roll of FIG.   FIG. 4b is a front view of the interlocking roll of FIG.   FIG. 5a shows longitudinal alignment in one plane before integration into MMC monotape. It is sectional drawing of a metal matrix coating fiber.   FIG. 5b shows a more compact packing than that of FIG. 5a before integration into MMC monotape. FIG. 2 is a cross-sectional view of a metal matrix-coated fiber that is longitudinally aligned in an arranged position.   FIG. 5c is a cross-sectional view of the MMC mono-tape of the present invention.   FIG. 6a shows a substantially hexagonal arc when the MMC mono-tape of the present invention is formed into three layers. It is sectional drawing of a ray.   FIG. 6b is a cross-sectional view of a rectangular array when the MMC mono-tape of the present invention has three layers. is there.   FIG. 7 is a perspective view of a fiber reinforced metal matrix composite ring.   FIG. 7a is a cross-sectional view of the ring of FIG. 7 taken along line 7a. Detailed description   The present invention is a method of making a continuous metal matrix composite (MMC) tape. And an MMC tape produced thereby. The present invention Fiber reinforced metal matrix composite product made from integrated MMC tape layer (Preferably rings) and those that provide a way to make such products is there. The metal matrix composite tape is continuous and longitudinally aligned. It has at least one layer comprising a number of continuous non-contact reinforcing fibers. Metal mat Rix composite tape is a continuous monotape (ie, a plurality of longitudinally aligned tapes). (A single layer containing a continuous non-contact reinforcing fiber).   As used herein, the term "continuous" refers to at least about 6 Torr tape. However, tapes should generally be longer Can also. The MMC tape according to the invention is preferably at least about 20 meters , More preferably at least about 30 meters. "Longitudinal alignment" The term refers to parallel alignment along the length of the tape. For "non-contact" The words are longitudinally aligned by the metal matrix between each strengthening transition. It means that each reinforcing fiber does not contact. Any optional reinforcing fiber, Has a secondary structure with multiple contact filaments, such as yarn or tow The reinforcing fibers themselves may be separated by a primary structure metal matrix. ing.   Significantly, the continuous MMC tape according to the invention also has a relatively smooth surface. (Ie, low surface roughness). The surface roughness is between the peaks and valleys of the surface Determined by the average amplitude. Specifically, the surface roughness (h) is within the evaluation length. It is defined as the arithmetic mean of the absolute value of the contour deviation from the core. Surface roughness should be That is, the direction perpendicular to the fiber axis) and the longitudinal direction (that is, the direction parallel to the fiber axis) It can be set for two directions.   Surface roughness is sold under the product name "SURFEST 211" from Mitutoyo, Japan. It can be measured using a profilometer such as one sold. Longitudinal direction (hl) Even if you are in the horizontal direction (ht), The surface roughness of the MMC tape of the present invention is about 2 5 micrometers or less, preferably about 15 micrometers or less, more preferably It is less than about 10 micrometers, most preferably less than 5 micrometers. It On the contrary, the surface roughness of titanium plasma spray tape reinforced with silicon carbide fiber is , Typically about 45 micrometers, both laterally and longitudinally. . These are described by Elsey et al., Acta Metall. Mater. "41, 22 97-2316 (1993), based on the average asperity height Can be calculated.   Integrates multiple longitudinally aligned metal matrix coated fibers to form a tape When forming, the surface roughness may cause bending and breakage of the reinforcing fiber, It is important that the surface roughness of the continuous MMC tape according to the invention is relatively small. You. If the fiber is biased between the two surface peaks, bending may occur along the fiber axis. There is. Obedience Thus, the smaller the surface roughness, the less the fiber is damaged. Large longitudinal surface roughness Is the main cause of the fiber loss layer during integration. To elaborate, significant The preferred embodiment of the tape of the present invention has a lateral surface roughness of less than about 5 micrometers. And the longitudinal surface roughness is about 3 micrometers or less.   Significantly, the relative packing density of the MMC tape according to the invention is at least about 7 5%, preferably at least about 85%. On the contrary, silicon carbide The relative packing density of fiber reinforced titanium plasma spray tapes is generally Other authors, Acta Metall. Mater. 41, 2297-2316 (1 993), about 60-70%. The relative packing density is It is defined as the total density of multiple stacked tape layers. These layers are permanently Not stacked, just stacked (e.g. before integrating multiple tape layers into a product) . Thus, the relative packing density is a function of the surface roughness.   The relative packing density can be determined using a single cross-section of the tape using image analysis of the tape cross-section. (I.e., a single layer). Then the tape is polished to a mirror finish Is done. Next, Washington, D.C. C. Software available from National Satellite Research Institute Image analysis software such as NIH Image Software The image of the cross section after polishing can be analyzed. First, the imaginary rectangular frame is MM It is set so as to draw the border of the smallest rectangle surrounding the C tape. The image analysis software The total surface area occupied by the tape, depending on the software, and the total surface area of the aforementioned rectangular outer frame Is measured. The ratio of these two areas gives the relative packing density (ie Group surface area (surface area of the rectangular outer frame).   The metal matrix composite tape according to the present invention comprises (a metal alloy or Can contain metalloids). Contain the box. Reinforcing fibers can be yarns (multi- No-filament yarn), but tow (multi-filament non-twist yarn) There may be. Suitable yarns or tows generally range from about 400 to about 7800 Independent filaments. The diameter of the yarn or tow is generally about 0. 2 Millimeters to about 15 millimeters. A suitable monofilament diameter is Generally, about 0. 05 millimeters to about 0. 25 millimeters. Fiber crossing It is preferred that the reinforcing fibers are monofilaments in order to avoid.   Suitable reinforcing fibers include any of a variety of fibers of known composition. Reinforced fibers are preferred Or relatively high strength and generally has a limited ductility when compared to metal matrices. Products produced from the MMC tapes according to the present invention have high stress (eg, 1 400MPa), can withstand severe use conditions such as high temperature (for example, 400 ° C or more) To reinforce the metal matrix so that Boro is an example of high-strength heat-resistant fiber. , Silicon carbide, refractory metals, graphite, alumina, and other ceramic fibers There is a fiber. Such fibers can be used to protect other materials surrounding the reinforcing fiber core. Wings or layers. Examples of such "coated" fibers include charcoal. And silicon carbide fibers coated with silicon. Preferably, the reinforcing fibers are silicon carbide fibers, Boron fiber, sapphire fiber, titanium diboride fiber, alumina fiber, or it These are mixtures. Reinforcement fibers must be protected before coating the metal matrix. It may or may not be coated with a lining material. More preferably, the reinforcing fibers are A silicon carbide fiber, often coated with a thin protective carbon coating.   The metal matrix of the continuous MMC tape according to the invention has a high stress (Eg, 1400MPa) or high temperature (eg, 400 ° C or higher) Various metals or metal alloys that can withstand the conditions are included. The metal matrix is High strength, lightweight metal or metal alloy that maintains the operating environment and oxidation resistance Is preferred. As a metal matrix material, for example, titanium, aluminum, Nickel, vanadium, molybdenum, tin, chromium, zirconium, tantalum, Examples include niobium, iron, silicon, cobalt, and various alloys thereof. Preferably, the metal matrix is a titanium-based alloy (ie, at least 50 parts by weight of titanium). Examples of suitable titanium-based alloys include titanium Alloy / aluminum / vanadium alloy. The preferred alloy is titanium / aluminum And vanadium Ti-6Al-4V (aluminum 6% by weight and vanadium 5 Weight%). The metal matrix is provided as a fiber coating, Also available as coreless wire or ribbon, metal matrix coated fiber Can be used in combination with.   The continuous MMC tape according to the invention comprises a metal matrix coated fiber and optionally gold. Made by integrating genus matrix wires, ribbons or foils. An example For example, the metal matrix-coated fibers and the metal matrix wires alternate in one layer. To the integrated device described below, the metal matrix coated fiber alone MMC with larger capacity of metal matrix than when used can be formed it can.   In the case of metal matrix coated fibers, the coating of the metal matrix is generally Produces the desired level of matrix volume ratio when the matrix coated fiber is integrated Of sufficient thickness. As understood in the art, such metal masks Trix-coated fiber (Mato Are also distinguished, for example, from thin fibers in the barrier layer). You. Metal matrix-coated fibers consist of reinforcing fibers and a metal matrix coating on them. Preferably, the metal matrix coating is based on the total volume of the fiber. Preferably at least about 20%, more preferably at least about 30%. Quantity. That is, a suitable metal matrix-coated fiber can provide a thin protective or burr May or may not have a metallic coating (eg, carbon) Has a coating of Rix.   The reinforcing fibers are disclosed in International Patent Application Publication No. 92/14860 (September 1992). (Published on March 3) using the same technology as described in Preferably, it is utilized and coated with a metal matrix. Such an e-beam The coated metal matrix coated fibers provide a very uniform metal matrix on the surface. Has a relatively high relative packing density and a relatively smooth surface. Particularly suitable for use in making kana MMC tapes.   Particularly suitable metal matrix coated fibers are titanium / aluminum / banana on the surface. Silicon carbide reinforcing fibers (preferably carbon Coated with silicon carbide), which is available from St. Paul, Minn. Company M (3M Company), 3M brand metal-coated fiber "Titan It is commercially available as "ium Matrix Composite". Carbon coated carbon As i-reinforced fibers, for example, Textron Special Co., Ltd. of Lincoln, Mass. Textile Specialty Material als) under the trade name SCS-6 (140 micrometer in diameter) Product name T from Amercom of Chatsworth, California Commercially available as RIMARC 1 (127 micrometers in diameter).   A plurality of metal matrix coated fibers (and an attached metal matrix wire, Ribbons or foils) by applying heat and pressure to the MMC tape according to the invention. The metal matrix material is plastically flowed so that the interstitial space is filled with material. And adjacent metal matrix coated fibers are bonded together. International patent application Patent specification No. 92/14860, published September 3, 1992, describes such an integration. Although methods are disclosed, none of them is a continuous process. For example, metal mat Rix-coated fiber packs a bundle of fibers into a can, vacuum seals the can, and then The charged material is subjected to a hot isostatic pressure at an argon pressure of 150 MPa and a temperature of 925 ° C. It can be integrated by pressing (HIP). Alternatively, a metal matrix coating The mass of coated fiber is formed by integrating with a forming die or press plate. Shaped articles can be formed. These are not continuous processes.   The present invention relates to an MMC tape, preferably a continuous Provides continuous processing to be integrated into subsequent MMC monotapes. After that, the continuous tape To integrate multiple layers of tape (eg, multiple turns or multiple layers) Therefore, various products can be manufactured. These manufacturing methods use heat and pressure. It utilizes the plastic flow of the metal matrix material in the added state. In this way Advantageously, no organic binder is included in the resulting tapes and products.   The method of making a continuous metal matrix composite tape according to the present invention comprises the steps of: Metal matrix coated fibers (and optionally, for example, metal matrix wires) Need to be aligned and integrated in the longitudinal direction. Integration is a non-responsive environment (ie, Environment that does not react with the metal matrix material of any reinforcing fiber) Occurs.   Referring now to FIG. 1, under heat and pressure, continuous metal Matrix coated fiber 14 integrated into continuous metal matrix composite tape 16 Integrated means 12 to perform; for example, a closed vessel 18 which can be evacuated and / or Provide a non-reactive environment around the integration means that can have a source of gas 20 Means for aligning the continuous metal matrix coated fibers 14 in the longitudinal direction. The integration process is performed using the integration device 10 including the unit 22. Integration The step 12 is preferably housed in a closed container 18. The integration device 10 generally comprises Supply a plurality of continuous metal matrix coated fibers 14, a supply spool, etc. Supply means 24 for collecting the continuous metal matrix composite tape. And a collection means 26 such as a pool. Supply means 24 and collection means 2 6 may or may not be located inside the enclosure, Preferably.   To avoid contamination of the metal matrix material, especially at high temperatures, the metal matrix The integration (ie, bonding) of the coated fibers takes place in a non-reactive environment. The unresponsive environment is Provides an atmosphere of non-reactive gas such as argon (often called inert gas) Can be Alternatively, (eg, a closed container that is evacuated, such as a vacuum box Can also integrate metal matrix coated fibers under reduced pressure (as in) . The unreacted environment is less than about 100 ppm oxygen, less than about 1000 ppm steam, And a small amount of nitrogen. Non-reactive environment is less than about 10 ppm acid More preferably, it contains less than about 10 ppm water vapor and water vapor. The unresponsive environment is Most preferably, it contains less than about 1 ppm oxygen and less than about 10 ppm water vapor No. Excessive nitrogen pick-up usually results from the metal matrix of the tape being formed. Confirmed by discoloration of the box.   In FIG. 1, a closed vessel 18 is provided for oxygen, water vapor, and nitrogen. It is preferable to be made of a material having low permeability. For example, at least the present invention An optimal enclosure 18 suitable for small-scale production of continuous MMC tape by TM Vacuum Products, Inc. (Cinamizon, Jersey) m Products Inc. ) Is a commercially available glove box . Also, for example, commercially available from VAC of Hawthorne, California Using a commercially available oxygen and moisture getter 26, such as Unreacted gas can be purified. Furthermore, for example, Pana in Waltham, Mass. Commercially available, such as those available from Metrics (Panametrics) The oxygen and water vapor content in enclosure 18 is monitored using one or more sensors 28. You can see. Removes excess nitrogen that causes discoloration of metal matrix coated tapes A more suitable method is to purge the enclosure 18 with a non-reactive gas (eg, argon). Need to be updated.   In order to integrate the metal matrix coated fiber to make MMC tape, Is filled with material so that adjacent metal matrix-coated fibers are bonded. Heating and pressurizing are performed for a time sufficient to allow the matrix material to plastically flow. You. This is implemented by using integrated means with heating and pressing means . This includes platens and rolls, preferably ceramic, graphite, metal, Alternatively, it can be performed using a roll that can be manufactured from a combination of these. at least Two rolls are used and the continuous metal matrix coated fiber is heated and pressed It is preferable to arrange so as to advance between the rolls in the state in which the rolls are formed.   Referring to FIG. 1, which shows a preferred integration means 12, each has a water cooling shaft 34. And two parallel integrated rolls (upper roll 30 and lower roll) attached to 32) is shown. Integrated role 30 And 32 can be of various sizes and can be made of various materials. roll The key requirements for selection are excellent strength, high modulus, and metal matrices. Slow reaction kinetic to Rix material. With integrated roll 30 32 is about 10 to 275MP, such as those caused by metal matrix coated fibers. Must be strong enough to withstand large indentation stresses during possible operation Absent. Desirable roll compression strength is preferably at least about 100 MPa. New The roll receives the indentation load required to deform the metal matrix coated fiber. It must also be rigid enough to withstand elastic deflection in girder. desirable The stiffness is preferably at least about GPam, more preferably at least about 30G Pa. The integrated rolls 30 and 32 are made of metal under the conditions used for the integrated process. It must not adhere to the metal matrix material.   As mentioned above, rolls 30 and 32 can be made of a wide variety of materials (eg, graphite, gold, Metal, ceramic), but with high packing density (eg, greater than about 95%) ), Graphite is generally too stiff and is subject to indentation loads. Excessive deflection is observed in the girder state. This can cause the tape to undulate There is. Certain metals may not be desirable for certain applications. For example, molybdenum Will stick to titanium in a few seconds at a temperature of about 750 ° C. Only However, silicon nitride has the desired strength, stiffness, and It has a slick adhesive kinetic and therefore a titanium-based metal matrix. It is suitable for roll bonding of silicon carbide fibers coated with fibers.   Combined rolls 30 and 32 provide high torque at an electric motor and preferably at low rotational speeds. Attached to the water cooling shafts 34 and 36 driven by the reducer 40 It is. Rotation speed of integrated rolls 30 and 32 Can be varied, preferably up to 3 revolutions per minute (rpm). Both rows The upper roll 30 can be fixed so that it does not move vertically. , The lower roll 32 is moved vertically. This is due to the gas (eg, argon). Pressurized, e.g., Brass C, Eden Prairie, MN. o) using one or more pneumatic cylinders 42 of the type commercially available from This can be realized by pressurizing the shaft 36. Shafts 34 and 36 are normally closed The ferrofluidic device is driven by a motor 38 disposed outside the chain container 18. Leakage can be prevented by using a seal such as a back seal. With the shaft 34 36 is preferably water-cooled to maintain the integration temperature below about 30 ° C. No.   The integrated rolls 30 and 32 can be heated by various means. Leave integrated rolls 30 and 32 Instead, a preferred means having four sets of quartz heaters 43, 44, 45, 46 is shown in FIG. Show. Combined rolls 30 and 32 are heated to about 1100 ° C using such a heater. It is preferable that the heating can be performed. An example of a suitable such heater is Minneapolis, Minnesota Research Inc. ) It is a conventional belt-shaped quartz heater.   Generally used in the continuous process of the present invention to integrate metal matrix coated fibers Conditions (pressure, temperature, time) are determined by the conventional titanium composite integration technology (for example, H (IP and hot press) much less stringent. Conventional fiber The HIP of a fiber reinforced titanium / aluminum / vanadium composite is typically about 900 A cycle of 2 hours at 100 ° C. and about 100 MPa is used. The processing temperature and pressure times are much shorter. For example, fiber reinforced titanium / aluminum The vanadium / composite tape can be formed using a metal matrix using the continuous process of the present invention. 650 ° C. to about 105 ° C. Exposure to a temperature of 0 ° C, and apply a force that varies from about 10kg to 40kg per fiber. Less than about 30 seconds, often less than about 15 seconds, and more often less than about 5 seconds It can be manufactured by However, if desired, the above temperatures may be used in the present invention. It can also be used for subsequent processing.   Obtain a sufficiently dense tape and use any thin protective coating (for example, a carbon coating Prevents falling off from the core (eg, silicon carbide fiber) Higher temperatures are preferred to provide a strong diffusion bond between them. For example , About 1050 ° C. The upper temperature limit is generally determined by the integration For example, the contacts (50, 50) of the metal matrix material to the rolls 30 and 32 (FIG. 1). It depends on the adhesion in FIG. 1). In general, chips that are in contact with the graphite wall In the case of a tan alloy, the temperature of the contact (50, FIG. 1) is about 950-1000 ° C.   Negative for continuous metal matrix coated fiber added by integration means The load is preferably from about 10 Kg to about 1500 Kg. Added by means of integration The load on the continuous metal matrix coated fiber is more preferably Approximately 25 kg per fiber. However, the applied force is The elasticity, plasticity of the coated fibers and the integration means (eg, integration rolls 30 and 32); Seeds such as creep indentation It depends on various factors. For example, with a pair of silicon nitride integrated rolls, ten metal In the case of integrating the trix-coated fiber, the contact temperature is about 800 ° C and the linear speed is about 5 cm In order to obtain a mono-tape having a sufficiently high density at a rate of about 200 Kg to about 350 K Gno force is required. When the temperature rises to 840 ° C., The same result can be obtained by lowering to Kg.   In the continuous process of the present invention, the time during pressurization and heating depends on the linear velocity and the contact surface Is a function of Using the continuous process of the present invention, about 5 cm / min At typical linear velocities, high temperature areas (eg, about 8 cm Total time is about 3 minutes. Contact (30, Fig. 1) Pressing time Short (generally only a few seconds). Usually used to make more dense tapes Higher linear speeds by increasing pressure and / or temperature. Let it go.   The arrangement of the coated fibers before integration depends on the finished shape and dimensions of the MMC tape of the present invention and It is important in adjusting the microstructure. Fiber transfer as described in FIG. Is a fiber in tension (usually about 45-145 grams per fiber) This is a continuous reel-to-reel operation using the supply spool 24 and the collection spool 26 during transfer. Is preferred. Arranged between these spools is an aligning means 22 for aligning the spools. The means 22 is capable of longitudinally aligning the continuous metal matrix coated fibers (ie, May be aligned in a plane defined by the central axis of the fiber, or May not be used, a parallel arrangement in parallel). Alignment means 22 There are numerous embodiments. For example, the alignment means 22 may be a comb, a grooved gas. Id rods, grooved interlocking rolls, multiple guide tubes, or a combination It can be in the form of a combination.   One of the aligning means is to arrange the metal matrix-coated fibers so that A series of small diameter flexible tubes are utilized to guide the integration means. FIG. In the above, the metal matrix-coated fiber 14 is supplied Passes through tube 60. The guide 60 extends the metal matrix-coated fiber 14 in the longitudinal direction. And are fed between the integrated rolls 30 and 32. End of guide tube 60 The metal matrix coating is achieved by arranging 62 in a superposed manner as described in FIG. When the fibers 14 enter the integrated rolls 30 and 32, they are tightly packed. Guide Chu By arranging the tubes 60 in this manner, the metal matrix-coated fibers 14 are integrated. There is a slight overlap when passing between rolls 30 and 32, Thus, good fiber-to-fiber adhesion can be obtained. This type of overlap is shown in FIG. 5b. Moth Stainless steel, Inconel, molybdenum, etc. is there.   An alternative embodiment of the alignment means is shown in FIG. The embodiment is a metal matrix coating. A guide rod 70 for aligning the covering fiber 14 is provided with the supply spool 24 and the integrated row. Between the nozzles 30 and 32. Form MMC tape 16 if necessary Integrated rolls to help guide the fiber before the rolls are loaded After the rollers 30 and 32, one or more guide rods 70 can also be arranged. Figure 3a, each guide rod 70 pushes the metal matrix coated fiber 14 to It has a groove that is used to approach and contact. The grooved rod is Made from various materials, for example, stainless steel, molybdenum, or silicon nitride. Can be These are preferably made from molybdenum or silicon nitride No. Utilizing the embodiment according to FIG. 3, first the metal matrix-coated fibers are brought into contact. And become the same plane (see FIG. 5A).   Alignment means utilized to provide the initial fiber overlap of FIG. 5b Another embodiment of is shown in FIG. In this embodiment, the supply spool 24 and the location MMC tape 1 by aligning metal matrix coated fibers 14 with desired overlap 6, between the integrated rolls 30 and 32 to form at least two grooved links. A set of moving rolls 80 and 82 is arranged. FIG. 4a shows the interlocking rolls 80 and 8 2 FIG. FIG. 4b is a front view of FIG. 4b showing the grooved interlock rolls 80 and 82. It is. Grooved interlocking rolls are made from stainless steel, Inconel, molybdenum, etc. Can be   The metal matrix-coated fibers are overlapped and aligned as shown in FIG. 5b. It is preferable to arrange them. This ensures that all fibers are flat, as shown in FIG. 5a. A higher density MMC tape is provided than if it were on the surface. 5b fiber over Whether using the wrap arrangement or the fiber plane arrangement of FIG. In such a case, an MMC tape having a cross section as shown in FIG. 5c can be provided. Yo The arrangement of FIG. 5b is generally preferred as it can provide denser MMC tape.   Various products can be manufactured using the continuous MMC tape according to the present invention. is there. Fiber reinforced metal matrix composite products generally use multiple layers of MMC tape. Manufactured by stacking (eg, wrapping or stacking). Each layer is directly Are stacked in layers to form a rectangular array as shown in FIG. 6b. is there Alternatively, each layer may be precisely offset to provide a nearly accurate hexagonal fiber mesh as shown in FIG. 6a. Rays can be configured.   The tape is used for the production of fiber-reinforced metal matrix composite products with a central axis. Particularly suitable. The product extends as a continuous spiral through a plane perpendicular to its central axis. With existing integrated metal matrix tape. The overall shape of the product is a circle It can be a ring or cylinder of shape or oval, or square or rectangular It may be a shaped ring or cylinder. The product is in the form of a circular ring or cylinder Preferably, there is.   With particular reference to FIG. 7, fiber strength made from the high density MMC tape of the present invention. A ring of metal chloride matrix composite is shown. MMC table with high packing density and low surface roughness, resulting in small shrinkage during integration The tape structure allows a fixed length of tape to be spirally wound around the center core or axis. And then integrating the structure with a conventional HIP process to create a ring 90 can easily be made of a fiber reinforced metal matrix composite. Fig. 7a The cross-section of the mounted ring 90 is the normal reinforcing fiber arrangement obtained by the process. . When the plane is pulled perpendicular to the axis of the ring, one reinforcing fiber 92 is Spirally outward from the inner diameter to the outer diameter.   Thus, the metal matrix of the present invention uniformly spaced around the central core material By integrating a continuous spiral winding of a composite tape array. To produce a fiber reinforced metal matrix composite product (eg, ring 90). . The helical wrap is usually set on a hot isostatic press, as known in the art. Thus, the container is evacuated and sealed. Spirally wound MMC tape into cavity A common method of encapsulation is to e-beam weld a cover or foil in a vacuum chamber It is a method of doing. Thereafter, the cavity is evacuated. continue, HMC conditions generally known to those skilled in the art are applied to form a continuous spirally wound MMC. Are integrated. For example, the integration of a titanium matrix composite tape is about 900 ° C. At a pressure of 100 MPa for 2 hours.           A continuous MMC tape according to the present invention is used to form a non-reinforced layer of metal or metal alloy ( For example, by using in combination with metal foil), fiber-reinforced metal matrix composite Material products can be manufactured. For example, using the integrated device of FIG. The layers of the loop can be integrated with one or more metal foil layers. As a result, A MMC tape having a matrix material, preferably a plurality of reinforcing fiber layers, is provided. You.   Also, by passing a plurality of MMC tapes arranged in parallel through the integrated device of FIG. Thus, the MMC tapes according to the present invention can be connected in parallel. Also adjacent By using a wire or metal ribbon between the MMC tapes, The degree of coupling can be improved. Thereby, a wider MMC tape can be obtained.   The following examples are provided to further illustrate various specific and preferred embodiments and techniques. Shown for However, while retaining the scope of the present invention, many changes are made. It should be understood that changes and modifications are possible.                                 Procedure of test Relative packing density   The relative packing density was determined by image analysis. The high-density monotape sample is next to Cut, polished to a mirror finish, photographed, Washington D.C. C. National Institute of Satellite? Photographic image analysis was performed with the NIH Image software available from . The smallest rectangular border completely surrounding the monotape cross-sectional image as the basis for analysis Set a rectangular frame to draw. Define the actual surface area occupied by the mono-tape cross section. Determined from image analysis software, then, based on the ratio of the following formula, the relative packing density of the monotape (PDrel).                     PDrel= Aact/ Afrm× 100 Where PDrelIs the relative packing density,           AzctIs the actual surface area of the monotape cross section,           AfrmIs the smallest rectangular boundary completely surrounding the mono-tape cross-sectional image The area surrounded by the world. Surface roughness   Surface roughness meter (sold by Mitutoyo, Japan under the product name "SURFEST 211") Using the lengthwise direction of the monotape sample (hl, Down web or fiber axis And parallel (h)tSurface roughness of the cross-web, ie perpendicular to the fiber axis) I asked. The surface roughness reported in μm is the average amplitude between the peaks and valleys of the surface. You. More specifically, the surface roughness is the absolute value of the contour deviation from the center line within the evaluation length. The arithmetic mean of the values.                                  Example Integrated device   Argon with about 1 ppm oxygen, 10 ppm water vapor, and small amounts of nitrogen Prepare an inert integrated environment with a glove box enclosure closed with Was. About 10 times the volume of ultra-high purity argon (containing oxygen and water vapor) Purging the chamber at a rate of 0.56 cm / min. An inert environment was obtained by doing so. Shut off the purge and add commercially available oxygen and water Chamber using steam getter (sold by VAC of Hawthorne, CA) The environment is further purified, so that after about 48 hours of circulation, the amount of oxygen and water vapor is reduced. Reduced to about 0.6 and 10 ppm, respectively. Measure the amount of oxygen and water vapor -Sold by Panametrics, Waltham, Sech. Monitored by commercially available sensors such as Oxygen, nitrogen, and steam The volume of air was 152.4 cm × 2.5 c via a high temperature (> 600 ° C.) integrated roll. Circulating titanium foil pieces of mx 0.13cm, signs of discoloration I "gettered" locally until the weather was gone.   10.2cm in diameter and 10.7c in length, each attached to a water-cooled shaft m silicon nitride rolls were used as integrated rolls. Alternatively, silicon nitride It is also possible to replace the roll with a graphite roll. Upper roll is fixed position The lower roll is moved vertically by two argon pressurized pneumatic cylinders. The roll was attached to the frame that could be cut. By pressurizing the cylinder, As the fiber passes between the rolls, it may apply a force of up to Can be. A maximum torque of 540 Nm at 2 rpm, placed outside the chamber The shaft was driven by an electric motor and reducer. Ferrofluidic By driving the shaft through the seal, the potential environment for the outside environment is reduced. Work is minimized. During integration, 4 sets (two on each roll) of quartz The roll was heated to a temperature of about 1,100 ° C. by a lip heater. During integration work, The chaftrol was maintained at about 30 ° C. Fiber alignment device   Guide tube: A series of flexible stainless steel with an inner diameter of 0.04 cm and an outer diameter of 0.051 cm Stainless steel tubing (Micguide, Midway, MA) Roguide, Corp. ) Sale), using metal-coated fiber, fiber supply sp To the integrated device. Feed the fiber from the supply spool to the guide tube For simplicity, the tube end adjacent the fiber feed spool should be substantially horizontal. , Arranged in a spaced array. The guide tube end adjacent to the integration device Each tube is arranged in a group consisting of three tubes staggered in the vertical direction. The loop tube has a center distance of 0.076 cm vertically and 0.0076 cm horizontally. cm. Adjacent Horizontal position of the lower tube of a group relative to the top tube of the group The positions were also maintained at horizontal intervals (see FIG. 2).   Grooved rod guide: equipped with a glove of 1.27 cm in diameter and about 0.23 cm in depth The three molybdenum rods with a diameter of 0.64 cm were separated by about 5.1 cm, In addition, they were alternately arranged about 5.1 cm apart in front of the rolls of the integrating device (see FIG. 3). 4th Was placed approximately 2.54 cm behind the roll of the integration device. Metal cover Set the covering fiber in the glove and use one fiber to align it in parallel without crossing. And maintained under a tension of 45 to 140 g.   Interlocking roll: One roll is a series of 0.023 cm wide circumferential grooves and lands Having a series of land areas 0.018 cm wide and 0.023 cm wide 2.54 cm in diameter 2 made to work with a second roll having Two stainless steel grooved interlocking rolls were placed immediately before the grooved rod described above. An interlocking roll aligns the fibers and at the same time slightly overlaps the fibers. The fiber was positioned in the state shown in FIG.                                 Example 1   International Patent Application Publication No. 92/14860 (Word-Close, Charles (M.) using procedures similar to those disclosed in (M. Mass.) Textron Speech Materials, Inc. (Cat. Materials) under the trade name SCS-6) Ti-6Al-4V titanium / aluminum (6%) / vanadium (4% ) Available titanium alloy coating by electron beam evaporation of the alloy A coated monofilament silicon carbide fiber was produced. The coated fiber is 35% by volume of fiber Was contained. Slotted 10 supply spools of these titanium alloy coated fibers Guided to the above integrated device equipped with interlocking roll alignment device. Fiber, grooved ream It was passed through a "passivated" in-apparatus atmosphere using a moving roll and the procedure described above. Addition Oxygen, nitrogen, and water vapor are locally passed through a titanium foil through a heated integrated roll. After “gettering”, 250 kg at a linear speed of 5.1 cm / min and a temperature of 875 ° C. The fibers are passed between the integrated rolls under a force of 0.254 cm. hl= Ht< A smooth monotape structure having a thickness of 3 μm and a relative packing density of 99% was produced.                                 Example 2   The integrated roll is made of graphite and the fibers are parallelized using grooved rod guides Example 1 except that the integration temperature was 950 ° C. and the applied force was 200 kg. A high-density monotape structure was produced using the same procedure as that described in (1). The mono-tape structure thus obtained is represented by ht<15 μm, ahl<3 μm, and The packing density was 85%.                                 Example 3   International Patent Application Publication No. 92/14860 (Word-Close, Charles U.S. Pat. i-6Al-4V titanium / aluminum (6%) / vanadium (4%) alloy Titanium alloy-coated monofilament silicon carbide fiber A fiber was made. The coated fibers contained 35% by volume of fibers. These titanium alloys An interlocking roll aligning device with grooves feeds 10 supply spools of gold-coated fiber. Guided to the aforementioned integrated equipment equipped. 20 fibers using a guide tube In parallel with each other, except that the applied force is 350 kg. Using a procedure similar to that described above, a high-density mono-tape A structure was produced. The mono-tape structure thus obtained is aht<7 μm, ahl <3 μm and a packing density of 95%.                                 Example 4   As described in Example 3, except that the fibers comprise 30% by volume of fibers. A titanium alloy-coated monofilament silicon carbide fiber was produced as described above. Example 3 A high density monotape structure was made from these fibers as described in Ht<7 μm, ahl<3μm and 95% packing density mono tape Was.                                 Example 5   International Patent Application Publication No. 92/14860 (Word-Close, Charles M.), using a procedure similar to that disclosed in US Pat. (Product name "NE" from 3M Company of St. Paul, Minnesota. XTEL 610 ceramic fiber ") with aluminum electron beam By vapor deposition, an aluminum-coated silicon carbide fiber tow was produced. this The coated fiber is about 0.1 mm in diameter and contains 40% by volume of tow. Was. Multiple fibers coated in this way are arranged in parallel to form a strong metal frame Secure, place these fibers between the open rolls of the integration device and close the rolls on the fibers. And the integrated device was closed and deactivated. Subsequently, a temperature of 540 ° C. was added. Integration similar to that described in Example 2, except that the force is 250 kg Produce high-density monotape structures by integrating metal-coated fibers under conditions did. The mono-tape structure thus obtained is aht<10 μm, ahl<5 μm , And a packing density of 95%.                                 Example 6   12.7 cm diameter titanium alloy with a circumferential groove 0.25 cm wide and cm deep A mandrel of gold (Ti-6Al-4V) was attached to the high-density module of Example 1 of about 6 meters. A titanium composite ring was produced by winding a tape. Mandre A titanium alloy cover over the tape and the wrapped tape. The drel was seam welded by electron beam welding in a vacuum environment. Thus obtained Assembly into a hot isostatic press (Industry, Andover, Mass.) Al Materials Technology (Industrial Materials)   (Technology) purchased at 900 ° C for about 2 hours, 105MPa Integrated with pressure. The integrated titanium matrix composite ring has an inner diameter of 14. It processed to 45cm, outer diameter 13.6cm, and thickness 0.0525cm.   All patents, patent materials, and publications cited herein are Are also incorporated herein by reference as if individually incorporated. It is assumed that The preceding detailed description has been given only for clarity of understanding. It is a thing. Unnecessary limitations should not be interpreted therefrom. Obvious to those skilled in the art The invention is illustrated and described since various modifications are included in the description set forth in the claims. It is not limited to the exact details listed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S D, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG) , KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT , AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, F I, GB, GE, GH, HU, ID, IL, IS, JP , KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, M W, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD , SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZW

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法であって、 （ａ）複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と、 （ｂ）（ｉ）前記連続する金属被覆繊維を連続する金属マトリックス複合材テ ープに統合する統合手段と、 （ｉｉ）前記統合手段のまわりに無反応環境を用意する手段と、 （ｉｉｉ）前記連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列させる 整列手段と、 を備えている統合装置を用意する工程と、 （ｃ）前記統合手段のまわりに無反応環境を用意する工程と、 （ｄ）前記複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を前記整列手段に送って 、前記連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列させる工程と、 （ｅ）前記長手方向に整列された連続する金属マトリックス被覆繊維を前記統 合手段に送って、前記連続する金属マトリックス被覆繊維を金属マトリックス複 合材テープに統合する工程と、を含む方法。 ２．前記金属マトリックス複合材テープが、金属マトリックス内に長手方向に 整列された複数の繊維を含む単層を含む、請求項１記載の方法。 ３．前記整列手段が、コーム、溝付き案内ロッド、溝付き連動ロール、複数の ガイドチューブ、およびそれらの組合わせから選択される、請求項１記載の方法 。 ４．（ａ）前記統合装置が、前記連続する金属マトリックス被覆繊維のための 供給手段と、前記金属マトリックス複合材テープのための収集手段とを更に備え 、 （ｂ）前記連続する金属マトリックス被覆繊維を、前記供給手段から前記整列 手段に送り、 （ｃ）前記金属マトリックス複合材テープが前記統合手段から出た後で、前記 収集手段上に前記金属マトリックス複合材テープを収集する、 請求項１記載の方法。 ５．前記統合手段が、熱および圧力を加える手段を含んでいる、請求項１記載 の方法。 ６．前記統合手段は、前記連続する金属マトリックス被覆繊維が加熱および加 圧された状態でロール間を進むように配置したロールを備えている、請求項５記 載の方法。 ７．前記ロールが、セラミック、グラファイト、金属、またはそれらの組合わ せから製造されている、請求項６記載の方法。 ８．前記ロールが、約６５０℃〜約１０５０℃の温度に加熱される、請求項６ 記載の方法。 ９．前記ロールが、前記連続する金属マトリックス被覆繊維に対し、約１０ｋ ｇ〜約１５００ｋｇの圧力をかける、請求項８記載の方法。 １０．前記連続する金属マトリックス被覆繊維が、金属マトリックスの被膜を 表面に有する強化繊維から成り、前記強化繊維がそれぞれモノフィラメントであ る、請求項１記載の方法。 １１．前記金属マトリックス被覆繊維が、炭化ケイ素繊維、ホウ素繊維、サフ ァイア繊維、二ホウ化チタン繊維、アルミナ繊維、およびそれらの混合物からな るグループから選択される強化繊維を含 む、請求項１記載の方法。 １２．前記金属マトリックス被覆繊維が、チタン、アルミニウム、ニッケル、 バナジウム、モリブデン,スズ、クロム、ジルコニウム、タンタル，ニオブ、鉄 、ケイ素、コバルト、およびそれらの合金からなるグループから選択される金属 で被覆された強化繊維を含む、請求項１記載の方法。 １３．前記統合装置は、前記統合手段を収容する閉鎖容器を更に備えている、 請求項１記載の方法。 １４．前記無反応環境を用意する工程が、前記閉鎖容器を排気する工程を含ん でいる、請求項１３記載の方法。 １５．前記環境が、酸素約１００ｐｐｍ未満および水蒸気約１０００ｐｐｍ未 満を含む、請求項１記載の方法。 １６．前記金属マトリックス被覆繊維と組み合わせて、金属マトリックスのワ イヤ、リボンまたは箔を用意する工程を更に含んでいる、請求項１記載の方法。 １７．連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法であって、 （ａ）複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と、 （ｂ）（ｉ）閉鎖容器と、 （ｉｉ）前記閉鎖容器内に無反応環境を用意する手段と、 （ｉｉｉ）複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を上に有する供給ス プールと、 （ｉｖ）連続する金属マトリックス被覆複合材テープ収集する収集スプー ルと、 （ｖ）前記供給スプールと前記収集スプールの間に配置された、前記連続 する金属マトリックス被覆繊維を連続する金属 マトリックス複合材テープに統合する統合手段と、 （ｖｉ）前記供給スプールと前記統合手段の間に配置された、前記連続す る金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列させる整列手段と、 を備えている統合装置を用意する工程と、 （ｃ）前記閉鎖容器内に無反応環境を用意する工程と、 （ｄ）前記複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を、前記供給スプールか ら前記整列手段に送って、前記繊維を長手方向に整列させる工程と、 （ｅ）前記長手方向に整列された連続する金属マトリックス被覆繊維を前記統 合手段に送って、前記連続する金属マトリックス被覆繊維を金属マトリックス複 合材テープに統合する工程と、 （ｆ）前記金属マトリックス複合材テープを収集スプールに収集する工程と、 を含む方法。 １８．前記供給スプールと前記収集スプールとは、前記閉鎖容器内に配設され ている、請求項１７記載の方法。 １９．前記金属マトリックス被覆繊維が、チタン、アルミニウム、ニッケル、 バナジウム、モリブデン、スズ、クロム、ジルコニウム、タンタル，ニオブ、鉄 、ケイ素、コバルト、およびそれらの合金からなるグループから選択される金属 で被覆した炭化ケイ素繊維を含む、請求項１７記載の方法。 ２０．請求項１記載の方法で作製される金属マトリックス複合材テープ。 ２１．請求項１７記載の方法で作製される金属マトリックス複合材テープ。 ２２．長手方向に整列された複数の連続する非接触強化繊維を含む少なくとも １つの層を含み、相対充填密度が少なくとも約７５％、 長手方向の表面粗さが約２５マイクロメータ以下、横方向の表面粗さが約２５マ イクロメータ以下である、長さが少なくとも約６ｍの金属マトリックス複合材テ ープ。 ２３．前記相対充填密度が少なくとも約８５％である、請求項２２記載の金属 マトリックス複合材テープ。 ２４．約１５マイクロメータ以下の長手方向表面粗さと、約１５マイクロメー タ以下の横方向表面粗さとを更に有している、請求項２２記載の金属マトリック ス複合材テープ。 ２５．前記強化繊維がいずれもモノフィラメントである、請求項２２記載の金 属マトリックス複合材テープ。 ２６．前記強化繊維が、炭化ケイ素繊維、ホウ素繊維、二ホウ化チタン繊維、 アルミナ繊維、およびそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項 ２２記載の金属マトリックス複合材テープ。 ２７．前記金属マトリックスが、チタン、アルミニウム、ニッケル、バナジウ ム、モリブデン、スズ、クロム、ジルコニウム、タンタル，ニオブ、鉄、ケイ素 、コバルト、またはそれらの合金を含む、請求項２２記載の金属マトリックス複 合材テープ。 ２８．前記繊維が炭化ケイ素繊維であり、前記金属マトリックスがチタン／ア ルミニウム／バナジウム合金を含む、請求項２２記載の金属マトリックス複合材 テープ。 ２９．長手方向に整列された複数の連続する非接触強化繊維を含む単層を含む 、請求項２２記載の金属マトリックス複合材テープ。 ３０．実質的に有機結合剤を中に有しない、請求項２２記載の金属マトリック ス複合材テープ。 ３１．複数の連続する金属マトリックス被覆繊維から作製される、請求項２２ 記載の金属マトリックス複合材テープ。 ３２．複数の連続するｅ−ビーム被覆金属マトリックス被覆繊維から作製され る、請求項３１記載の金属マトリックス複合材テープ。 ３３．中央芯材のまわりに一定間隔をおいた金属マトリックス複合材テープア レイを連続螺旋状に巻き付けたものを統合する工程を含む、繊維強化金属マトリ ックス複合材製品を作製する方法であって、統合前、前記金属マトリックス複合 材テープは、少なくとも長さ約６メートルであり、長手方向に整列された複数の 連続する非接触強化繊維を含む少なくとも１つの層を含み、相対充填密度が少な くとも約７５％である方法。 ３４．統合前、前記テープの相対充填密度が少なくとも約８５％である、請求 項３３記載の方法。 ３５．統合前、前記テープの長手方向の表面粗さが約２５マイクロメータ以下 であり、横方向の表面粗さが約２５マイクロメータ以下である、請求項３３記載 の方法。 ３６．前記繊維が炭化ケイ素繊維であり、前記金属マトリックスがチタン／ア ルミニウム／バナジウム合金を含む、請求項３５記載の方法。 ３７．前記金属マトリックス複合材テープが、長手方向に整列された複数の非 接触強化繊維を含む単層を含む、請求項３５記載の方法。 ３８．前記繊維強化金属マトリックス複合材製品が、円形リングまたは円筒の 形をとっている、請求項３３記載の方法。 ３９．中心軸を有し、前記中心軸に垂直な平面を貫いて連続螺旋状に延在する 統合された金属マトリックステープを含む繊維強化金属マトリックス複合材製品 。 ４０．円形リングまたは円筒の形をとっている、請求項３９記載の繊維強化金 属マトリックス複合材製品。 ４１．前記製品に統合する前に、前記金属マトリックス複合材テープが、少な くとも長さ約６メートルであり、長手方向に整列された複数の連続する非接触繊 維を含む少なくとも１つの層を含み、相対充填密度が少なくとも約７５％である 、請求項３９記載の繊維強化金属マトリックス複合材製品。 ４２．前記強化繊維が、炭化ケイ素繊維、ホウ素繊維、二ホウ化チタン繊維、 アルミナ繊維、およびそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項 ３９記載の繊維強化金属マトリックス複合材製品。 ４３．前記金属マトリックスが、チタン、アルミニウム、ニッケル、バナジウ ム、モリブデン、スズ、クロム、ジルコニウム、タンタル，ニオブ、鉄、ケイ素 、コバルト、およびそれらの合金からなるグループから選択される金属を含む、 請求項３９記載の繊維強化金属マトリックス複合材製品。 ４４．前記繊維が炭化ケイ素繊維であり、前記金属マトリックスがチタン／ア ルミニウム／バナジウム合金を含む、請求項４３記載の繊維強化金属マトリック ス複合材製品。 ４５．連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法であって、 （ａ）複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と、 （ｂ）統合装置を用意する工程と、 （ｃ）前記統合手段のまわりに無反応環境を用意する工程と、 （ｄ）前記複数の連続する金属マトリックス被覆繊維長手方向に整列させる工 程と、 （ｅ）前記長手方向に整列された連続する金属マトリックス被覆繊維を前記統 合手段に送って、前記連続する金属マトリックス被覆 繊維を金属マトリックス複合材テープに統合する工程と、を含む方法。 ４６．請求項４５の方法によって作製される金属マトリックス複合テープ。 ４７．連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法であって、 （ａ）複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と、 （ｂ）無反応環境で前記連続する金属マトリックス被覆繊維を連続する金属マ トリックス複合材テープに統合することができ、かつ前記連続する金属マトリッ クス被覆繊維を、前記繊維が長手方向に整列されるように整列することができる 統合装置を用意する工程と、 （ｃ）前記複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を、前記繊維が長手方向 に整列されるように整列し、前記長手方向に整列された連続する金属マトリック ス被覆繊維を金属マトリックス複合材テープに統合する工程と、を含む方法。 ４８．前記金属マトリックス複合材テープ中の繊維が、単層内で長手方向に配 列されている請求項４７記載の方法。 ４９．コーム、溝付きガイドロッド、溝付き連動ロール、複数のガイドチュー ブ、またはそれらの組合わせを使用して前記整列工程を実施する、請求項４７記 載の方法。 ５０．前記統合装置が、前記連続する金属マトリックス被覆繊維を供給する供 給スプールと、前記金属マトリックス複合材テープを収集する収集スプールとを 更に備え、 （ａ）前記連続する金属マトリックス被覆繊維を供給スプールから送り出して 整列するステップと、 （ｂ）統合時に、前記収集スプールに前記金属マトリックス複合 材テープを収集する工程と、 を更に含む請求項４７記載の方法。 ５１．前記統合工程が、熱および圧力を加えることによって実施される、請求 項４７記載の方法。 ５２．前記統合工程は、前記連続する金属マトリックス被覆繊維が加熱および 加圧された状熊でロール間を進むように配置したロールを使用して実施される、 請求項５１記載の方法。 ５３．前記ロールが、セラミック、グラファイト、金属、またはそれらの組合 わせで作られる、請求項５２記載の方法。 ５４．前記ロールが、約６５０℃〜約１０５０℃の温度に加熱される、請求項 ５２記載の方法。 ５５．前記ロールが、前記連続する金属マトリックス被覆繊維に対し、約１０ ｋｇ〜約１５００ｋｇの圧力をかける、請求項５４記載の方法。 ５６．前記連続する金属マトリックス被覆繊維が、金属マトリックスの被膜を 表面に有する強化繊維から成り、前記強化繊維がそれぞれモノフィラメントであ る、請求項４７記載の方法。 ５７．前記金属マトリックス被覆繊維が、炭化ケイ素繊維、ホウ素繊維、二ホ ウ化チタン繊維、アルミナ繊維、およびそれらの混合物からなるグループから選 択される強化繊維を含む、請求項４７記載の方法。 ５８．前記金属マトリックス被覆繊維が、チタン、アルミニウム、ニッケル、 バナジウム、モリブデン,スズ、クロム、ジルコニウム、タンタル，ニオブ、鉄 、ケイ素、コバルト、およびそれらの合金からなるグループから選択される金属 で被覆された強化繊維を含む、請求項４７記載の方法。 ５９．前記統合装置は、無反応環境を囲む閉鎖容器を更に備えて いる、請求項４７記載の方法。 ６０．前記無反応環境を用意する工程は、閉鎖容器を排気する工程を含んでい る、請求項５９記載の方法。 ６１．前記環境は、酸素約１００ｐｍ未および水蒸気約１０００ｐｐｍ未満を 含む、請求項４７記載の方法。 ６２．前記金属マトリックス被覆繊維と組み合わせて金属マトリックスのワイ ヤ、リボンまたは箔を用意する工程を更に含んでいる、請求項４７記載の方法。 ６３．連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法であって、 （ａ）複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と、 （ｂ）統合ロールを用意する工程と、 （ｃ）前記統合ロールのまわりに無反応環境を用意する工程と、 （ｄ）前記複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列させる 工程と、 （ｅ）長手方向に整列された連続する金属マトリックス被覆繊維を前記統合ロ ールに送って、前記連続する金属マトリックス被覆繊維を金属マトリックス複合 材テープに統合する工程と、を含む方法。 ６４．請求項４７記載の方法によって作製される金属マトリックス複合材テー プ。 ６５．請求項６３記載の方法によって作製される金属マトリックス複合材テー プ。 ６６．前記金属マトリックス被覆繊維と組み合わせて金属マトリックスのワイ ヤ、リボンまたは箔から作製される、請求項３１記載の金属マトリックス複合材 テープ。 ６７．１層以上の統合された金属マトリックステープと１層以上 の統合された非強化金属とを含んでいる繊維強化金属マトリックス複合材製品。 ６８．前記非強化金属は、前記金属マトリックステープのものと同じ金属であ る、請求項６７記載の繊維強化金属マトリックス複合材製品。 ６９．統合された金属マトリックステープの１つ以上のセグメントと、前記テ ープセグメントに隣接し、前記テープによって画定される平面内にある統合され た非強化金属ワイヤまたはリボンの１つ以上のセグメントとを含む、繊維強化金 属マトリックス複合材製品。 ７０．前記ワイヤまたはリボンの非強化金属が、前記金属マトリックステープ のものと同じ金属である、請求項６９記載の繊維強化金属マトリックス複合材製 品。 ７１．連続する金属マトリックス複合材テープを作製する方法であって、 （ａ）複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を用意する工程と、 （ｂ）（ｉ）無反応環境を囲む閉鎖容器と、 （ｉｉ）複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を上に有する供給スプ ールと、 （ｉｉｉ）前記連続する金属マトリックス被覆複合材テープ収集する収集 スプールと、 （ｉｖ）前記供給スプールと前記収集スプールの間に配置された、前記連 続する金属マトリックス被覆繊維を連続する金属マトリックス複合材テープに統 合する統合ロールと、 （ｖ）前記供給スプールと前記統合ロールの間に配置された、前記連続す る金属マトリックス被覆繊維を長手方向に整列さ せる整列システムであって、コーム、溝付きガイドロッド、溝付き連動ロール、 複数のガイドチューブ、またはそれらの組合わせを含む整列システムと、 を備えている統合装置を用意する工程と、 （ｃ）前記閉鎖容器内に無反応環境を用意する工程と、 （ｄ）前記複数の連続する金属マトリックス被覆繊維を、前記供給スプールか ら前記整列システムに送って、前記繊維を長手方向に整列させる工程と、 （ｅ）前記長手方向に整列された連続する金属マトリックス被覆繊維を前記統 合ロールに送って、前記連続する金属マトリックス被覆繊維を金属マトリックス 複合材テープに統合する工程と、 （ｆ）前記金属マトリックス複合材テープを収集スプールに収集する工程と、 を含む方法。[Claims]   1. A method of making a continuous metal matrix composite tape, comprising:   (A) providing a plurality of continuous metal matrix-coated fibers;   (B) (i) connecting the continuous metal-coated fiber to a continuous metal matrix composite material; Integration means to integrate     (Ii) means for providing a non-reactive environment around said integrating means;     (Iii) aligning the continuous metal matrix coated fibers in the longitudinal direction; Alignment means; Providing an integrated device comprising:   (C) providing a non-reactive environment around the integrating means;   (D) sending the plurality of continuous metal matrix-coated fibers to the alignment means; , Longitudinally aligning the continuous metal matrix coated fibers,   (E) the continuous metal matrix coated fibers aligned in the longitudinal direction are integrated Sending the continuous metal matrix coated fiber to the metal matrix Integrating into a composite tape.   2. The metal matrix composite tape is longitudinally embedded in the metal matrix. The method of claim 1, comprising a single layer comprising a plurality of aligned fibers.   3. The aligning means includes a comb, a grooved guide rod, a grooved interlocking roll, The method of claim 1, wherein the method is selected from guide tubes and combinations thereof. .   4. (A) the integration device is for the continuous metal matrix coated fiber Supply means, and collection means for the metal matrix composite tape. ,   (B) aligning the continuous metal matrix coated fibers from the supply means; To the means,   (C) after said metal matrix composite tape exits said integrating means, Collecting the metal matrix composite tape on a collecting means, The method of claim 1.   5. 2. The method according to claim 1, wherein said integrating means includes means for applying heat and pressure. the method of.   6. The integrating means includes means for heating and heating the continuous metal matrix coated fiber. 6. The roll according to claim 5, further comprising a roll arranged to advance between the rolls in a pressed state. The method described.   7. The roll is made of ceramic, graphite, metal, or a combination thereof. 7. The method according to claim 6, wherein the method is made from a steel plate.   8. 7. The roll of claim 6, wherein the roll is heated to a temperature from about 650C to about 1050C. The described method.   9. The roll is about 10k relative to the continuous metal matrix coated fiber. 9. The method of claim 8, wherein a pressure of from about g to about 1500 kg is applied.   10. The continuous metal matrix coated fibers form a metal matrix coating. The reinforcing fibers are monofilaments. The method of claim 1, wherein   11. The metal matrix-coated fiber is a silicon carbide fiber, a boron fiber, Fiber, titanium diboride fiber, alumina fiber, and mixtures thereof. Including reinforcing fibers selected from The method of claim 1.   12. The metal matrix coated fiber is titanium, aluminum, nickel, Vanadium, molybdenum, tin, chromium, zirconium, tantalum, niobium, iron Selected from the group consisting of, silicon, cobalt and their alloys The method of claim 1, comprising reinforcing fibers coated with:   13. The integration device further comprises a closed container that houses the integration means, The method of claim 1.   14． Providing the non-reactive environment includes evacuating the enclosure. 14. The method of claim 13, wherein   15. The environment is less than about 100 ppm oxygen and less than about 1000 ppm water vapor; 2. The method of claim 1, wherein the method comprises:   16. In combination with the metal matrix coated fiber, the metal matrix 2. The method of claim 1, further comprising providing an ear, ribbon or foil.   17． A method of making a continuous metal matrix composite tape, comprising:   (A) providing a plurality of continuous metal matrix-coated fibers;   (B) (i) a closed container;       (Ii) means for providing a non-reactive environment in the closed container;       (Iii) a feed stack having a plurality of continuous metal matrix coated fibers thereon; Pool and       (Iv) Collection spoon collecting continuous metal matrix coated composite tape And       (V) the continuous, disposed between the supply spool and the collection spool; Continuous metal matrix coated fiber An integration means for integrating into the matrix composite tape;       (Vi) the continuous slot disposed between the supply spool and the integration means. Alignment means for aligning the metal matrix-coated fibers in the longitudinal direction, Providing an integrated device comprising:   (C) providing a non-reactive environment in the closed container;   (D) removing the plurality of continuous metal matrix-coated fibers from the supply spool; Sending the fiber to the alignment means to align the fibers in the longitudinal direction;   (E) the continuous metal matrix coated fibers aligned in the longitudinal direction are integrated Sending the continuous metal matrix coated fiber to the metal matrix The process of integrating into the composite tape,   (F) collecting the metal matrix composite tape on a collection spool; A method that includes   18. The supply spool and the collection spool are disposed in the closed container. 18. The method of claim 17, wherein the method comprises:   19. The metal matrix coated fiber is titanium, aluminum, nickel, Vanadium, molybdenum, tin, chromium, zirconium, tantalum, niobium, iron Selected from the group consisting of, silicon, cobalt and their alloys 18. The method of claim 17, comprising silicon carbide fibers coated with.   20. A metal matrix composite tape made by the method of claim 1.   21. A metal matrix composite tape made by the method of claim 17.   22. At least comprising a plurality of continuous non-contact reinforcing fibers aligned longitudinally. One layer, wherein the relative packing density is at least about 75%; The surface roughness in the longitudinal direction is about 25 micrometers or less, and the surface roughness in the lateral direction is about 25 micrometers. A metal matrix composite material of at least about 6 m Soup.   23. 23. The metal of claim 22, wherein said relative packing density is at least about 85%. Matrix composite tape.   24. Longitudinal surface roughness of about 15 micrometers or less and about 15 micrometers 23. The metal matrix of claim 22, further comprising a lateral surface roughness of less than or equal to Composite tape.   25. 23. The gold of claim 22, wherein the reinforcing fibers are all monofilaments. Genus matrix composite tape.   26. The reinforcing fibers are silicon carbide fibers, boron fibers, titanium diboride fibers, Claims: selected from the group consisting of alumina fibers, and mixtures thereof. 23. The metal matrix composite tape according to 22.   27. The metal matrix is titanium, aluminum, nickel, vanadium. , Molybdenum, tin, chromium, zirconium, tantalum, niobium, iron, silicon 23. The metal matrix composite according to claim 22, comprising cobalt, cobalt, or an alloy thereof. Mixing tape.   28. The fibers are silicon carbide fibers and the metal matrix is titanium / aluminum. 23. The metal matrix composite of claim 22, comprising a ruminium / vanadium alloy. tape.   29. Including a monolayer comprising a plurality of continuous non-contact reinforcing fibers aligned longitudinally 23. The metal matrix composite tape of claim 22.   30. 23. The metal matrix of claim 22 having substantially no organic binder therein. Composite tape.   31. 23. Made from a plurality of continuous metal matrix coated fibers. A metal matrix composite tape as described.   32. Made from a plurality of continuous e-beam coated metal matrix coated fibers 32. The metal matrix composite tape of claim 31, wherein the tape.   33. Metal matrix composite tapes spaced at regular intervals around a central core Fiber reinforced metal matrices including the step of integrating a continuous helically wound ray A method of making a composite material, comprising: The material tape is at least about 6 meters long and includes a plurality of longitudinally aligned tapes. At least one layer comprising continuous non-contact reinforcing fibers, having a low relative packing density A method that is at least about 75%.   34. Prior to consolidation, the tape has a relative packing density of at least about 85%. Item 34. The method according to Item 33.   35. Before integration, the surface roughness of the tape in the longitudinal direction is about 25 micrometers or less 34. The method of claim 33, wherein the lateral surface roughness is no greater than about 25 micrometers. the method of.   36. The fibers are silicon carbide fibers and the metal matrix is titanium / aluminum. 36. The method of claim 35, comprising a luminium / vanadium alloy.   37. The metal matrix composite tape comprises a plurality of longitudinally aligned non-metallic composite tapes. 36. The method of claim 35, comprising a monolayer comprising contact reinforcing fibers.   38. The fiber reinforced metal matrix composite product may be a circular ring or a cylinder. 34. The method of claim 33, wherein the method is in the form.   39. Has a central axis and extends in a continuous spiral through a plane perpendicular to said central axis Fiber reinforced metal matrix composite products including integrated metal matrix tape .   40. 40. The fiber reinforced gold of claim 39 in the form of a circular ring or cylinder. Genus matrix composite products.   41. Prior to integration into the product, the metal matrix composite tape At least about 6 meters in length, a plurality of continuous non-contact fibers aligned in the longitudinal direction At least one layer comprising fibers and having a relative packing density of at least about 75% 40. The fiber reinforced metal matrix composite product of claim 39.   42. The reinforcing fibers are silicon carbide fibers, boron fibers, titanium diboride fibers, Claims: selected from the group consisting of alumina fibers, and mixtures thereof. 40. The fiber reinforced metal matrix composite product of claim 39.   43. The metal matrix is titanium, aluminum, nickel, vanadium. , Molybdenum, tin, chromium, zirconium, tantalum, niobium, iron, silicon , Including metals selected from the group consisting of, cobalt, and alloys thereof, 40. The fiber reinforced metal matrix composite product of claim 39.   44. The fibers are silicon carbide fibers and the metal matrix is titanium / aluminum. 44. The fiber reinforced metal matrix of claim 43 comprising a ruminium / vanadium alloy. Composite products.   45. A method of making a continuous metal matrix composite tape, comprising:   (A) providing a plurality of continuous metal matrix-coated fibers;   (B) providing an integrated device;   (C) providing a non-reactive environment around the integrating means;   (D) aligning the plurality of continuous metal matrix-coated fibers in the longitudinal direction. About   (E) the continuous metal matrix coated fibers aligned in the longitudinal direction are integrated Sending the continuous metal matrix coating to the combining means Integrating the fibers into a metal matrix composite tape.   46. 46. A metal matrix composite tape made by the method of claim 45.   47. A method of making a continuous metal matrix composite tape, comprising:   (A) providing a plurality of continuous metal matrix-coated fibers;   (B) connecting the continuous metal matrix-coated fibers to a continuous metal matrix in a non-reactive environment; Matrix composite tape that can be integrated into the continuous metal matrix. Coated fibers can be aligned such that the fibers are longitudinally aligned. Providing an integrated device;   (C) forming the plurality of continuous metal matrix-coated fibers in the longitudinal direction; The longitudinally aligned continuous metal matrix aligned to be aligned to Integrating the coated fibers into a metal matrix composite tape.   48. The fibers in the metal matrix composite tape are longitudinally distributed within a single layer. 48. The method of claim 47, wherein the method is arranged.   49. Comb, grooved guide rod, grooved interlock roll, multiple guide tubes 48. The method of claim 47, wherein the aligning step is performed using a probe, or a combination thereof. The method described.   50. The integrated device supplies the continuous metal matrix-coated fiber. A supply spool and a collection spool for collecting the metal matrix composite tape. In addition,   (A) feeding the continuous metal matrix-coated fiber from a supply spool; Aligning;   (B) upon integration, the metal matrix composite on the collection spool; Collecting the material tape; 48. The method of claim 47, further comprising:   51. Claim: wherein the integrating step is performed by applying heat and pressure. Item 47. The method according to Item 47.   52. The integrating step includes heating and heating the continuous metal matrix coated fiber. Implemented using rolls arranged to advance between the rolls with a pressurized bear, 52. The method of claim 51.   53. The roll is made of ceramic, graphite, metal, or a combination thereof 53. The method according to claim 52, wherein the method is made by a combination.   54. The roll is heated to a temperature of about 650C to about 1050C. 52. The method according to 52.   55. The roll is about 10 to the continuous metal matrix coated fiber. 55. The method of claim 54, wherein a pressure of from about kg to about 1500 kg is applied.   56. The continuous metal matrix coated fibers form a metal matrix coating. The reinforcing fibers are monofilaments. 48. The method of claim 47, wherein   57. The metal matrix-coated fibers are silicon carbide fibers, boron fibers, Selected from the group consisting of titanium iodide fibers, alumina fibers, and mixtures thereof. 50. The method of claim 47, comprising selected reinforcing fibers.   58. The metal matrix coated fiber is titanium, aluminum, nickel, Vanadium, molybdenum, tin, chromium, zirconium, tantalum, niobium, iron Selected from the group consisting of, silicon, cobalt and their alloys 48. The method of claim 47, comprising reinforcing fibers coated with.   59. The integrated device further comprises a closed vessel surrounding the unreacted environment 50. The method of claim 47, wherein   60. Providing the non-reactive environment includes evacuating a closed vessel. 60. The method of claim 59, wherein   61. The environment contains less than about 100 pm oxygen and less than about 1000 ppm water vapor. 48. The method of claim 47, comprising.   62. A metal matrix wire in combination with the metal matrix coated fibers 48. The method of claim 47, further comprising the step of providing a layer, ribbon or foil.   63. A method of making a continuous metal matrix composite tape, comprising:   (A) providing a plurality of continuous metal matrix-coated fibers;   (B) preparing an integrated roll;   (C) providing a non-reactive environment around the integrated roll;   (D) aligning the plurality of continuous metal matrix coated fibers in a longitudinal direction; Process and   (E) combining the continuous metal matrix coated fibers aligned in the longitudinal direction with the integrated fiber; To the continuous metal matrix coated fiber Integrating into a material tape.   64. 48. A metal matrix composite tape made by the method of claim 47. H.   65. 64. A metal matrix composite material made by the method of claim 63. H.   66. A metal matrix wire in combination with the metal matrix coated fibers 32. The metal matrix composite of claim 31, wherein the composite is made from a metal, ribbon, or foil. tape.   67.1 One or more layers of integrated metal matrix tape and one or more layers A fiber reinforced metal matrix composite product comprising an integrated unreinforced metal.   68. The unreinforced metal is the same metal as that of the metal matrix tape. 68. The fiber reinforced metal matrix composite product of claim 67.   69. One or more segments of integrated metal matrix tape; Adjacent to the tape segment and in the plane defined by the tape Fiber reinforced gold, including one or more segments of unreinforced metal wire or ribbon Genus matrix composite products.   70. The non-reinforced metal of the wire or ribbon is the metal matrix tape 70. The fiber-reinforced metal matrix composite of claim 69, wherein the metal is the same metal as Goods.   71. A method of making a continuous metal matrix composite tape, comprising:   (A) providing a plurality of continuous metal matrix-coated fibers;   (B) (i) a closed vessel surrounding the non-reactive environment;       (Ii) a feed spur having a plurality of continuous metal matrix coated fibers thereon And       (Iii) collecting to collect the continuous metal matrix coated composite tape; A spool,       (Iv) the series connected between the supply spool and the collection spool; Continuous metal matrix coated fiber into continuous metal matrix composite tape Integrated roles       (V) the continuous spool disposed between the supply spool and the integrated roll; Metal matrix coated fibers A comb, grooved guide rod, grooved interlocking roll, An alignment system including a plurality of guide tubes, or a combination thereof, Providing an integrated device comprising:   (C) providing a non-reactive environment in the closed container;   (D) removing the plurality of continuous metal matrix-coated fibers from the supply spool; Sending the fiber to the alignment system to longitudinally align the fibers;   (E) the continuous metal matrix coated fibers aligned in the longitudinal direction are integrated The continuous metal matrix coated fiber is sent to a metal matrix Integrating into composite tape;   (F) collecting the metal matrix composite tape on a collection spool; A method that includes
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