JPH0415188B1 - - Google Patents
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- JPH0415188B1 JPH0415188B1 JP27332885A JP27332885A JPH0415188B1 JP H0415188 B1 JPH0415188 B1 JP H0415188B1 JP 27332885 A JP27332885 A JP 27332885A JP 27332885 A JP27332885 A JP 27332885A JP H0415188 B1 JPH0415188 B1 JP H0415188B1
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- whiskers
- molded
- preform
- mold
- water
- 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
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属、合金または各種プラスチツク
などのマトリツクス物質を溶浸もしくは含浸して
繊維強化複合材を製造する際に、その繊維質骨格
として用いるウイスカープリフオームの成形方法
に関する。 〔従来の技術〕 SiC，Si3N4などのウイスカーを強化材として
WRPあるいはWRMを製造するための有効な複
合化手段に、予め賦形されたウイスカーの集合プ
リフオームに液状のマトリツクスを圧入して固化
する方法がある。この方法によつて得られる複合
材の性状は、繊維質骨格となるウイスカープリフ
オームの組織構造、とくにその均質性の度合に大
きく依存する。また、この方法を用いて複合材の
量産化を図るためには、中間体としてのウイスカ
ープリフオームを迅速かつ精度よく形成すること
が重要な要件となる。 ウイスカープリフオームの成形方法には、ウイ
スカーを水などの液媒体に一旦分散させたのち常
圧もしくは加圧下に過成形し乾燥する湿式成形
法（特開昭59−121196、同60−161400）と、ウイ
スカーを直接的に圧縮して所定の集合体に賦形す
る乾式成形法（特開昭60−46336）とがあるが、
プロセス的には後者の乾式成形法の方が量産向で
ある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、乾式成形法をとる場合にはウイ
スカーを圧縮処理する過程で集合組織内部に応力
が残留し、この残留応力により圧力開放した際に
成形体がスプリングバツクを起して変形したり、
マトリツクスを圧入する複合化過程でプリフオー
ムに損傷を生じる等の不都合な現象を招く問題点
がある。 これらの現象は、ウイスカーを各種のバインダ
ーと共に圧縮してウイスカー相互を強制的に固結
することにより防止することも可能であるが、バ
インダーの使用はプリフオーム組織の均質性を阻
害するうえにマトリツクス成分との結合を弱化さ
せ、あるいは界面の化学反応により複合性能を低
下させるなどの問題を与える。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記の問題点を解消し、バインダーを
使用せずに残留応力のない均質組織のウイスカー
プリフオームを得るための乾式成形法を提供する
もので、その構成は、乾燥したウイスカーを十分
に解繊してモールドに入れ、所定の繊維体積率
（Vf）になるように圧縮成形したのち、圧縮状態
にある成形体に水または有機溶媒を浸透して全体
を湿潤させ、形成された湿潤成形体を乾燥処理す
ることを特徴とする。 ウイスカーとしては、SiC，Si3N4あるいは黒
鉛などの非金属系単結晶が有効に適用される。こ
れらのウイスカーは、通常、直径0.1〜5.0μｍ、
長さ10〜500μｍのアスペクト性状をもつ微小繊
維で、フラフイーの状態では水中あるいは湿気の
ある雰囲気下で絡合し易い特性がある。このた
め、ウイスカーは良く乾燥したのち十分に解繊し
て凝集塊を解しほぐしてから使用に供される。こ
の解繊処理には、例えば旋回翼ミキサーのような
機械的撹拌装置が用いられる。 上記の乾燥・解繊処理を受けたウイスカーは、
次いで圧縮成形される。圧縮成形は、ラム加圧、
静水加圧など適宜なプレス装置を用い、ウイスカ
ーを所望形状のモールド（金型もしくはラバーケ
ース）に入れて所定の繊維体積率（Vf）になる
ように圧縮成形する。 ついで圧縮状態を保つたまま成形体に水または
有機溶媒を浸透して組織全体を湿潤させる。この
操作はモールド中に適量の水または有機溶媒をそ
のまま注入するか、蒸気化して噴入することによ
つておこなわれるが、暫らく放置すると毛細管現
象で容易に全体に浸透する。 形成された湿潤成形体は、モールドから離型し
たのち乾燥処理して浸透した水または有機溶媒を
除去する。 上記の操作により残留応力のない均質組織のウ
イスカープリフオームが成形される。 〔作用〕 本発明によると、圧縮状態下の成形体に水また
は有機溶媒を浸透する湿潤化作用により組織内部
の残留応力は極めて円滑に除去される。また、上
記の湿潤処理が圧縮状態でおこなわれるためにこ
の段階でウイスカー凝集が起ることはなく、これ
が十分に乾燥・解繊したウイスカーの使用効果と
相俟つて均質組織の形成化に機能する。 〔実施例〕 直径0.5〜1.5μｍ、長さ50〜100μｍ、密度3.18
ｇ／cm3、結晶形β型の性状を有するSiCウイスカ
ーを良く乾燥したのち旋回翼ミキサーにより撹拌
して十分に解繊処理した。解繊処理したSiCウイ
スカー120ｇを内径80mmの円筒形モールド（金型）
に入れて圧縮プレスにセツトし、成形体の高さが
75mmになるまで上部からラム加圧した。ついで、
この圧縮状態を保持したままラムの周辺から108
mlの純水を注入し、30分間放置した。この過程
で、水は成形体内部に浸透し、組織全体を湿潤し
た。離型した湿潤成形体は直径80mm、高さ75mmの
正常円柱形状を呈しており、スプリングバツク現
象は認められなかつた。 形成された湿潤成形体を120℃に保持された恒
温乾燥器に移し、３時間乾燥して水分を除去し
た。 このようにして成形されたSiCウイスカープリ
フオームは繊維体積率（Vf）10％の密度組織を
有しており、形状寸法は湿潤成形体と同一であつ
た。 比較のために、上記プロセスのうち湿潤処理を
おこなわないほかは同一の条件でSCウイスカー
プリフオームを成形した（比較例）。この場合に
は、圧縮成形後にラムを引上げた時点で成形体が
スプリングバツクを起し、82mmの高さまで膨潤し
た。 実施例および比較例で得られた各円柱形プリフ
オームを７等分に輪切りし、それぞれの試片につ
いて繊維体積率（Vf）を測定した。結果を対比
して下表に示した。
などのマトリツクス物質を溶浸もしくは含浸して
繊維強化複合材を製造する際に、その繊維質骨格
として用いるウイスカープリフオームの成形方法
に関する。 〔従来の技術〕 SiC，Si3N4などのウイスカーを強化材として
WRPあるいはWRMを製造するための有効な複
合化手段に、予め賦形されたウイスカーの集合プ
リフオームに液状のマトリツクスを圧入して固化
する方法がある。この方法によつて得られる複合
材の性状は、繊維質骨格となるウイスカープリフ
オームの組織構造、とくにその均質性の度合に大
きく依存する。また、この方法を用いて複合材の
量産化を図るためには、中間体としてのウイスカ
ープリフオームを迅速かつ精度よく形成すること
が重要な要件となる。 ウイスカープリフオームの成形方法には、ウイ
スカーを水などの液媒体に一旦分散させたのち常
圧もしくは加圧下に過成形し乾燥する湿式成形
法（特開昭59−121196、同60−161400）と、ウイ
スカーを直接的に圧縮して所定の集合体に賦形す
る乾式成形法（特開昭60−46336）とがあるが、
プロセス的には後者の乾式成形法の方が量産向で
ある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、乾式成形法をとる場合にはウイ
スカーを圧縮処理する過程で集合組織内部に応力
が残留し、この残留応力により圧力開放した際に
成形体がスプリングバツクを起して変形したり、
マトリツクスを圧入する複合化過程でプリフオー
ムに損傷を生じる等の不都合な現象を招く問題点
がある。 これらの現象は、ウイスカーを各種のバインダ
ーと共に圧縮してウイスカー相互を強制的に固結
することにより防止することも可能であるが、バ
インダーの使用はプリフオーム組織の均質性を阻
害するうえにマトリツクス成分との結合を弱化さ
せ、あるいは界面の化学反応により複合性能を低
下させるなどの問題を与える。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記の問題点を解消し、バインダーを
使用せずに残留応力のない均質組織のウイスカー
プリフオームを得るための乾式成形法を提供する
もので、その構成は、乾燥したウイスカーを十分
に解繊してモールドに入れ、所定の繊維体積率
（Vf）になるように圧縮成形したのち、圧縮状態
にある成形体に水または有機溶媒を浸透して全体
を湿潤させ、形成された湿潤成形体を乾燥処理す
ることを特徴とする。 ウイスカーとしては、SiC，Si3N4あるいは黒
鉛などの非金属系単結晶が有効に適用される。こ
れらのウイスカーは、通常、直径0.1〜5.0μｍ、
長さ10〜500μｍのアスペクト性状をもつ微小繊
維で、フラフイーの状態では水中あるいは湿気の
ある雰囲気下で絡合し易い特性がある。このた
め、ウイスカーは良く乾燥したのち十分に解繊し
て凝集塊を解しほぐしてから使用に供される。こ
の解繊処理には、例えば旋回翼ミキサーのような
機械的撹拌装置が用いられる。 上記の乾燥・解繊処理を受けたウイスカーは、
次いで圧縮成形される。圧縮成形は、ラム加圧、
静水加圧など適宜なプレス装置を用い、ウイスカ
ーを所望形状のモールド（金型もしくはラバーケ
ース）に入れて所定の繊維体積率（Vf）になる
ように圧縮成形する。 ついで圧縮状態を保つたまま成形体に水または
有機溶媒を浸透して組織全体を湿潤させる。この
操作はモールド中に適量の水または有機溶媒をそ
のまま注入するか、蒸気化して噴入することによ
つておこなわれるが、暫らく放置すると毛細管現
象で容易に全体に浸透する。 形成された湿潤成形体は、モールドから離型し
たのち乾燥処理して浸透した水または有機溶媒を
除去する。 上記の操作により残留応力のない均質組織のウ
イスカープリフオームが成形される。 〔作用〕 本発明によると、圧縮状態下の成形体に水また
は有機溶媒を浸透する湿潤化作用により組織内部
の残留応力は極めて円滑に除去される。また、上
記の湿潤処理が圧縮状態でおこなわれるためにこ
の段階でウイスカー凝集が起ることはなく、これ
が十分に乾燥・解繊したウイスカーの使用効果と
相俟つて均質組織の形成化に機能する。 〔実施例〕 直径0.5〜1.5μｍ、長さ50〜100μｍ、密度3.18
ｇ／cm3、結晶形β型の性状を有するSiCウイスカ
ーを良く乾燥したのち旋回翼ミキサーにより撹拌
して十分に解繊処理した。解繊処理したSiCウイ
スカー120ｇを内径80mmの円筒形モールド（金型）
に入れて圧縮プレスにセツトし、成形体の高さが
75mmになるまで上部からラム加圧した。ついで、
この圧縮状態を保持したままラムの周辺から108
mlの純水を注入し、30分間放置した。この過程
で、水は成形体内部に浸透し、組織全体を湿潤し
た。離型した湿潤成形体は直径80mm、高さ75mmの
正常円柱形状を呈しており、スプリングバツク現
象は認められなかつた。 形成された湿潤成形体を120℃に保持された恒
温乾燥器に移し、３時間乾燥して水分を除去し
た。 このようにして成形されたSiCウイスカープリ
フオームは繊維体積率（Vf）10％の密度組織を
有しており、形状寸法は湿潤成形体と同一であつ
た。 比較のために、上記プロセスのうち湿潤処理を
おこなわないほかは同一の条件でSCウイスカー
プリフオームを成形した（比較例）。この場合に
は、圧縮成形後にラムを引上げた時点で成形体が
スプリングバツクを起し、82mmの高さまで膨潤し
た。 実施例および比較例で得られた各円柱形プリフ
オームを７等分に輪切りし、それぞれの試片につ
いて繊維体積率（Vf）を測定した。結果を対比
して下表に示した。
本発明によれば、従来の乾式成形法で問題とさ
れていたプリフオーム組織内の残留応力に伴なう
不都合な現象が一掃されるうえ、全体として極め
て均質な組織のウイスカープリフオームを成形す
ることができる。したがつて、各種の高性能複合
材を目的としたプリフオームを常に量産性よく製
造することが保障される。
れていたプリフオーム組織内の残留応力に伴なう
不都合な現象が一掃されるうえ、全体として極め
て均質な組織のウイスカープリフオームを成形す
ることができる。したがつて、各種の高性能複合
材を目的としたプリフオームを常に量産性よく製
造することが保障される。
Claims (1)
- １ 乾燥したウイスカーを十分に解繊してモール
ドに入れ、所定の繊維体積率（Vf）になるよう
に圧縮成形したのち、圧縮状態にある成形体に水
または有機溶媒を浸透して全体を湿潤させ、形成
された湿潤成形体を乾燥処理することを特徴とす
るウイスカープリフオームの成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27332885A JPS62132753A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | ウイスカ−プリフオ−ムの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27332885A JPS62132753A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | ウイスカ−プリフオ−ムの成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62132753A JPS62132753A (ja) | 1987-06-16 |
| JPH0415188B1 true JPH0415188B1 (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=17526349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27332885A Pending JPS62132753A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | ウイスカ−プリフオ−ムの成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62132753A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011219359A (ja) * | 2011-06-14 | 2011-11-04 | Teijin Ltd | セラミックス多孔体の製造方法 |
-
1985
- 1985-12-06 JP JP27332885A patent/JPS62132753A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62132753A (ja) | 1987-06-16 |
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