JP2002294359A - 金属基炭素繊維強化複合材料およびその製造方法 - Google Patents
金属基炭素繊維強化複合材料およびその製造方法Info
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- JP2002294359A JP2002294359A JP2001135551A JP2001135551A JP2002294359A JP 2002294359 A JP2002294359 A JP 2002294359A JP 2001135551 A JP2001135551 A JP 2001135551A JP 2001135551 A JP2001135551 A JP 2001135551A JP 2002294359 A JP2002294359 A JP 2002294359A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属基炭素繊維強化複合材料の金属と炭素繊
維との直接反応により炭素繊維が劣化し、所期の強度
や、ヤング率、高熱伝導度、定熱膨張等の特性を発揮さ
せることが出来なかった。課題は反応を抑制することに
より、金属基炭素繊維複合材料の種々の特性を発見し、
耐候性、耐熱性に優れた材料を提供する。 【解決手段】 炭素繊維成形体の作成の際に、バインダ
ーとして、非酸化性雰囲気で焼成することにより炭素と
して残留する有機前駆体を使用し、この際の残留炭素が
後に、溶融金属と炭素繊維の間に介在し、直接の反応を
防止し得るようにする。炭素繊維は強度劣化を防ぐこと
ができる。金属との複合化は、溶融金属の炭素成形体へ
の高圧下での圧入する方法を特徴とする金属基炭素繊維
強化複合材料の製造方法．
維との直接反応により炭素繊維が劣化し、所期の強度
や、ヤング率、高熱伝導度、定熱膨張等の特性を発揮さ
せることが出来なかった。課題は反応を抑制することに
より、金属基炭素繊維複合材料の種々の特性を発見し、
耐候性、耐熱性に優れた材料を提供する。 【解決手段】 炭素繊維成形体の作成の際に、バインダ
ーとして、非酸化性雰囲気で焼成することにより炭素と
して残留する有機前駆体を使用し、この際の残留炭素が
後に、溶融金属と炭素繊維の間に介在し、直接の反応を
防止し得るようにする。炭素繊維は強度劣化を防ぐこと
ができる。金属との複合化は、溶融金属の炭素成形体へ
の高圧下での圧入する方法を特徴とする金属基炭素繊維
強化複合材料の製造方法．
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属基炭素繊維強
化複合材料およびその製造方法に関するものであり、更
に詳しくは、半導体のパッケージ用の高熱伝導で、低熱
膨張率の基板、比強度、比剛性の高い宇宙航空用構造材
料、内燃機関の部品材料、一般の産業用構造材料、介助
機器などの軽量高強度部品材料の提供に有用な金属基炭
素繊維強化複合材料とおよびその製造方法に関する。
化複合材料およびその製造方法に関するものであり、更
に詳しくは、半導体のパッケージ用の高熱伝導で、低熱
膨張率の基板、比強度、比剛性の高い宇宙航空用構造材
料、内燃機関の部品材料、一般の産業用構造材料、介助
機器などの軽量高強度部品材料の提供に有用な金属基炭
素繊維強化複合材料とおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭素繊維を含む金属基複合材料
は、溶融法で金属を加圧含浸させると、溶融金属と炭素
繊維の反応が起きて強化材である炭素繊維の強度が著し
く低下するので、出来上がった金属基複合材料の強度は
やはり著しく低く、実用に耐えるものは、製造できなか
った。
は、溶融法で金属を加圧含浸させると、溶融金属と炭素
繊維の反応が起きて強化材である炭素繊維の強度が著し
く低下するので、出来上がった金属基複合材料の強度は
やはり著しく低く、実用に耐えるものは、製造できなか
った。
【０００３】一方、炭素繊維は、比強度、比ヤング率に
優れ、加工性も良いため、安価で量産されている唯一の
繊維である。これらは、主として、ブラスチックをマト
リックスとしたものとの複合材料に使用されているのみ
であった。プラスチックとの複合材料は、耐熱性欠如
や、耐候性が良くないなどの理由で、高い信頼性を必要
とされる部品の材料には、供されていない。
優れ、加工性も良いため、安価で量産されている唯一の
繊維である。これらは、主として、ブラスチックをマト
リックスとしたものとの複合材料に使用されているのみ
であった。プラスチックとの複合材料は、耐熱性欠如
や、耐候性が良くないなどの理由で、高い信頼性を必要
とされる部品の材料には、供されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、軽量で高強度、高弾性を有する炭素繊維の特性を生
かし、かつ、耐熱度や高信頼性を得る炭素繊維強化金属
基複合材料を提供することにある。
は、軽量で高強度、高弾性を有する炭素繊維の特性を生
かし、かつ、耐熱度や高信頼性を得る炭素繊維強化金属
基複合材料を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の開
発状況に鑑み、本発明の課題を解決するため、先ず、炭
素繊維成形体を作成する際に、バインダーとして、非酸
化性雰囲気で焼成することにより、炭素として残留する
有機前駆体を使用する。これらの残留する炭素と、炭素
繊維の合計が、体積率で１５〜６５％になるように調整
する。この時、炭素以外のアルミナ質、ムライト質、炭
化珪素質、窒化珪素質よりなる繊維、ウィスカー、又は
粉末を炭素質と合計した体積率が１５〜６５％にしても
良い。
発状況に鑑み、本発明の課題を解決するため、先ず、炭
素繊維成形体を作成する際に、バインダーとして、非酸
化性雰囲気で焼成することにより、炭素として残留する
有機前駆体を使用する。これらの残留する炭素と、炭素
繊維の合計が、体積率で１５〜６５％になるように調整
する。この時、炭素以外のアルミナ質、ムライト質、炭
化珪素質、窒化珪素質よりなる繊維、ウィスカー、又は
粉末を炭素質と合計した体積率が１５〜６５％にしても
良い。
【０００６】次に前記のような成形体を非酸化性雰囲気
内で、予熱し、アルミニウム、マグネシウム、銅、およ
び銀の一種以上の金属か、又は、その合金の溶融したも
のとを金型内に入れて、高圧をかけて鋳造する。この時
の成形体の予熱温度は、金属の固相線温度以上とし、金
属の溶融温度は液相線温度より５０〜２００℃高くして
行なう。鋳造する圧力は炭素繊維の体積率や、使用する
繊維の径などによって異なるが２０Ｍｐａ以上が必要で
ある。
内で、予熱し、アルミニウム、マグネシウム、銅、およ
び銀の一種以上の金属か、又は、その合金の溶融したも
のとを金型内に入れて、高圧をかけて鋳造する。この時
の成形体の予熱温度は、金属の固相線温度以上とし、金
属の溶融温度は液相線温度より５０〜２００℃高くして
行なう。鋳造する圧力は炭素繊維の体積率や、使用する
繊維の径などによって異なるが２０Ｍｐａ以上が必要で
ある。
【０００７】以上のようにして、金属基炭素繊維複合材
料が得られる。この時、バインダーとして、炭素繊維成
形体中に炭素質として残留する物質が溶融金属と、繊維
との間の緩衝材となるために、直接溶融金属と炭素繊維
の間の反応が起こらず、炭素繊維の強度の低下が防ぐこ
とが可能であった。
料が得られる。この時、バインダーとして、炭素繊維成
形体中に炭素質として残留する物質が溶融金属と、繊維
との間の緩衝材となるために、直接溶融金属と炭素繊維
の間の反応が起こらず、炭素繊維の強度の低下が防ぐこ
とが可能であった。
【０００８】このようにして得られた金属基炭素繊維複
合材料は、軽量で、強度、ヤング率が大きく、さらに屋
外の太陽光などに晒しても、又、内燃機関の中の部材と
しても、複合材料としての劣化は全くなく、プラスチッ
クをマトリックスとしたものは、耐候性が貧弱で、又、
１００℃以上の高温域では、マトリックスが徐々にガス
化して、初期の強度、ヤング率を保持することは、困難
である。
合材料は、軽量で、強度、ヤング率が大きく、さらに屋
外の太陽光などに晒しても、又、内燃機関の中の部材と
しても、複合材料としての劣化は全くなく、プラスチッ
クをマトリックスとしたものは、耐候性が貧弱で、又、
１００℃以上の高温域では、マトリックスが徐々にガス
化して、初期の強度、ヤング率を保持することは、困難
である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の金属基炭素繊維複合材料
は、その要素であるマトリックスと強化材の組合わせに
より、様々な特性を発揮する。第１表に目的とする特性
と、選択されるマトリックスと強化材の組合わせの例を
示す。
は、その要素であるマトリックスと強化材の組合わせに
より、様々な特性を発揮する。第１表に目的とする特性
と、選択されるマトリックスと強化材の組合わせの例を
示す。
【００１０】次により具体的な、製造方法を示す。先
ず、炭素繊維成形体の製造方法について記す。ピッチ系
の炭素長繊維を所定形状の箱の中に一方向に並べて入れ
て、フェノール樹脂をエタノールにて１０ｗｔ％に調整
した溶液を作ってから、これを、炭素長繊維を配した箱
の中に静かに注ぐ。この箱を４０℃にて、保持すると、
エタノールが蒸発して、柔らかい成形体を得る。その
後、Ａｒ気流中で、１５００℃にて焼成して、炭素質が
体積で４５％、空隙が５５％の炭素成形体を得る。成形
体Ａとした。
ず、炭素繊維成形体の製造方法について記す。ピッチ系
の炭素長繊維を所定形状の箱の中に一方向に並べて入れ
て、フェノール樹脂をエタノールにて１０ｗｔ％に調整
した溶液を作ってから、これを、炭素長繊維を配した箱
の中に静かに注ぐ。この箱を４０℃にて、保持すると、
エタノールが蒸発して、柔らかい成形体を得る。その
後、Ａｒ気流中で、１５００℃にて焼成して、炭素質が
体積で４５％、空隙が５５％の炭素成形体を得る。成形
体Ａとした。
【００１１】次に、ＰＡＮ系炭素繊維の長さ５ｍｍのも
のを所定形状の箱の中に、やはりフェノール樹脂１０ｗ
ｔ％のアルコール溶液中で攪拌した後に入れて、４０℃
に保持してエタノールを全て蒸発させてから、成形体を
採り出して、方向性の無い炭素繊維成形体を得た。この
ものを２３００℃にて、Ａｒ気流中にて、焼成して炭素
質が２３％の炭素成形体を得た。成形体Ｂとした。
のを所定形状の箱の中に、やはりフェノール樹脂１０ｗ
ｔ％のアルコール溶液中で攪拌した後に入れて、４０℃
に保持してエタノールを全て蒸発させてから、成形体を
採り出して、方向性の無い炭素繊維成形体を得た。この
ものを２３００℃にて、Ａｒ気流中にて、焼成して炭素
質が２３％の炭素成形体を得た。成形体Ｂとした。
【００１２】さらに、ピッチ系炭素繊維を一方向に並べ
て厚さ０．０５ｍｍの台紙に上にエポキシ樹脂を介し
て、貼り付けて、繊維厚さとして、１．５ｍｍのものを
得た。このものを、正方形の箱の中に一層はＸ方向に、
二層目はＹ方向になるような順序で積層し、正方形の箱
の中身を彩り出して、厚さ５０ｍｍ長さ一辺が、１００
ｍｍの成形体を、上からプレス機にて、加圧し、厚さを
２８ｍｍにして、その状態を保持したまま、Ａｒ気流で
３００℃にて焼成した。このようにして得られた炭素繊
維成形体の体積率３５％のものを得た後、平均粒径が
１．２μｍの炭化珪素粉の水中懸濁液中に浸し、１２０
℃で乾燥して、重量を測定した所、５％の重量増加があ
り、炭化珪素の体積率が約３％と推定された。成形体を
Ｃとした。
て厚さ０．０５ｍｍの台紙に上にエポキシ樹脂を介し
て、貼り付けて、繊維厚さとして、１．５ｍｍのものを
得た。このものを、正方形の箱の中に一層はＸ方向に、
二層目はＹ方向になるような順序で積層し、正方形の箱
の中身を彩り出して、厚さ５０ｍｍ長さ一辺が、１００
ｍｍの成形体を、上からプレス機にて、加圧し、厚さを
２８ｍｍにして、その状態を保持したまま、Ａｒ気流で
３００℃にて焼成した。このようにして得られた炭素繊
維成形体の体積率３５％のものを得た後、平均粒径が
１．２μｍの炭化珪素粉の水中懸濁液中に浸し、１２０
℃で乾燥して、重量を測定した所、５％の重量増加があ
り、炭化珪素の体積率が約３％と推定された。成形体を
Ｃとした。
【００１３】炭素繊維を平織りにした円筒状態の織物
を、アルミナ短繊維がフェノール１０ｗｔ％のアルコー
ル溶液中に懸濁している中に浸漬し、そのものを７．５
ｍｍ直径の塩化ビニール製の棒にかぶせた。同様に、さ
らに５層行った。これを６０℃で乾燥して、その後、１
４００℃Ａｒ中で焼成して、アルミナ質５体積％、炭素
繊維３８体積％フェノールからの炭素質３体積％の、円
筒状の実質的に炭素繊維からなる成形体内径７ｍｍ、外
径１２ｍｍ長１００ｍｍのものを得た。成形体Ｄとし
た。
を、アルミナ短繊維がフェノール１０ｗｔ％のアルコー
ル溶液中に懸濁している中に浸漬し、そのものを７．５
ｍｍ直径の塩化ビニール製の棒にかぶせた。同様に、さ
らに５層行った。これを６０℃で乾燥して、その後、１
４００℃Ａｒ中で焼成して、アルミナ質５体積％、炭素
繊維３８体積％フェノールからの炭素質３体積％の、円
筒状の実質的に炭素繊維からなる成形体内径７ｍｍ、外
径１２ｍｍ長１００ｍｍのものを得た。成形体Ｄとし
た。
【００１４】次に、以上のようにして得られた炭素繊維
成形体を各種金属マトリックスと複合し金属基炭素繊維
強化複合材料の製造方法を示す。成形体Ａを用いて、こ
れをＡｒ中７５０℃に予熱しておき、純マグネシウムを
やはり７５０℃で保持しておく。次に予め３００℃に予
熱しておいた内のり２００ｍｍ×２００ｍｍ深さ１００
ｍｍの金型に成形体を配した後、溶融でマグネシウムを
流し込み、圧力１００Ｍｐａを加えて、鋳造した。この
後、マグネシウム基炭素繊維強化複合材料の部分を切り
出し、試験片に加工し、密度、引張強度、ヤング率を測
定した所、密度は２．０ｇ／ｃｍ３、引張強度は１，０
２０Ｍｐａ、ヤング率は５３０Ｇｐａであった。又、こ
のものを４０℃温水中に１０日間浸漬したが、何の変化
も観察されなかった。これによって、軽量、高強度、高
ヤング率でかつ、反応による繊維の劣化の無い金属基炭
素繊維強化複合材料が得られたことを確認した。
成形体を各種金属マトリックスと複合し金属基炭素繊維
強化複合材料の製造方法を示す。成形体Ａを用いて、こ
れをＡｒ中７５０℃に予熱しておき、純マグネシウムを
やはり７５０℃で保持しておく。次に予め３００℃に予
熱しておいた内のり２００ｍｍ×２００ｍｍ深さ１００
ｍｍの金型に成形体を配した後、溶融でマグネシウムを
流し込み、圧力１００Ｍｐａを加えて、鋳造した。この
後、マグネシウム基炭素繊維強化複合材料の部分を切り
出し、試験片に加工し、密度、引張強度、ヤング率を測
定した所、密度は２．０ｇ／ｃｍ３、引張強度は１，０
２０Ｍｐａ、ヤング率は５３０Ｇｐａであった。又、こ
のものを４０℃温水中に１０日間浸漬したが、何の変化
も観察されなかった。これによって、軽量、高強度、高
ヤング率でかつ、反応による繊維の劣化の無い金属基炭
素繊維強化複合材料が得られたことを確認した。
【００１５】次に、成形体Ｂを用いて、やはり、Ａｒ中
に１１５０℃に保持しておき、他方純銅（ＪＩＳＣ１０
２０）を１２００℃で溶融したものを図１に示すような
金型に注ぎ、その上に、成形体Ｂを移して、８０Ｍｐａ
で、加圧鋳造した。凝固冷却後銅基炭素繊維強化複合材
料の部分を切出し、熱伝導度と熱膨張係数を測定する試
験片に加工した。熱伝導度はレーザーフラッシュ法によ
って測定した所、４２０Ｗ／ｍＫであった。又、熱膨張
係数は、熱分析装置により測定した所、１１×１０−６
１／Ｋであった。この結果、高熱伝導率で低熱膨張率の
金属基炭素繊維強化複合材料が得られたことを確認した
に１１５０℃に保持しておき、他方純銅（ＪＩＳＣ１０
２０）を１２００℃で溶融したものを図１に示すような
金型に注ぎ、その上に、成形体Ｂを移して、８０Ｍｐａ
で、加圧鋳造した。凝固冷却後銅基炭素繊維強化複合材
料の部分を切出し、熱伝導度と熱膨張係数を測定する試
験片に加工した。熱伝導度はレーザーフラッシュ法によ
って測定した所、４２０Ｗ／ｍＫであった。又、熱膨張
係数は、熱分析装置により測定した所、１１×１０−６
１／Ｋであった。この結果、高熱伝導率で低熱膨張率の
金属基炭素繊維強化複合材料が得られたことを確認した
【００１６】さらに、成形体Ｃを用いて、同様にＡｒ中
に８００℃に保持しておき、他方、純Ａｌ（ＪＩＳＡ１
０５０）を８００℃にて溶融し、図１に示すような金型
に注ぎ、その上に成形体Ｃを配置して、１００Ｍｐａで
加圧鋳造した。凝固冷却後、アルミニウム基炭素繊維強
化複合材料部分を切出して、Ｘ軸方向とＹ軸方向、さら
にＺ軸方向の３種類の材料を引張強度、密度および、熱
伝導度の各試験片に加工した。それぞれの試験片の結果
を第２表に示す。 さらに、各試験片を水中に１０日間保持したが、何の変
化も認められなかった以上の結果から、炭素繊維の配向
方向に、高強度で、高熱伝導率の軽量でかつ健全なアル
ミニウム基炭素繊維強化複合材料を得ることができた。
に８００℃に保持しておき、他方、純Ａｌ（ＪＩＳＡ１
０５０）を８００℃にて溶融し、図１に示すような金型
に注ぎ、その上に成形体Ｃを配置して、１００Ｍｐａで
加圧鋳造した。凝固冷却後、アルミニウム基炭素繊維強
化複合材料部分を切出して、Ｘ軸方向とＹ軸方向、さら
にＺ軸方向の３種類の材料を引張強度、密度および、熱
伝導度の各試験片に加工した。それぞれの試験片の結果
を第２表に示す。 さらに、各試験片を水中に１０日間保持したが、何の変
化も認められなかった以上の結果から、炭素繊維の配向
方向に、高強度で、高熱伝導率の軽量でかつ健全なアル
ミニウム基炭素繊維強化複合材料を得ることができた。
【００１７】次に、成形体ＤをＡｒ中で７５０℃に加熱
しておき、これを図１のような金型内に配し、７６０℃
の純マグネシウムを注ぎ、５０Ｍｐａで加圧鋳造した。
凝固、冷却後、マグネシウム基炭素繊維複合材料部分を
切出し、内径７ｍｍ、外径１１．５ｍｍ、長さ９５ｍｍ
に加工した。このものを内燃機関のピストンのピン部に
挿入し、１０Ｈｒｓの間、エンジン実装テストを行った
所、異常は発見出来ず、テスト前後の重量の変化は無
く、９．８９ｇｒと安定していた。従来の鋳造製のピン
の重量が４８．８１ｇｒであったので約５分の１に軽量
化できた。
しておき、これを図１のような金型内に配し、７６０℃
の純マグネシウムを注ぎ、５０Ｍｐａで加圧鋳造した。
凝固、冷却後、マグネシウム基炭素繊維複合材料部分を
切出し、内径７ｍｍ、外径１１．５ｍｍ、長さ９５ｍｍ
に加工した。このものを内燃機関のピストンのピン部に
挿入し、１０Ｈｒｓの間、エンジン実装テストを行った
所、異常は発見出来ず、テスト前後の重量の変化は無
く、９．８９ｇｒと安定していた。従来の鋳造製のピン
の重量が４８．８１ｇｒであったので約５分の１に軽量
化できた。
【００１８】
【比較例】ピッチ系の炭素繊維をアルミナ磁器製の円筒
（内径３０ｍｍ長さ１００ｍｍ）の中に詰め込み、円筒
部が炭素繊維体積率で４５％のものを得た。これをＡｒ
中で加熱し、７５０℃に保持した後、図１に示す金型内
に配置し７５０℃の純マグネシウム、７５０℃の純アル
ミニウム（ＪＩＳＡ１０５０）の溶湯を各個に注ぎそれ
ぞれ加圧鋳造した。加圧力は１００Ｍｐａでであった。
凝固冷却後。それぞれの複合部を採り出し、引張試験片
に加工し、引張試験を行った所、アルミニウム基炭素繊
維複合材料では８０Ｍｐａ、マグシウム基炭素繊維複合
材料では１１０Ｍｐａとなって、所期の強度は得られな
かった。又、試験片を４０℃水中に浸漬した所、３０分
後には気泡が間断なく、発生していた。このことは、次
式に示すように炭素と金属の反応により、カーバイドが
出来て、メタンガスによる気泡と見られる。
（内径３０ｍｍ長さ１００ｍｍ）の中に詰め込み、円筒
部が炭素繊維体積率で４５％のものを得た。これをＡｒ
中で加熱し、７５０℃に保持した後、図１に示す金型内
に配置し７５０℃の純マグネシウム、７５０℃の純アル
ミニウム（ＪＩＳＡ１０５０）の溶湯を各個に注ぎそれ
ぞれ加圧鋳造した。加圧力は１００Ｍｐａでであった。
凝固冷却後。それぞれの複合部を採り出し、引張試験片
に加工し、引張試験を行った所、アルミニウム基炭素繊
維複合材料では８０Ｍｐａ、マグシウム基炭素繊維複合
材料では１１０Ｍｐａとなって、所期の強度は得られな
かった。又、試験片を４０℃水中に浸漬した所、３０分
後には気泡が間断なく、発生していた。このことは、次
式に示すように炭素と金属の反応により、カーバイドが
出来て、メタンガスによる気泡と見られる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の金属基炭素繊維強化複合材料
は、金属と炭素繊維との反応を抑制する、即ち非酸化性
雰囲気中で焼成することにより、炭素質になる有機前駆
体バインダーにより、炭素繊維の成形体を作ると同時
に、反応抑制のための緩衝効果を持たせたことに特徴が
ある。このため、安価で大量生産されている炭素繊維
は、健全な強度、剛性、連続性を保ち、金属強化ばかり
でなく、金属の熱伝導率の改善や、熱膨張の低下をもた
らす。この事は、産業界に於いては、半導体パッケージ
の改良をもたらし、プラスチック強化材ではかなわぬ宇
宙航空用構造材料、内燃機関の部品材料、などに高い信
頼性をもたらすことができるので、非常に有用な発明で
ある。
は、金属と炭素繊維との反応を抑制する、即ち非酸化性
雰囲気中で焼成することにより、炭素質になる有機前駆
体バインダーにより、炭素繊維の成形体を作ると同時
に、反応抑制のための緩衝効果を持たせたことに特徴が
ある。このため、安価で大量生産されている炭素繊維
は、健全な強度、剛性、連続性を保ち、金属強化ばかり
でなく、金属の熱伝導率の改善や、熱膨張の低下をもた
らす。この事は、産業界に於いては、半導体パッケージ
の改良をもたらし、プラスチック強化材ではかなわぬ宇
宙航空用構造材料、内燃機関の部品材料、などに高い信
頼性をもたらすことができるので、非常に有用な発明で
ある。
【図 １】本発明の金属基炭素繊維強化複合材料の製造
装置の構造を示す概略図である。
装置の構造を示す概略図である。
１ 加圧プランジヤー ２ 金型 ３ 溶湯金属 ４ 炭素繊維成形体 但し、３と４は、置き換えても良い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 49/04 Ｃ２２Ｃ 49/04 49/06 49/06 49/14 49/14 // Ｃ２２Ｃ 101:04 101:04 101:06 101:06 101:10 101:10 101:14 101:14 101:18 101:18 (72)発明者 鈴木 信幸 静岡県駿東郡長泉町下土狩140−15 (72)発明者 津島 栄樹 静岡県富士市五貫島747−１ 株式会社先 端材料内 (72)発明者 落合 庄治郎 京都市左京区吉田本町 京都大学内 Ｆターム(参考） 4K020 AA02 AA04 AA06 AA07 AA08 AA22 AC01 AC02 AC04 AC05 BA03 BA05 BA08 BB05
Claims (5)
- 【請求項１】 金属質マトリックスと、強化材として、
炭素繊維よりなる複合材料であって、強化材の体積比率
が１５〜６５％であることを特徴とする金属基複合材
料。 - 【請求項２】 前記金属質マトリックスが、アルミニウ
ム、マグネシウム、銅、銀、より選択される少なくとも
一種以上の金属又は、それらの合金よりなる請求項１に
記載の金属基複合材料。 - 【請求項３】 前記炭素繊維として、炭素質又は黒鉛質
からなる長繊維又は短繊維及びこれらの混合物よりなる
繊維状物質と非酸化性雰囲気中で焼成することにより炭
素質になる有機前駆体バインダーよりなる成形体を強化
材とする請求項１に記載の金属基複合材。 - 【請求項４】 前記炭素繊維の強化材としての体積比率
が５０％以上であってそれ以外は、アルミナ質、ムライ
ト質、炭化珪素質、窒化珪素質よりなる繊維、ウィスカ
ー、又は粉末よりなる群の一種以上を含む実質的に炭素
繊維成形体よりなる請求項１に記載の金属基複合材料。 - 【請求項５】 請求項３及び請求項４に記載の炭素繊維
成形体を予め非酸化性雰囲気で予熱しておき、請求項２
のマトリックスの金属の溶融した状態で金型内にて、該
成形体と共に２０Ｍｐａ以上の圧力で鋳造することを特
徴とする金属基炭素繊維複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
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| JP2001135551A JP2002294359A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 金属基炭素繊維強化複合材料およびその製造方法 |
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| JP2001135551A JP2002294359A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 金属基炭素繊維強化複合材料およびその製造方法 |
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ID=18982991
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| JP2001135551A Pending JP2002294359A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 金属基炭素繊維強化複合材料およびその製造方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093711A (ja) | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Shogen Koden Kofun Yugenkoshi | 半導体発光素子ユニット |
| WO2006051782A1 (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-18 | Shimane Prefectural Government | 金属基炭素繊維複合材料およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001135551A patent/JP2002294359A/ja active Pending
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006093711A (ja) | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Shogen Koden Kofun Yugenkoshi | 半導体発光素子ユニット |
| WO2006051782A1 (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-18 | Shimane Prefectural Government | 金属基炭素繊維複合材料およびその製造方法 |
| JP2012149350A (ja) * | 2004-11-09 | 2012-08-09 | Shimane Prefecture | 金属基炭素繊維複合材料の製造方法 |
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