JP2020186466A5 - - Google Patents

Description

特定の実施形態が記載されてきたが、現在予期されていない、代替、修正、変形、改良、及び実質的な等価物が、出願人又は他の当業者に生じ得る。したがって、添付の特許請求の範囲は、提出され、修正される場合、そのような代替、修正、改良、及び実質的な均等物の全てを包含することが意図される。
本開示は、更に以下の態様を含んでいる：
《態様１》
変形可能な面の領域を有する炭素繊維鋼マトリックス複合体（ＣＦ-ＳＭＣ）であって、
焼結鋼ナノ粒子の連続鋼マトリックス、及び、
前記連続鋼マトリックス内に配置された少なくとも２つの強化領域、
を有しており、
各前記強化領域は、前記連続鋼マトリックス内に封入された強化炭素繊維構造体を含み、
少なくとも２つの前記強化領域の各々は、非強化領域によって互いに離間されており、
前記非強化領域は、前記強化炭素繊維を含まず、加えられた圧力に応答して形状が変化するように構成された変形可能な面を画定している、
炭素繊維マトリックス複合材料（ＣＦ-ＳＭＣ）。
《態様２》
少なくとも２つの前記強化領域は、互いに重なり合わない、態様１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様３》
前記強化炭素繊維の各前記強化領域が、実質的に平坦な炭素繊維織物を含む、態様１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様４》
前記強化炭素繊維の各前記強化領域が、互いに実質的に平行である、態様３に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様５》
７ｇ／ｃｍ ^３ 未満の密度を有する、態様１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様６》
６ｇ／ｃｍ ^３ 未満の密度を有する、態様１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様７》
５ｇ／ｃｍ ^３ 未満の密度を有する、態様１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様８》
前記連続鋼マトリックスが鉄、及び炭素、並びに、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓ、及びＳｉを含む群から選択される少なくとも１つの元素の、合金を含む、態様１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様９》
変形可能な面を有する非強化領域を有する炭素繊維鋼マトリックス複合材料（ＣＦ－ＳＭＣ）であって、
少なくとも２つの強化炭素繊維構造体、
前記少なくとも２つの強化炭素繊維構造体が連続鋼マトリックス内の分離空間によって互いに横方向に離間するように、少なくとも２つの前記強化炭素繊維構造体の周囲及び内部に形成される、焼結鋼ナノ粒子の前記連続鋼マトリックスを有しており、
前記分離空間は、強化炭素繊維を含まない非補強領域を画定し、加えられた圧力に応じて形状が変化するように構成される変形可能な面を画定する、
炭素繊維鋼マトリックス複合材料（ＣＦ－ＳＭＣ）。
《態様１０》
少なくとも２つの前記強化炭素繊維構造体が互いに重なり合わない、態様９に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様１１》
少なくとも２つの前記強化炭素繊維構造体が別個の層として提供される、態様９に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様１２》
５ｇ／ｃｍ ^３ 未満の密度を有する、態様１１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
《態様１３》
スタンピングに適した変形可能な面を有する非強化領域を有する炭素繊維鋼マトリックス複合材（ＣＦ-ＳＭＣ）構造体を製造する方法であって、
型内で、鋼ナノ粒子と、横方向に離間し、かつ重なり合わないようにして配置されており、少なくとも２つの強化炭素繊維構造体の間の空間が、強化炭素繊維を有しない非強化領域を画定している、２つの強化炭素繊維構造体とを、組み合わせること、
鋼ナノ粒子を焼結して、少なくとも２つの強化炭素繊維構造体の周囲に、連続鋼マトリックスを生成して、加えられた圧力に応答して形状が変化するように構成された変形可能な面を画定すること、
を含む、方法。
《態様１４》
前記鋼ナノ粒子が、約２０ｎｍ未満の平均最大寸法を有する、態様１３に記載の方法。
《態様１５》
アニオン性元素錯体（ＡＥＲＣ）を溶剤と接触させることによって、前記鋼ナノ粒子を合成することを含み、
前記ＡＥＲＣは、
式：Ｆｅ _ａ Ｃ _ｂ Ｍ _ｄ・ Ｘ _ｙ
を有し、
ここで、Ｆｅは、元素鉄であり、形式的に酸化状態ゼロであり、Ｃは、元素炭素であり、形式的に酸化状態ゼロであり、Ｍは、酸化状態ゼロである１つ以上の元素を表し、ＭはＭｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓ、及びＳｉを含む群から選択される１つ以上の元素であり、Ｘは、水素化物分子であり、ａは、ゼロより大きい分数値又は整数値であり、ｂはゼロより大きい分数値又は整数値であり、ｄはゼロより大きい分数値又は整数値であり、ｙはゼロより大きい分数値又は整数値であり、ｙはゼロより大きい分数値又は整数値である、
態様１３に記載の方法。
《態様１６》
水素化物分子の粉末と、鉄粉末を含む予備鋼混合物と、炭素粉末とを含む混合物をボールミル粉砕することによって、ＡＥＲＣを形成することを含む、態様１５に記載の方法。

Claims (16)

1. 変形可能な面の領域を有する炭素繊維鋼マトリックス複合体（ＣＦ-ＳＭＣ）であって、
   ４５０℃未満の温度で焼結された焼結鋼ナノ粒子の連続鋼マトリックス、及び、
   前記連続鋼マトリックス内に配置された少なくとも２つの強化領域、
   を有しており、
   各前記強化領域は、前記連続鋼マトリックス内に封入された強化炭素繊維構造体を含み、
   少なくとも２つの前記強化領域の各々は、非強化領域によって互いに離間されており、
   前記非強化領域は、強化炭素繊維を含まず、加えられた圧力に応答して形状が変化するように構成された変形可能な面を画定している、
   炭素繊維マトリックス複合材料（ＣＦ-ＳＭＣ）。
2. 少なくとも２つの前記強化領域は、互いに重なり合わない、請求項１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
3. 前記強化炭素繊維の各前記強化領域が、実質的に平坦な炭素繊維織物を含む、請求項１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
4. 前記強化炭素繊維の各前記強化領域が、互いに実質的に平行である、請求項３に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
5. ７ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有する、請求項１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
6. ６ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有する、請求項１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
7. ５ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有する、請求項１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
8. 前記連続鋼マトリックスが鉄、及び炭素、並びに、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓ、及びＳｉを含む群から選択される少なくとも１つの元素の、合金を含む、請求項１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
9. 変形可能な面を有する非強化領域を有する炭素繊維鋼マトリックス複合材料（ＣＦ－ＳＭＣ）であって、
   少なくとも２つの強化炭素繊維構造体、
   少なくとも２つの前記強化炭素繊維構造体が連続鋼マトリックス内の分離空間によって互いに横方向に離間するように、少なくとも２つの前記強化炭素繊維構造体の周囲及び内部に形成される、焼結鋼ナノ粒子の前記連続鋼マトリックスを有しており、
   前記分離空間は、強化炭素繊維を含まない非補強領域を画定し、加えられた圧力に応じて形状が変化するように構成される変形可能な面を画定する、
   炭素繊維鋼マトリックス複合材料（ＣＦ－ＳＭＣ）。
10. 少なくとも２つの前記強化炭素繊維構造体が互いに重なり合わない、請求項９に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
11. 少なくとも２つの前記強化炭素繊維構造体が別個の層として提供される、請求項９に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
12. ５ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有する、請求項１１に記載のＣＦ-ＳＭＣ。
13. スタンピングに適した変形可能な面を有する非強化領域を有する炭素繊維鋼マトリックス複合材（ＣＦ-ＳＭＣ）構造体を製造する方法であって、
    型内で、鋼ナノ粒子と、横方向に離間し、かつ重なり合わないようにして配置されており、少なくとも２つの強化炭素繊維構造体の間の空間が、強化炭素繊維を有しない前記非強化領域を画定している、２つの前記強化炭素繊維構造体とを、組み合わせること、
    ４５０℃未満の温度で前記鋼ナノ粒子を焼結して、少なくとも２つの前記強化炭素繊維構造体の周囲に、連続鋼マトリックスを生成して、加えられた圧力に応答して形状が変化するように構成された変形可能な面を画定すること、
    を含む、方法。
14. 前記鋼ナノ粒子が、約２０ｎｍ未満の平均最大寸法を有する、請求項１３に記載の方法。
15. アニオン性元素錯体（ＡＥＲＣ）を溶剤と接触させることによって、前記鋼ナノ粒子を合成することを含み、
    前記ＡＥＲＣは、
    式：Ｆｅ_ａＣ_ｂＭ_ｄ・Ｘ_ｙ
    を有し、
    ここで、Ｆｅは、元素鉄であり、形式的に酸化状態ゼロであり、Ｃは、元素炭素であり、形式的に酸化状態ゼロであり、Ｍは、酸化状態ゼロである１つ以上の元素を表し、ＭはＭｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓ、及びＳｉを含む群から選択される１つ以上の元素であり、Ｘは、水素化物分子であり、ａは、ゼロより大きい分数値又は整数値であり、ｂはゼロより大きい分数値又は整数値であり、ｄはゼロより大きい分数値又は整数値であり、ｙはゼロより大きい分数値又は整数値であり、ｙはゼロより大きい分数値又は整数値である、
    請求項１３に記載の方法。
16. 水素化物分子の粉末と、鉄粉末を含む予備鋼混合物と、炭素粉末とを含む混合物をボールミル粉砕することによって、前記ＡＥＲＣを形成することを含む、請求項１５に記載の方法。