JPH0388786A - 金属マトリックス複合体用のセラミックプレフォーム、その製造法、および該プレフォームから得られる複合体 - Google Patents
金属マトリックス複合体用のセラミックプレフォーム、その製造法、および該プレフォームから得られる複合体Info
- Publication number
- JPH0388786A JPH0388786A JP2117321A JP11732190A JPH0388786A JP H0388786 A JPH0388786 A JP H0388786A JP 2117321 A JP2117321 A JP 2117321A JP 11732190 A JP11732190 A JP 11732190A JP H0388786 A JPH0388786 A JP H0388786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- preform
- ceramic
- fiber material
- dispersion
- whiskers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title abstract description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 claims description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 10
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 9
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 6
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000003490 calendering Methods 0.000 claims description 3
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 2
- 229920000233 poly(alkylene oxides) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 2
- 229920006163 vinyl copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 12
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 4
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 2
- 229960002380 dibutyl phthalate Drugs 0.000 abstract 1
- -1 propatool Chemical compound 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N trichloroethylene Natural products ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- QMMJWQMCMRUYTG-UHFFFAOYSA-N 1,2,4,5-tetrachloro-3-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=C(Cl)C(Cl)=CC(Cl)=C1Cl QMMJWQMCMRUYTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 239000004803 Di-2ethylhexylphthalate Substances 0.000 description 1
- PYGXAGIECVVIOZ-UHFFFAOYSA-N Dibutyl decanedioate Chemical compound CCCCOC(=O)CCCCCCCCC(=O)OCCCC PYGXAGIECVVIOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N Trioleoylglycerol Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] Chemical compound [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZFMQKOWCDKKBIF-UHFFFAOYSA-N bis(3,5-difluorophenyl)phosphane Chemical compound FC1=CC(F)=CC(PC=2C=C(F)C=C(F)C=2)=C1 ZFMQKOWCDKKBIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000004814 ceramic processing Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- MIMDHDXOBDPUQW-UHFFFAOYSA-N dioctyl decanedioate Chemical compound CCCCCCCCOC(=O)CCCCCCCCC(=O)OCCCCCCCC MIMDHDXOBDPUQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005183 environmental health Effects 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 description 1
- 229940117972 triolein Drugs 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C47/02—Pretreatment of the fibres or filaments
- C22C47/06—Pretreatment of the fibres or filaments by forming the fibres or filaments into a preformed structure, e.g. using a temporary binder to form a mat-like element
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
- C04B30/02—Compositions for artificial stone, not containing binders containing fibrous materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00905—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms
- C04B2111/00913—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms as ceramic preforms for the fabrication of metal matrix comp, e.g. cermets
- C04B2111/00922—Preforms as such
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (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】
本発明は、金属マトリックス複合体用のセラミックプレ
フォームおよびその製造法に関する。
フォームおよびその製造法に関する。
更に詳細には、本発明は、金属マトリックス複合体用の
セラミックプレフォーム、その製造法、および溶融金属
による浸透、射出、ダイカストの種類などの技法による
成形体を製造するためのその使用に関する。
セラミックプレフォーム、その製造法、および溶融金属
による浸透、射出、ダイカストの種類などの技法による
成形体を製造するためのその使用に関する。
補強材として繊維またはホイスカーを炭化ケイ素のよう
なセラミック材料において用いることによって金属また
は所望によりプラスチックマトリックスを有する複合体
を製造することは、多年に亙り既に知られている。これ
らの複合体は、例えば繊維材料を金属粉末と混合し、全
体を通常は加圧下にて熱処理を施して金属マトリックス
を溶融することによるなどの様々な技法によって製造す
ることができる。或いは、セラミック繊維材料は、好適
な技法により溶融金属を浸透させる多孔性プレフォーム
を製造するのにも用いることができる。
なセラミック材料において用いることによって金属また
は所望によりプラスチックマトリックスを有する複合体
を製造することは、多年に亙り既に知られている。これ
らの複合体は、例えば繊維材料を金属粉末と混合し、全
体を通常は加圧下にて熱処理を施して金属マトリックス
を溶融することによるなどの様々な技法によって製造す
ることができる。或いは、セラミック繊維材料は、好適
な技法により溶融金属を浸透させる多孔性プレフォーム
を製造するのにも用いることができる。
繊維またはホイスカーを基剤とするプレフォームの製造
法は、例えば米国特許節4.587.774号および第
4.740.428号明細書のような文献に記載されて
いる。
法は、例えば米国特許節4.587.774号および第
4.740.428号明細書のような文献に記載されて
いる。
これらの方法によれば、ホイスカーを直接多孔性マス中
で成長させまたはホイスカー自体をアルコール、水、ケ
トンなどの極性液体中で分散させることによって溶融金
属を浸透させるのに好適なプレフォームを製造すること
ができる。かかる分散液を前記の極性液体に可溶性のポ
リマー性結合剤と付加させた後、所望な形状を有する鋳
型中に注ぎ入れ、加熱または他の技法により溶媒および
可能なポリマー性結合剤を除去した後に多孔性プレフォ
ームとすることができる。
で成長させまたはホイスカー自体をアルコール、水、ケ
トンなどの極性液体中で分散させることによって溶融金
属を浸透させるのに好適なプレフォームを製造すること
ができる。かかる分散液を前記の極性液体に可溶性のポ
リマー性結合剤と付加させた後、所望な形状を有する鋳
型中に注ぎ入れ、加熱または他の技法により溶媒および
可能なポリマー性結合剤を除去した後に多孔性プレフォ
ームとすることができる。
いずれの場合にも、多孔度が高く、配向していない分布
を有する短繊維および/またはホイスカーの凝集体から
成り、繊維材料の均質で均一な空間分布を生じさせるこ
とができないプレフォームが得られる。
を有する短繊維および/またはホイスカーの凝集体から
成り、繊維材料の均質で均一な空間分布を生じさせるこ
とができないプレフォームが得られる。
かかる多孔性プレフォームは、アルミニウムのような溶
融金属を浸透させて、完成品または半製品を生成させ、
次いでこれを通常の冶金学的技法によって処理すること
ができる。
融金属を浸透させて、完成品または半製品を生成させ、
次いでこれを通常の冶金学的技法によって処理すること
ができる。
しかしながら、先行技術に知られている方法によって得
られるプレフォームは、金属マトリックス複合体構造の
製造にこれを用いることは問題が多いという欠点を有す
る。
られるプレフォームは、金属マトリックス複合体構造の
製造にこれを用いることは問題が多いという欠点を有す
る。
特に、多孔度が高く、繊維材料の凝集力が低いと、機械
特性が極めて不十分であり且つ極めて脆いので、このプ
レフォームを容易に扱うことが出来難い。
特性が極めて不十分であり且つ極めて脆いので、このプ
レフォームを容易に扱うことが出来難い。
更に、かかる脆さのため、プレフォームが構成される繊
維材料の特性、特に直径が1−未満であるεきには環境
衛生に関して重要な問題が生じる。
維材料の特性、特に直径が1−未満であるεきには環境
衛生に関して重要な問題が生じる。
この脆さに関する欠点は、浸透相中にも見られ、溶融金
属がプレフォームに対して部分的または総体的破壊作用
を行うので、複合体中の繊維材料の分布は所望なように
均質にはならない。
属がプレフォームに対して部分的または総体的破壊作用
を行うので、複合体中の繊維材料の分布は所望なように
均質にはならない。
それ故、かかる欠点を回避するためには、複雑でその結
果として費用がかかる浸透技法、例えば溶融噴霧、蒸着
、蒸気浸透などが必要である。
果として費用がかかる浸透技法、例えば溶融噴霧、蒸着
、蒸気浸透などが必要である。
更に、これらの種類のプレフォームから得られる複合体
は等方性の機械特性を有しており、補強要素として作用
する繊維またはホイスカーがプレフォーム中でランダム
分布で凝集することにより、異方性の機械特性を特徴と
する複合体の製造を妨げるからである。これらの異方性
は、−膜内には複合体に延伸、カレンダーリングなどの
ような高温での機械作用を施すことによる現在得られて
いる補強材料の配向によって達成することができる。
は等方性の機械特性を有しており、補強要素として作用
する繊維またはホイスカーがプレフォーム中でランダム
分布で凝集することにより、異方性の機械特性を特徴と
する複合体の製造を妨げるからである。これらの異方性
は、−膜内には複合体に延伸、カレンダーリングなどの
ような高温での機械作用を施すことによる現在得られて
いる補強材料の配向によって達成することができる。
本発明者は、極めて容易に取り扱うことができる機械特
性を有し、所望な方法および手段にょって繊維材料が配
向されるので、異方性の種類の機械特性を有する複合体
を直接に生成することができるので、上記のような欠点
を示さない金属マトリックス複合体用のプレフォームを
見出した。
性を有し、所望な方法および手段にょって繊維材料が配
向されるので、異方性の種類の機械特性を有する複合体
を直接に生成することができるので、上記のような欠点
を示さない金属マトリックス複合体用のプレフォームを
見出した。
それ故、本発明の目的は、セラミック繊維材料を基剤と
する金属マトリックス複合体用のプレフォームであって
、密度が0.2〜1.61;/c!であり、多孔度が5
0〜95%であり、極限圧縮強さが5 MN/ボを上回
り、−膜内ニハ25〜40MN/lTl1′テアリ、極
限曲げ強度が2MN/rfを上回り、通常は2〜5 M
N/ポであるプレフォームである。
する金属マトリックス複合体用のプレフォームであって
、密度が0.2〜1.61;/c!であり、多孔度が5
0〜95%であり、極限圧縮強さが5 MN/ボを上回
り、−膜内ニハ25〜40MN/lTl1′テアリ、極
限曲げ強度が2MN/rfを上回り、通常は2〜5 M
N/ポであるプレフォームである。
本発明の目的のプレフォームの多孔度は、下記の関係に
よって決定される。
よって決定される。
多孔度−(1−−)・+00
d。
但し、dはプレフォームの測定した密度であり、doは
プレフォームを構成するセラミック材料の平均密度であ
る。極限圧縮強さと極限曲げ強度は、ASTM−D79
0およびASTM−D695によって測定する。
プレフォームを構成するセラミック材料の平均密度であ
る。極限圧縮強さと極限曲げ強度は、ASTM−D79
0およびASTM−D695によって測定する。
本発明の目的であるプレフォームを構成す毛材料は、針
状で、単結晶性または多結晶性構造を有するセラミック
材料である。かがる材料の例はホイスカー、短繊維、フ
ィブリルなどまたはそれらの混合物である。
状で、単結晶性または多結晶性構造を有するセラミック
材料である。かがる材料の例はホイスカー、短繊維、フ
ィブリルなどまたはそれらの混合物である。
短繊維およびフィブリルの長さは、0.01〜10mm
であり、その直径は1〜5olJfl+である。セラミ
ック繊維およびフィブリルの製造が記載されている文献
例は、エイ・アール・パンセル(A、R,Bunsel
l)著「複合材料用の繊維補強剤(Flbre re!
n!’orce−ments [’or compos
ite materiafs)J 、I!巻、エルセヴ
イーア(Elsevler)、(198g年)427頁
の記載である。
であり、その直径は1〜5olJfl+である。セラミ
ック繊維およびフィブリルの製造が記載されている文献
例は、エイ・アール・パンセル(A、R,Bunsel
l)著「複合材料用の繊維補強剤(Flbre re!
n!’orce−ments [’or compos
ite materiafs)J 、I!巻、エルセヴ
イーア(Elsevler)、(198g年)427頁
の記載である。
ホイスカーは、通常は米国特許第3.754.075号
明細書に記載のような公知の技法によって気相での反応
によって得られ、その直径は0.1〜10gmであり、
その長さは直径の5〜500倍である。
明細書に記載のような公知の技法によって気相での反応
によって得られ、その直径は0.1〜10gmであり、
その長さは直径の5〜500倍である。
繊維材料にすることができる任意のセラミック生成物を
用いて、本発明のプレフォームを製造することができる
。例えば酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸窒化物
などを用いることができ、例えばアルミナ、チタニア、
シリカ、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ア
ルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭
化チタン、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化
アルミニウム、酸窒化アルミニウム、アルミニウムおよ
び酸窒化ケイ素などを用いることができる。
用いて、本発明のプレフォームを製造することができる
。例えば酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸窒化物
などを用いることができ、例えばアルミナ、チタニア、
シリカ、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ア
ルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭
化チタン、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化
アルミニウム、酸窒化アルミニウム、アルミニウムおよ
び酸窒化ケイ素などを用いることができる。
炭化ケイ素または窒化ケイ素ホイスカーは、本発明の目
的であるプレフォームの構成材料として用いられる好ま
しい繊維材料である。
的であるプレフォームの構成材料として用いられる好ま
しい繊維材料である。
本発明の目的である金属マトリックス複合体用のプレフ
ォームの製造法は、 (a)セラミック繊維材料と、ポリマー性結合剤と、所
望ならば分散および/または可塑剤とを含む液体を基剤
とする分散液を製造し、 (b)この分散液を一軸方向に繊維材料を配向する系中
に注ぐことによって要素単位を製造【7、(c)注ぎ入
れた要素単位から液体基剤を蒸発させ、 (d)プレフォームに所望な厚みおよび輪郭にしたがっ
て、蒸発させた更なる要素単位をオーバーラツプさせて
、プレスすることによって半製品を成形し、 (e)半製品を処理して、結合剤を分解および/または
脱結合する工程を含んで成る。
ォームの製造法は、 (a)セラミック繊維材料と、ポリマー性結合剤と、所
望ならば分散および/または可塑剤とを含む液体を基剤
とする分散液を製造し、 (b)この分散液を一軸方向に繊維材料を配向する系中
に注ぐことによって要素単位を製造【7、(c)注ぎ入
れた要素単位から液体基剤を蒸発させ、 (d)プレフォームに所望な厚みおよび輪郭にしたがっ
て、蒸発させた更なる要素単位をオーバーラツプさせて
、プレスすることによって半製品を成形し、 (e)半製品を処理して、結合剤を分解および/または
脱結合する工程を含んで成る。
プレフォームが単一要素単位から成るときには、本発明
の方法の工程(d)は考慮する必要はない。
の方法の工程(d)は考慮する必要はない。
本発明の目的である本発明の方法の好ましい態様によれ
ば、液体基剤は水から選択されるかまたはエタノール、
プロパツール、イソプロパツール、ブタノールなどの有
機溶#;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン;
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;
塩化メチレン、トリクロロエチレン、クロロホルムなど
の塩素化炭化水素またはそれらの混合物から選択される
。
ば、液体基剤は水から選択されるかまたはエタノール、
プロパツール、イソプロパツール、ブタノールなどの有
機溶#;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン;
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;
塩化メチレン、トリクロロエチレン、クロロホルムなど
の塩素化炭化水素またはそれらの混合物から選択される
。
セラミック繊維材料、好ましくはホイスカーは、既知の
技法によって液体基剤中で脱凝集し、分数液の全量に対
して5〜80重量%の量、好ましくは10〜50%の量
で用いられる。
技法によって液体基剤中で脱凝集し、分数液の全量に対
して5〜80重量%の量、好ましくは10〜50%の量
で用いられる。
前記のような特性を有するプレフォームを得るには必須
ではないので特に要求されるわけではないが、若干の種
類の添加剤、例えば金属粉末、繊維材料と同じ種類かま
たは異なるgt*のセラミック粉末などを最終の金属マ
トリックス複合体に所望な特性に応じて変化する量で分
散液に加えることができる。
ではないので特に要求されるわけではないが、若干の種
類の添加剤、例えば金属粉末、繊維材料と同じ種類かま
たは異なるgt*のセラミック粉末などを最終の金属マ
トリックス複合体に所望な特性に応じて変化する量で分
散液に加えることができる。
結合剤は分散液体に可溶性であるのが好ましく、液体蒸
発後、繊維材料を含む柔軟な要素単位を得ることができ
るようなものである。ポリマー性結合剤の例は、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリ
マーなどのようなポリオレフィン;ポリスチレンのよう
な芳香族ビニルポリマー;ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルアセテート、ポリビニルブチラールなどのような
ビニルポリマーおよびコポリマー;メチル、エチルポリ
アクリレートおよびポリメチルメタクリレートなどのよ
うなアクリル酸ポリマー;カルボキシメチルセルロース
のようなセルロースなどである。
発後、繊維材料を含む柔軟な要素単位を得ることができ
るようなものである。ポリマー性結合剤の例は、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリ
マーなどのようなポリオレフィン;ポリスチレンのよう
な芳香族ビニルポリマー;ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルアセテート、ポリビニルブチラールなどのような
ビニルポリマーおよびコポリマー;メチル、エチルポリ
アクリレートおよびポリメチルメタクリレートなどのよ
うなアクリル酸ポリマー;カルボキシメチルセルロース
のようなセルロースなどである。
ポリマー性結合剤は、組成物の総重量に対して(1,5
〜20重量%の量、好ましくは1〜15重量%の量で用
いられる。
〜20重量%の量、好ましくは1〜15重量%の量で用
いられる。
有機リン酸塩、例えばアルキルおよびアルキルアリール
リン酸塩;フタレート、例えばジオクチルフタレート、
ジー2−エチルへキシルフタレート、ジブチルフタレー
トなど;有機酸のエステル、例えばブチルステアレート
、ブチルセバケート、ジオクチルセバケート、ジオクチ
ルアジペート、グリセリルトリオレエートなど;ポリオ
ール、例えばグリセロール、ソルビトールなど;ポリア
ルキレンオキシド、例えばポリエチレングリコールなど
の種類の分散および/または可塑剤を、総量に対して0
〜20重量%の量で分散液に加えることが可能である。
リン酸塩;フタレート、例えばジオクチルフタレート、
ジー2−エチルへキシルフタレート、ジブチルフタレー
トなど;有機酸のエステル、例えばブチルステアレート
、ブチルセバケート、ジオクチルセバケート、ジオクチ
ルアジペート、グリセリルトリオレエートなど;ポリオ
ール、例えばグリセロール、ソルビトールなど;ポリア
ルキレンオキシド、例えばポリエチレングリコールなど
の種類の分散および/または可塑剤を、総量に対して0
〜20重量%の量で分散液に加えることが可能である。
こうして得られる分散液は粘度が500〜10.000
cPsであり、圧の作用下であってもまたはなくとも、
配向系に注いで、繊維材料が一方向に配向している要素
単位を生成させる。これらの要素単位は、例えばフィラ
メント、テープ、シートなどのような様々な形態を有す
ることができ、押出、カレンダーリング、ローリング、
テープ注型などのような既知の技法によって得ることが
できる。
cPsであり、圧の作用下であってもまたはなくとも、
配向系に注いで、繊維材料が一方向に配向している要素
単位を生成させる。これらの要素単位は、例えばフィラ
メント、テープ、シートなどのような様々な形態を有す
ることができ、押出、カレンダーリング、ローリング、
テープ注型などのような既知の技法によって得ることが
できる。
本発明による好ましい要素t41位は、テープ注型によ
って得られるテープおよびシートのような積層体である
。この技法は公知であり、ジエームズ・リード著、「セ
ラミック加工の原理入門(Introductlon
to the prinetples of’ cer
aIIicsprocessing) J 1988年
、ジョン・ウイーリー争アンド・サンズ(J、 Wil
ey and 5ons) 、39ア頁の報告に記載さ
れている。
って得られるテープおよびシートのような積層体である
。この技法は公知であり、ジエームズ・リード著、「セ
ラミック加工の原理入門(Introductlon
to the prinetples of’ cer
aIIicsprocessing) J 1988年
、ジョン・ウイーリー争アンド・サンズ(J、 Wil
ey and 5ons) 、39ア頁の報告に記載さ
れている。
積層形状を有する要素単位の場合には、厚みが一般的に
は5++++i未満であり、好ましくは0゜05〜3關
である。
は5++++i未満であり、好ましくは0゜05〜3關
である。
液体の蒸発は一般的には温度調節した環境中で均一な方
法で行い、蒸発した要素単位の表面上に張力や破断が起
こらないようにする。
法で行い、蒸発した要素単位の表面上に張力や破断が起
こらないようにする。
複数の蒸発させた要素lIi位を積層してプレスして、
所望なプレフォームの形状と寸法を有する半製品を生成
させる。このため、所望なプレフォームに従う形状の鋳
型、コアまたは支持体を用い、好ましくはポリマー結合
剤の軟化温度付近の温度でプレスする。
所望なプレフォームの形状と寸法を有する半製品を生成
させる。このため、所望なプレフォームに従う形状の鋳
型、コアまたは支持体を用い、好ましくはポリマー結合
剤の軟化温度付近の温度でプレスする。
要素単位は一方向に配向した繊維材料を含むので、繊維
伺料全体が同じ配向を有するように充填(バッキング)
を行うことができる。この場合には、得られるプレフォ
ームは異方性機械特性を特徴とする金属マトリックス複
合体の製造に好適である。
伺料全体が同じ配向を有するように充填(バッキング)
を行うことができる。この場合には、得られるプレフォ
ームは異方性機械特性を特徴とする金属マトリックス複
合体の製造に好適である。
単一要素単位の充填の後に得られる半製品は、300〜
500℃の温度で熱処理を行って、ポリマー性結合剤の
分解および脱結合を行うことができる。
500℃の温度で熱処理を行って、ポリマー性結合剤の
分解および脱結合を行うことができる。
この熱処理は、不活性ガスの存在下にても、所望により
加圧下で行うこともできる。
加圧下で行うこともできる。
また、ポリマー性結合剤を超臨界ガス流によって除去す
ることもできる。有用なガスの例は、二酸化炭素または
エタン、プロパンなどのような炭化水素である。
ることもできる。有用なガスの例は、二酸化炭素または
エタン、プロパンなどのような炭化水素である。
本発明の目的である方法によって得られるセラミック繊
維材料でのプレフォームを用いて、浸透、射出、ダイカ
スティングなどの技法を用いて金属マトリックス複合体
を製造するこεができる。
維材料でのプレフォームを用いて、浸透、射出、ダイカ
スティングなどの技法を用いて金属マトリックス複合体
を製造するこεができる。
これらの複合体を製造するのに用いることができる金属
またはメタロイドは、アルミニウム、ケイ素、マグネシ
ウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、スズ、鉄、ニッケ
ル、クロム、アンチモン、鉛、銅、金、銀などまたはそ
れらの合金である。
またはメタロイドは、アルミニウム、ケイ素、マグネシ
ウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、スズ、鉄、ニッケ
ル、クロム、アンチモン、鉛、銅、金、銀などまたはそ
れらの合金である。
以下に若干の実施例を挙げて説明を行うが、これらの実
施例は制限のためのものではなく、本発明を一層よく理
解し実施するためのものである。
施例は制限のためのものではなく、本発明を一層よく理
解し実施するためのものである。
実施例1
典型的な製造例として、トーカイ社(TOKAI Co
、)製の炭化ケイ素ホイスカーであって、直径が0.3
〜0.5.であり、長さが30〜50IIIlのものを
用いた。
、)製の炭化ケイ素ホイスカーであって、直径が0.3
〜0.5.であり、長さが30〜50IIIlのものを
用いた。
分散剤(インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・
カンパニー(1mperia) Chemical I
ndustr−1cs Company)製のハイパー
マー(Hypern+cr) −KDT)1.5gを、
トリクロロエチレン/エタノール(2,8/1 )から
成る混合物300g中に溶解した。分散剤を溶解した後
、ボイスカー150gを、超音波により全体を撹拌する
ことによって溶液に加えた。
カンパニー(1mperia) Chemical I
ndustr−1cs Company)製のハイパー
マー(Hypern+cr) −KDT)1.5gを、
トリクロロエチレン/エタノール(2,8/1 )から
成る混合物300g中に溶解した。分散剤を溶解した後
、ボイスカー150gを、超音波により全体を撹拌する
ことによって溶液に加えた。
別個に、容量が1リツトルの、狭い入り口を有するポリ
エチレン製の容器中で、モンサント社(Monsant
o Company)製、ポリビニルブチラール・ブト
バール(13utvar) 30 gと、分子量が15
00のポリエチレングリコール30[と、ジオクチルフ
タレート18gと、前記の溶媒128gから成る溶液を
製造した。
エチレン製の容器中で、モンサント社(Monsant
o Company)製、ポリビニルブチラール・ブト
バール(13utvar) 30 gと、分子量が15
00のポリエチレングリコール30[と、ジオクチルフ
タレート18gと、前記の溶媒128gから成る溶液を
製造した。
ホイスカーと、直径が15mmのシリカボール650g
の懸濁液を同じ容器に入れた。
の懸濁液を同じ容器に入れた。
懸濁液をボールミル中で6時間撹拌して、最終粘度を約
1200 cpsとした。
1200 cpsとした。
厚みが700.の積層体をこうし“C得られた懸濁液を
用いてテープ注型法によって製造した。室温で溶媒を除
去した後、この積層体を長方形と円形に切断して、オー
バーラツプさせて、ホットプレスし、平行六面体と円筒
を形成させた。
用いてテープ注型法によって製造した。室温で溶媒を除
去した後、この積層体を長方形と円形に切断して、オー
バーラツプさせて、ホットプレスし、平行六面体と円筒
を形成させた。
この半製品を600℃迄昇温し5て熱処理を行い、この
温度で約〕特間保持した。
温度で約〕特間保持した。
こうして得られたプレフォームの密度は、0.74z
/ crdであり、多孔度は77%であり、走査型電子
顕微鏡(2000倍)で得られた第1図の顕微鏡写真に
示されるようにホイスカーは1軸分布であり、極限圧縮
強さは30MN/rfであり、極限曲げ強さは、8 M
N/r&であった。
/ crdであり、多孔度は77%であり、走査型電子
顕微鏡(2000倍)で得られた第1図の顕微鏡写真に
示されるようにホイスカーは1軸分布であり、極限圧縮
強さは30MN/rfであり、極限曲げ強さは、8 M
N/r&であった。
実施例2
ホイスカー75gを粒度が40−未満のアルミニウム粉
末63gに代えたことを除いて、実施例1と同じ条件下
で操作を行った。
末63gに代えたことを除いて、実施例1と同じ条件下
で操作を行った。
密度が0.89g/i、多孔度が77%、極限圧縮強さ
が2[iMN/rrfであり、極限曲げ強さが、3 M
N/nfのプレフォームを得た。
が2[iMN/rrfであり、極限曲げ強さが、3 M
N/nfのプレフォームを得た。
実施例3
実施例1および2のプレフォームを用いて、加圧下にて
溶融金属を射出することによって、アルミニウム/ケイ
素/マグネシウム(92,5/710.5)から成るA
357合金との複合体を形成させた。
溶融金属を射出することによって、アルミニウム/ケイ
素/マグネシウム(92,5/710.5)から成るA
357合金との複合体を形成させた。
操作条件は下記の通りであった。
溶融液の温度:650℃、
プレフォームの温度二600℃、
射出圧:9MPa。
浸透時間;30秒。
下表に示す特性を有する複合体が得られた。
表
機械的試験を、実施例3の複合体について行った。
(1〉熱処理を行わなかった試料について測定した特性
。
。
(2)ホイスカーに平行な方向で行った測定。
り3)ホイスカーに垂直な方向で行った測定。
4、
第1図は、
実施例1で得られた本発明のプレフ
ォームの繊維形状を示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、密度が0.2〜1.6g/cm^3であり、多孔度
が50〜95%であり、極限圧縮強さが5MN/m^2
を上回り、一般的には25〜40MN/m^2であり、
極限曲げ強さが2MN/m^2を上回り、一般的には2
〜5MN/m^2である、金属マトリックス複合体用の
セラミック繊維材料を基剤としたプレフォーム。 2、繊維材料が、針状形態を有し、単結晶性または多結
晶性構造を有するセラミック材料である、請求項1に記
載のプレフォーム。 3、セラミック繊維材料がホイスカー、短繊維、フィブ
リルまたはそれらの混合物から成る群から選択される、
請求項2に記載のプレフォーム。 4、繊維材料が酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸
窒化物のようなセラミック生成物から得られる、請求項
1〜3のいずれか1項に記載のプレフォーム。 5、セラミック繊維材料が炭化ケイ素または窒化ケイ素
ホイスカーから成る、請求項1〜4のいずれか1項に記
載のプレフォーム。 6、請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属マトリッ
クス複合体用のセラミック材料を基剤とするプレフォー
ムの製造法であつて、 (a)セラミック繊維材料と、ポリマー性結合剤と、所
望により分散および/または可塑剤とを含む液体を基剤
とする分散液を製造し、 (b)この分散液を一軸方向に繊維材料を配向する系中
に注ぐことによって要素単位を製造し、(c)注ぎ入れ
た要素単位から液体基剤を蒸発させ、 (d)予備成形物に所望な厚みおよび輪郭にしたがって
、蒸発させた更なる要素単位をオーバーラップさせて、
プレスすることによって半製品を成形し、 (e)半製品を処理して、結合剤を分解および/または
脱結合する工程を含んで成る方法。 7、液体基剤が水、アルコール、ケトン、芳香族炭化水
素、塩素化炭化水素、またはその混合物から成る群から
選択される、請求項6に記載の方法。 8、セラミック繊維材料を、分散液の全体の5〜80重
量%、好ましくは10〜50重量%の量で用いる、請求
項6または7に記載の方法。 9、セラミック繊維材料がホイスカーから成る、請求項
6〜8のいずれか1項に記載の方法。 10、結合剤であって好ましくは液体基剤に可溶性であ
るものが、ポリオレフィン、芳香族ビニルポリマー、ビ
ニルポリマーおよびコポリマー、アクリル酸ポリマー、
およびセルロースから成る群から選択される、請求項6
〜9のいずれか1項に記載の方法。 11、結合剤を、分散液の全体の0.5〜20重量%、
好ましくは1〜15重量%の量で用いる、請求項6〜1
0のいずれか1項に記載の方法。 12、有機リン酸塩、フタレート、有機酸のエステル、
ポリオール、ポリアルキレンオキシドから成る群から選
択される分散および/または可塑剤を全分散液の0〜2
0重量%の量で用いる、請求項6〜11のいずれか1項
に記載の方法。 13、要素単位が、押出、カレンダーリング、ローリン
グ、テープ注型法によって得られるフィラメントまたは
積層体から成る、請求項6〜12のいずれか1項に記載
の方法。 14、要素単位が、テープ注型法によって得られるテー
プおよびシートのような積層体である、請求項13に記
載の方法。 15、積層体の厚みが5mm未満、好ましくは0.05
〜3mmの範囲である、請求項14に記載の方法。 16、蒸発を温度調節した環境中で行う、請求項6〜1
5のいずれか1項に記載の方法。 17、要素単位のオーバーラップを、全繊維材料が同じ
配向となるように行う、請求項6〜16のいずれか1項
に記載の方法。 18、半製品を300〜800℃の範囲の温度で熱処理
する、請求項6〜17のいずれか1項に記載の方法。 19、浸透、射出、ダイカスト法を用いることによる金
属マトリックス複合体の製造用の、請求項1〜18のい
ずれか1項に記載のセラミックプレフォームの使用。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT8920379A IT1230775B (it) | 1989-05-05 | 1989-05-05 | Preforme ceramiche per compositi a matrice metallica, procedimento per la loro preparazione e compositi con esse ottenuti. |
IT20379A/89 | 1989-05-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0388786A true JPH0388786A (ja) | 1991-04-15 |
Family
ID=11166204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2117321A Pending JPH0388786A (ja) | 1989-05-05 | 1990-05-07 | 金属マトリックス複合体用のセラミックプレフォーム、その製造法、および該プレフォームから得られる複合体 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0396147A3 (ja) |
JP (1) | JPH0388786A (ja) |
AU (1) | AU626670B2 (ja) |
CA (1) | CA2016090A1 (ja) |
IT (1) | IT1230775B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100643725B1 (ko) * | 2004-01-29 | 2006-11-10 | 닛신 고오교오 가부시키가이샤 | 복합 금속 재료 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69610468T2 (de) * | 1995-07-18 | 2001-02-08 | Nichias Corp., Tokio/Tokyo | Anorganisches poröses Material und dieses enthaltendes Metallmatrixverbundmaterial und Herstellungsverfahren |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1249291A (en) * | 1967-03-29 | 1971-10-13 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to composite materials |
GB2089410A (en) * | 1980-03-13 | 1982-06-23 | Rolls Royce | Metal/ceramic fibre composite |
JPS5945956A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-15 | 上野 昭雄 | セラミツクウイスカ−シ−トの製造法 |
JPS619537A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 無機短繊維強化金属複合材の製造法 |
US4885265A (en) * | 1986-12-22 | 1989-12-05 | General Electric Company | Moldable fiber-containing ceramic mass |
EP0280830A1 (en) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Battelle Memorial Institute | Method for producing metal or alloy casting, composites reinforced with fibrous or particulate materials |
JPH01263233A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-19 | Ube Ind Ltd | β型窒化珪素ウイスカ強化金属複合材料の製法 |
-
1989
- 1989-05-05 IT IT8920379A patent/IT1230775B/it active
-
1990
- 1990-05-03 AU AU54704/90A patent/AU626670B2/en not_active Ceased
- 1990-05-04 EP EP19900108456 patent/EP0396147A3/en not_active Withdrawn
- 1990-05-04 CA CA002016090A patent/CA2016090A1/en not_active Abandoned
- 1990-05-07 JP JP2117321A patent/JPH0388786A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100643725B1 (ko) * | 2004-01-29 | 2006-11-10 | 닛신 고오교오 가부시키가이샤 | 복합 금속 재료 및 그 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0396147A3 (en) | 1991-01-30 |
AU626670B2 (en) | 1992-08-06 |
AU5470490A (en) | 1990-11-08 |
IT8920379A0 (it) | 1989-05-05 |
IT1230775B (it) | 1991-10-29 |
EP0396147A2 (en) | 1990-11-07 |
CA2016090A1 (en) | 1990-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4240835A (en) | Method of making a shaped silicon carbide-silicon matrix composite and articles made thereby | |
JP3554379B2 (ja) | ウィスカー強化アルミナ複合体の常圧焼結方法 | |
DE3853106T2 (de) | Gesinterte keramische Nichtoxidfasern. | |
US5015289A (en) | Method of preparing a metal body by means of injection molding | |
KR920007016B1 (ko) | 세라믹 입자 조성물 | |
US3828839A (en) | Process for preparing fiber reinforced metal composite structures | |
US3432295A (en) | Method for making oriented fiber or whisker composites | |
US4571414A (en) | Thermoplastic molding of ceramic powder | |
JPH0388785A (ja) | 機械強度の高いセラミックプレフォーム、その製造法、および該セラミックプレフォームから得られる金属マトリックス複合体 | |
JPH0469101B2 (ja) | ||
DE3103167A1 (de) | Flockiges (beta)-siliciumcarbid, verfahren zu dessen herstellung und verwendung desselben | |
KR100239892B1 (ko) | 상온 압출 성형 공정에 의한 섬유상 세라믹스의 제조방법 및 이를 이용한 섬유상 단체 세라믹스의 제조방법 | |
US5698143A (en) | Method for the preparation of silicon carbide-based composite ceramic body with fiber reinforcement | |
US5230951A (en) | Production of fibre reinforced ceramic composite | |
US5591287A (en) | Process for producing layered ceramic product | |
US5041248A (en) | Process for making fine diameter ceramic fibers using a moldable ceramic composition | |
JPH0388786A (ja) | 金属マトリックス複合体用のセラミックプレフォーム、その製造法、および該プレフォームから得られる複合体 | |
US5053175A (en) | Production of fibre reinforced ceramic composite | |
EP0419846B1 (en) | Moldable ceramic composition and process for fine diameter ceramic fibers | |
JPS63274649A (ja) | セラミック材料の成形物品の製造法 | |
JP2792595B2 (ja) | 無機繊維焼結体及びその製造方法 | |
JPS61113738A (ja) | 複合材用低密度ウイスカ−成形体とその製造法 | |
JP2952069B2 (ja) | Si3 N4 被覆ホウ酸アルミニウムウィスカー及びプリフォームの製造方法 | |
JP2604220B2 (ja) | 繊維強化セメント成形物 | |
JP2952087B2 (ja) | 表面に窒化層を有するホウ酸アルミニウムウィスカー及びプリフォームの製造方法 |