JPH01272731A - 繊維強化金属複合材料の製造方法 - Google Patents
繊維強化金属複合材料の製造方法Info
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- JPH01272731A JPH01272731A JP9824288A JP9824288A JPH01272731A JP H01272731 A JPH01272731 A JP H01272731A JP 9824288 A JP9824288 A JP 9824288A JP 9824288 A JP9824288 A JP 9824288A JP H01272731 A JPH01272731 A JP H01272731A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、軽量で強度が大きく耐熱性が大であり宇宙、
航空機材料、自動車材料としての用途に適した繊維強化
金属複合材料の製造方法に関する。
航空機材料、自動車材料としての用途に適した繊維強化
金属複合材料の製造方法に関する。
（従来の技術及びその問題点）
繊維強化金属複合材料の製造方法の一つとして、無機繊
維束を引揃え、プラズマスプレーによってマトリックス
金属を溶射してプリプレグシートを作り、その後これを
積層しホットプレスすることにより製造する方法が知ら
れている。
維束を引揃え、プラズマスプレーによってマトリックス
金属を溶射してプリプレグシートを作り、その後これを
積層しホットプレスすることにより製造する方法が知ら
れている。
しかし、この方法には、積層するプリプレグシート表面
に凹凸が存在するためホットプレス後に繊維の配向性が
著しく乱れまたは繊維の破断が生じたりして、得られる
複合材料の強度が小さいという問題点がある。また、上
記方法では、溶射により成形可能な厚さまでマトリック
ス金属を被覆する必要があり、そのために繊維体積率が
低くなり高強度の複合材料が得にくいという問題もある
。
に凹凸が存在するためホットプレス後に繊維の配向性が
著しく乱れまたは繊維の破断が生じたりして、得られる
複合材料の強度が小さいという問題点がある。また、上
記方法では、溶射により成形可能な厚さまでマトリック
ス金属を被覆する必要があり、そのために繊維体積率が
低くなり高強度の複合材料が得にくいという問題もある
。
さらに、上記方法によると、被覆が不十分でむきだしの
強化繊維を含むプリプレグシートを積層した場合は繊維
同志が接触し繊維の損傷が生じて、複合材料の強度が低
下するという問題もある。
強化繊維を含むプリプレグシートを積層した場合は繊維
同志が接触し繊維の損傷が生じて、複合材料の強度が低
下するという問題もある。
（問題点を解決するための技術的手段）本発明は上記問
題点を解消した繊維強化金属複合材料の製造方法を提供
する。
題点を解消した繊維強化金属複合材料の製造方法を提供
する。
本発明は、長繊維束を開繊し、ついで一方向に引揃えた
繊維にマトリックス金属を溶射してプリプレグシートを
製造し、このシート及び金属シートを交互に積層し加熱
及び加圧することにより繊維強化金属複合材料を製造す
る方法である。
繊維にマトリックス金属を溶射してプリプレグシートを
製造し、このシート及び金属シートを交互に積層し加熱
及び加圧することにより繊維強化金属複合材料を製造す
る方法である。
本発明で使用される長繊維としては、たとえば炭化ケイ
素繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、５ｉ−Ｔｉ−Ｃ−０
繊維（宇部興産■製チラノ繊維：登録商標）などが挙げ
られる。この長繊維よりなる繊維束は開繊操作により薄
く展開された後に張力をかけながら一方向に引揃えられ
る。
素繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、５ｉ−Ｔｉ−Ｃ−０
繊維（宇部興産■製チラノ繊維：登録商標）などが挙げ
られる。この長繊維よりなる繊維束は開繊操作により薄
く展開された後に張力をかけながら一方向に引揃えられ
る。
マトリックス金属としては、通常、Ａｌ、Ｔｉ。
Ｎｉ、、Ｃｕ、これらの合金及びＦｅ基耐熱合金などが
用いられる。
用いられる。
溶射方法としては、通常、ガス溶射法、アーク溶射法、
プラズマ溶射法などが用いられる。
プラズマ溶射法などが用いられる。
一方向に引揃えられた繊維に、溶射操作により、瞬間的
に溶融されたマトリックス金属を吹きつける。これより
シート状の中間素材であるプリプレグシートが得られる
。プリプレグシートは成形可能な程度の厚さを有したも
のであればよく、通常、１００〜２００μｍの厚さのも
のが用いられる。
に溶融されたマトリックス金属を吹きつける。これより
シート状の中間素材であるプリプレグシートが得られる
。プリプレグシートは成形可能な程度の厚さを有したも
のであればよく、通常、１００〜２００μｍの厚さのも
のが用いられる。
プリプレグシートと積層する金属シートとしては、通常
、マトリックス金属と同様の金属が用いられ、マトリッ
クス金属と同一あるいはその合金を使用することが、得
られる複合材料の均一性の面で好ましい。。使用される
金属シートの厚さはプリプレグシートの表面の凹凸を埋
めるのに充分な厚さを有するものであればよく、通常、
５〜１５μｍの厚さのものが使用される。
、マトリックス金属と同様の金属が用いられ、マトリッ
クス金属と同一あるいはその合金を使用することが、得
られる複合材料の均一性の面で好ましい。。使用される
金属シートの厚さはプリプレグシートの表面の凹凸を埋
めるのに充分な厚さを有するものであればよく、通常、
５〜１５μｍの厚さのものが使用される。
プリプレグシートと金属シートは交互に積み重ねられる
ことにより積層され金型中にセットされた後、ホットプ
レス装置内に移され加熱及び加圧される。積層枚数につ
いては、プリプレグシートの両面に金属シートが積層さ
れている限り特に制限はなく、所望する複合材料の厚さ
に応じて適宜決定される。充分な強度の複合材料を得る
ために、加熱及び加圧は減圧下または真空中で行うのが
好ましい。
ことにより積層され金型中にセットされた後、ホットプ
レス装置内に移され加熱及び加圧される。積層枚数につ
いては、プリプレグシートの両面に金属シートが積層さ
れている限り特に制限はなく、所望する複合材料の厚さ
に応じて適宜決定される。充分な強度の複合材料を得る
ために、加熱及び加圧は減圧下または真空中で行うのが
好ましい。
（発明の効果）
本発明によれば以下のような優れた効果が奏される。
（１）プリプレグシートの間に金属シートを挿入するこ
とによりプリプレグシートの表面の凹凸を埋めることが
でき、配向性に優れ、繊維の破断の少ない複合材料を得
ることができる。
とによりプリプレグシートの表面の凹凸を埋めることが
でき、配向性に優れ、繊維の破断の少ない複合材料を得
ることができる。
（２）プリプレグシートの厚みを可能な限り小さくし、
成形に不足するマトリックス金属を金属シートで補給し
繊維体積率をコントロールすることにより強度の高い繊
維強化金属複合材料を得ることができる。
成形に不足するマトリックス金属を金属シートで補給し
繊維体積率をコントロールすることにより強度の高い繊
維強化金属複合材料を得ることができる。
（実施例）
以下に実施例を示す。
実施例１
直径１０μｍの５ｉＬＴｉ−Ｃ−０繊維（チラノ繊維：
登録商標）８００本よりなる繊維束を均一に開繊し張力
をかけながら一方向に引揃えた。
登録商標）８００本よりなる繊維束を均一に開繊し張力
をかけながら一方向に引揃えた。
このようにして引揃えた繊維にプラズマ溶射により溶融
したＡｌをプラズマスプレーしプリプレグシートを作製
した。この時、プラズマスプレー装置のノズルは繊維面
より１４０ｍ離れていた。また、溶射ノズル及び繊維の
移動速度は引揃えた繊維の全中との兼ね合いで決定した
。このようにして作製したシートの厚さは１３０〜１５
０μｍであった。
したＡｌをプラズマスプレーしプリプレグシートを作製
した。この時、プラズマスプレー装置のノズルは繊維面
より１４０ｍ離れていた。また、溶射ノズル及び繊維の
移動速度は引揃えた繊維の全中との兼ね合いで決定した
。このようにして作製したシートの厚さは１３０〜１５
０μｍであった。
このプリプレグシートより繊維方向に９０閣、繊維と垂
直方向に６０ａｎのシートを切り出し、そのシートと交
互に金属Ａｌシート（厚さ８１５μｍ）をそれぞれ３０
枚積層して、一方向積層体とし、これを金型中にセット
した。
直方向に６０ａｎのシートを切り出し、そのシートと交
互に金属Ａｌシート（厚さ８１５μｍ）をそれぞれ３０
枚積層して、一方向積層体とし、これを金型中にセット
した。
この金型をホットプレス装置内に入れ容器内を５Ｘ１０
−’Ｔｏ ｒ ｒに保持し５５０°Ｃに加熱した後、油
圧プレスにて金型を４００ｋｇ／ｍｍ”の圧力で１５分
間プレスして、厚さ３． Ｏｙｎの繊維強化アルミニウ
ム複合材料を得た。複合材料の繊維体積率は２５％であ
った。
−’Ｔｏ ｒ ｒに保持し５５０°Ｃに加熱した後、油
圧プレスにて金型を４００ｋｇ／ｍｍ”の圧力で１５分
間プレスして、厚さ３． Ｏｙｎの繊維強化アルミニウ
ム複合材料を得た。複合材料の繊維体積率は２５％であ
った。
複合材料より繊維方向に４０ａｍ （Ｌ） Ｘ １０Ｉ
ＩＩｎ（Ｗ）Ｘｌ、５■（Ｔ）の試験片を切り出し繊維
軸方向の曲げ強さ（三点曲げ試験）を調べたところ、９
５ｋｇ／ｍｍ”であった。
ＩＩｎ（Ｗ）Ｘｌ、５■（Ｔ）の試験片を切り出し繊維
軸方向の曲げ強さ（三点曲げ試験）を調べたところ、９
５ｋｇ／ｍｍ”であった。
比較例１
実施例１と同様の方法でプリプレグシートを作製し、こ
のプリプレグシートを金属Ａ！レシート挿入することな
く、同一のホットプレス条件で繊維強化金属複合材料を
得た。
のプリプレグシートを金属Ａ！レシート挿入することな
く、同一のホットプレス条件で繊維強化金属複合材料を
得た。
複合材料から実施例１と同一形状の試験片を切り出し軸
方向の曲げ強さを調べたところ、４０ｋｇ ／ ｍ ｍ
”であった。光学顕微鏡にて繊維軸方向断面組織を観
察した結果、繊維の破断が認められた。
方向の曲げ強さを調べたところ、４０ｋｇ ／ ｍ ｍ
”であった。光学顕微鏡にて繊維軸方向断面組織を観
察した結果、繊維の破断が認められた。
Claims (2)
- （１）長繊維束を開繊し、ついで一方向に引揃えた繊維
にマトリックス金属を溶射してプリプレグシートを製造
し、このシート及び金属シートを交互に積層し加熱及び
加圧することを特徴とする繊維強化金属複合材料の製造
方法。 - （２）上記積層する金属シートがマトリックス金属と同
一かまたはその合金であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の繊維強化金属複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9824288A JPH01272731A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9824288A JPH01272731A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272731A true JPH01272731A (ja) | 1989-10-31 |
Family
ID=14214494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9824288A Pending JPH01272731A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01272731A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005325485A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Tokai Univ | 繊維強化複合材料 |
| US8241711B2 (en) | 2006-08-07 | 2012-08-14 | Airbus Operations Limited | Method of manufacturing composite material |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59232684A (ja) * | 1983-06-17 | 1984-12-27 | Toray Ind Inc | 繊維強化金属複合材料の接合方法 |
| JPS6227142A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-05 | 日本板硝子株式会社 | 緩衝用無機繊維マツト付石膏ボ−ド |
-
1988
- 1988-04-22 JP JP9824288A patent/JPH01272731A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59232684A (ja) * | 1983-06-17 | 1984-12-27 | Toray Ind Inc | 繊維強化金属複合材料の接合方法 |
| JPS6227142A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-05 | 日本板硝子株式会社 | 緩衝用無機繊維マツト付石膏ボ−ド |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005325485A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Tokai Univ | 繊維強化複合材料 |
| JP4585230B2 (ja) * | 2004-05-17 | 2010-11-24 | 学校法人東海大学 | 繊維強化複合材料 |
| US8241711B2 (en) | 2006-08-07 | 2012-08-14 | Airbus Operations Limited | Method of manufacturing composite material |
| US8420183B2 (en) | 2006-08-07 | 2013-04-16 | Airbus Operations Limited | Method of manufacturing composite material |
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