JPH02247341A - 繊維に被膜する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複合構造を形成することのできる複合材の製造
法に関する。

金属構造を金属／セラミック複合構造で置き換えようと
する努力が世界的に為されている。少な（とも同等の強
さを有し、重量は遥かに軽いエンジンを作ることができ
るように、このことが殊にガスタービン航空エンジン業
界で行われている。

チタンおよびチタン合金は強力で軽量な金属の例であり
、ケーシングならびに圧縮機翼、つまり動翼および静翼
の構成に用いられる。重量をさらに軽減すると同時に、
例えばチタンまたはチタン合金のような金属から通常製
作される製品の強度を少なくとも維持するための方法お
よび装置が試みられた。

炭化珪素のようなセラミックスをチタンで包んだ時に、
所要の特性が得られることが判った。

しかし、チタンおよびチタン合金は、マグネシウム合金
のような他の軽金属と同じ（、溶融温度にて他の材料と
接触する時、高い反応性を有する、という欠点がある。

その接触が数秒間を超える時間にわたる場合に、殊にそ
うである。

チタンがるつぼ内で融かされる時、たとえそのるつぼ材
がセラミック製であっても、チタンとるつぼ材との反応
が見られ、汚染が生じた。

例えば、るつぼにチタンを被膜し、局部冷却によって被
膜を固相に保つことにより、注出されるチタンの汚染を
減する努力がなされた。従って、チタン融成物は同一性
を共有する材料のみに接触する。

しかし、本発明は、チタンまたは他の反応性材料をセラ
ミック繊維に塗布する改良された方法を与えることを目
的とする。

本発明によれば、セラミック繊維に反応性金属の被膜を
施こす方法は、前記反応性金属の棒をセラミック繊維の
上方に、その一端をセラミック繊維に隣接させて移動自
在に支持し、加熱装置を前記隣接する棒端の回りに隔置
関係に装置し、前記棒端を引続き溶解させ、前記溶解端
は下方に延在して繊維の隣接する部分を包み、同時に棒
に対し横方向に融成物を通Ｉ−て繊維を移動させ、繊維
への転移率によって決まる早さで棒を繊維に向けて動か
す段階を含み、これらの段階の全てが不活性ふん囲気の
中で行われる。

この方法を実行させる装置の略図である添付図面を参照
しつつ、本発明の詳細な説明する。

容器ｉｏの中は不活性ふん囲気である。ふん囲気は真空
によって不活性になるか、またはアルゴンのような稀ガ
スの一つから成ることができる。

容器の各端に１対のドラム１２．１４が配置される。ド
ラム１２は繊維形式の炭化珪素のマガジンであり、回転
自在である。ドラム１４には繊維の一端１６が結合され
、同軸取付けのモータ１８により回転させられる。

ラック２０が容器ｌＯの天井に結合され、繊維１６の中
心部分に向って下方に突出する。ラック２０は滑動自在
に、また駆動自在にサドル２２を担持する。つまりラッ
クはＵ字形帯金２４とスプロケット車２６の間にはさま
れ、車２６は帯金２４の両脚の間に、モータ２７による
駆動自在に支持、される。

帯金２４の脚の他端４Ｌま、ラック２０に平行な姿勢に
チタン棒２８をはさみ留めることができるようにされて
いる。

最初に繊維１６の近（の上方に配置されるチタン棒２８
を加熱コイル３０が包囲する。

本発明に関連して説明された装置の作動は下記のように
実行される。

一定体積の溶融チタンが繊維に付着されるように、繊維
１６とチタン棒２８を動かさなければならない速度を最
初に評価する。つぎに適切なコンピュータ・プログラム
を考案してコンピュータ３２の運用に利用する。コンピ
ュータ３２は制御箱３４に接続され、制御箱３４は、ス
プロケット車２６を駆動するモータ２７と、ドラム１４
を駆動するモータ１８と、加熱コイル３０と、に接続さ
れる。

運用にあたり、コンピュータ３２は制御箱３４に指示し
て加熱コイル３０を発動する。つぎに制御箱はコイル３
０によって得られる熱を感知し、チタンの溶融を達成す
る熱を感知した時に、制御箱はコンピュータ３２に知ら
せ、コンピュータ３２はつぎに制御箱３４に指示して、
モータ２７゜１８を発動する。

運用中、制御箱３４は常時、加熱コイル３０の温度と、
チタン２８および繊維１６の運動速度と、を監視する。

それぞれの値のどれかか正しくない場合、制御箱はこれ
を感知し、適切に発生した信号によりコンピュータ３２
に知らせ、その時、コンピュータ３２は、その値を修正
すべ（制御箱がとるべき適切な手順を指示する。

制御箱３４にタイミング装置が設けられることができ、
該装置は、工程開始後に所定の時間が経過した時に、装
置への電力を切る。この時間は、ドラム１２を空にする
ことなく巻きほどくことのできる繊維１６の最大長に関
係する。

チタンはもう１個のドラム（図示せず）土にワイヤー形
式で格納されて、ランク２０を省（こともできる。ワイ
ヤーの直径が巻、き取りを可能にするのに充分な根細＜
、シかも繊維を包むのに充分な融成物を与えるように充
分太い場合にのみこれが可能である。これらの基準を満
たす場合、そのようなドラムも制御箱３４の制御の下で
モータ駆動されることができる。

チタン合金も以上述べたようにして、セラミック繊維を
包むのに適している。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法を実行するための装置の略図である。 ｌＯ・・・容　器　　　　　１２．１４・・・ドラム１
６・・・繊　維　　　　　１８・・・モータ２２・・・
サドル　　　　　２４・・・帯　金２６・・・スプロケ
ット車　　２８・・・チタン棒３０・・・加　熱　　　
　　３４・・・制御箱３２・・・コンピュータ （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック繊維に反応性金属または反応性金属合金
   の被膜を施こす方法であつて、 ａ、前記セラミック繊維の上方に、一端を前記セラミッ
   ク繊維上に隣接させてチタンまたはチタン合金の棒を移
   動自在に支持する段階、ｂ、前記一端を加熱装置で取り
   囲む段階、 ｃ、前記一端を引き続き溶融させ、前記溶融端が下方に
   延在して前記繊維の隣接部分をおおう段階、 ｄ、同時に、前記棒に対して横方向に前記融成物を通し
   て前記繊維を移動させ、前記繊維への金属の転移率に応
   じた速度にて前記棒を前記繊維に向けて動かす段階； を含み、前記段階の全てが不活性ふん囲気中で実行され
   る方法。 ２、ラックに係合し、スプロケット車を介して前記ラッ
   クに沿つて駆動されるサドルの中に前記反応性金属また
   は反応性金属合金を支持する段階を含む、請求項１記載
   の、反応性金属または反応性金属合金の被膜をセラミッ
   ク繊維に施こす方法。 ３、ワイヤー形式の前記反応性金属または反応性金属合
   金を製作し、前記ワイヤーを回転ドラム上に支持する段
   階を含む、請求項１記載の、反応性金属または反応性金
   属合金の被膜をセラミック繊維に施こす方法。 ４、前記方法が真空中で実行される段階を含む、請求項
   １ないし３の任意の項記載の、反応性金属または反応性
   金属合金の被膜をセラミック繊維に施こす方法。 ５、前記方法が不活性ガスを含むふん囲気中で実行され
   る段階を含む、請求項１ないし３の任意の項記載の、反
   応性金属または反応性金属合金の被膜をセラミック繊維
   に施こす方法。 ６、前記方法がアルゴンガスを含むふん囲気中で実行さ
   れる段階を含む、請求項５記載の、反応性金属または反
   応性金属合金の被膜をセラミック繊維に施こす方法。 ７、反応性金属または反応性金属合金の被膜をセラミッ
   ク繊維に施こす方法であつて、 ａ、前記セラミック繊維の上方に、一端を前記セラミッ
   ク繊維に隣接させてチタンまたはチタン合金の棒を移動
   自在に支持する段階、ｂ、前記一端を加熱装置で取り囲
   む段階、 ｃ、前記一端を引き続き溶融させ、前記溶融端が下方に
   延在して前記繊維の隣接部分をおおう段階、 ｄ、同時に、前記棒に対して横方向に前記融成物を通し
   て前記繊維を移動させる段階、 ｅ、前記繊維への金属の転移率に応じた速度にて前記棒
   を前記繊維に向けて動かす段階；を含み、前記段階の全
   てが不活性ふん囲気の中でコンピュータ制御の下に実行
   される方法。