JPH04147958A - 複合強化材料 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、比較的強度の弱い材料からなる母材に補強
を施し、全体として強度を高めるようにした複合強化材
料に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、特定の用途に主として使用される構造物は、そ
の用途に応じた特性をもつ材料により形成される０例え
ば、容器内に腐蝕性・反応性に富んだ溶液を封入したり
、あるいは容器内を超高真空にする場合、その容器は、
腐蝕・反応を防ぐ、あるいは気密を保つという特性をも
つ材料によって形成される。ところが、このような材料
の強度が低いと、製作された容器の形状を保つことがで
きず、容器としての成立自体が難しくなる。そのため、
従来は、比較的高強度の材料で作られた補強板に、用途
のための強度の弱い材料を爆着などの方法によりライニ
ングして複合強化材料を形成し、その後、これを素材と
して切削・溶接等加工を施して最終形状に成型するのが
一般的であった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、単に補強板に用途材料をライニングし、
これに様々な加工を施して成型するのでは、補強板の加
工性が悪いことから、それを様々な形状に成型すること
が龍しく、また成型中にライニング層が剥がれることも
あり、結局、成型可能な形状には制約があった。しかも
、その加工可能な形状の制約から、複合強化材料の用途
にも制限を生じていた。

この発明は以上の事情を考慮してなされたもので、その
目的は、形状に支配されることなく種々の用途に応用で
きる複合強化材料を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明の複合強化材料は
、比較的強度の弱い材料からなり予め所定形状に形成さ
れた母材上に補強層を施し、その補強層にプラズマ溶射
を施して高強度のプラズマコーティング層を形成したも
のである。

［作用コ 上記構成によれば、母材は比較的強度が弱く成型が容易
であるから、その母材を予め所定形状に形成し、その上
に補強層を施すことで、母材の特性を維持しながら種々
の形状の複合強化材料を製作できる。しかも、補強層上
にさらにプラズマコーティング層を形成することで、確
実に補強層を母材に固着でき、母材に対して補強を施す
ことができる。

［実施例］ 以下に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図には、本実施例にかかる複合強化材料が示されて
いる。図示する如く、この複合強化材料１は、母材２、
補強層３、プラズマコーティング層４を順に積層して、
略筒状に形成したものであり、例えばシンクロトロン放
射光施設の真空容器として用いることができる。この真
空容器では、その内部を超高真空状態に保って、電子ビ
ームの通過を円滑に行う必要がある。そのため、母材２
は、気密性の良いＡｊ　　［アルミニウム）又はＳＵＳ
　（ステンレス）により形成されている。しかしスペー
ス等から厚みに制限がある場合、Ａｌ１等の材料は比較
的低強度であるため、母材２内を真空にすると、外圧に
より変形してしまう。そのため、母材２には補強が必要
となる。そこで、本実施例では、母材２を予め略筒状に
成型しておき、その上に高強度の材料をプラズマ溶射し
て補強層３を形成している。このようなプラズマ溶射に
よると、従来のライニングの場合と異なり、あらゆる材
料を溶射材として用いることができる。しかし、特に複
合強化材料１を真空容器として使用する場合は、その内
部を通るビームから高エネルギーのＸ線か放出されるた
め、ここでは、Ｘ線を効率よく吸収すべくＷ　（タング
ステン）を溶射している。

ところで、母材２上に補強層３を形成するのみでは、母
材２と補強層３との材料の相違により、補強層３が剥離
してしまうおそれがある。そのため、補強層３上には、
さらに母材２と同一材料であるＡ」をプラズマ溶射して
プラズマコーティング層４を形成し、母材２の完全な補
強を図っている。

このように、比較的強度が低い材料で母材２を所定形状
に成型しておき、その外表面に補強層３及びプラズマコ
ーティング層４を順に形成して補強することにより、母
材２の持つ気密性等の特性を保ったまま、種々の形状に
成型された母材２を補強することができる。よって、形
状に制約されることなく複合強化材料１を形成でき、そ
の強化材料１を様々な用途に使用することができる。

また、母材２上に高強度材料からなる補強層３を形成し
、その上に母材２と同一材料のプラズマコーティング層
４を形成することにより、母材２とコーティング層４と
が密着し、母材２上に補強層３が強固に取り付けられる
ので、比較的強度に弱い母材２に対しても、確実に補強
を施すことができる。

また、プラズマ溶射法により補強層３およびコーティン
グ層４を形成したので、これら溶射材の選択により、補
強層３およびコーティング層４に付加的な他の特徴を持
たせることもできる。上述したように、補強層３の材料
としてＷ（タングステン）を使用すれば、補強効果以外
にＸ線遮蔽効果をも得ることができる。

なお、上記実施例においては、複合強化材料１を真空容
器として使用する場合について述べたが、その用途はこ
れに限られるものでない。そのため、母材２の形状も筒
状である必要もなく、用途に応じて母材２を成型すれば
よい。

また、補強層３を構成する材料としてはＷである必要は
なく、Ｔａ　（タンタル）等の他の重金属でもよい。但
し、Ｗを使用すると、Ｘ線を最も効率良く吸収でき、補
強層３の肉厚を小さくすることができる。

第２図は本発明の他の実施例を示し、補強層を変更した
例を示す。

第１図の実施例では、母材２上に比較的強度の強い材料
をプラズマ溶射して補強層３を形成したが、第２図の実
施例において、母材２表面に高強度の金属やセラミック
ス等からなる補強用細線５（補強層）を巻き、その上か
らＡ」等をプラズマ溶した。これによると、プラズマコ
ーティング層６中に細線５が埋め込まれて母材２に細線
が固定される。そのため、確実に真空容器の変形を防止
できる。

なお、この変形例の補強用＃！！５は代えて、網状部材
を用いても同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、予め所定形状に形成され
た比較的強度の弱い母材上に補強層を施し、その補強層
上にプラズマコーティング層を形成しなので、母材の特
性を失うことなく、種々の形状の複合強化材料を製作す
ることができる。

よって、この複合強化材料は、その形状に制約されるこ
となく、種々の用途に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の複合強化材料を示す斜視図
、第２図は本発明の複合強化材料の他の実施例を示す図
である。 図中、１は複合強化材料、２は母材、３．５は補強層、
４．６はプラズマコーティング層である。 特許出願人　　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
　　絹　谷　信　ａ（外１名）↑

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．金属材料からなり予め所定形状に形成された母材上
   に補強層を施し、その補強層にプラズマ溶射を施して高
   強度のプラズマコーティング層を形成したことを特徴と
   する複合強化材料。