JPH05222469A - 繊維強化金属複合材料の製造方法並びにその新規予備成形物 - Google Patents
繊維強化金属複合材料の製造方法並びにその新規予備成形物Info
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- JPH05222469A JPH05222469A JP4312693A JP31269392A JPH05222469A JP H05222469 A JPH05222469 A JP H05222469A JP 4312693 A JP4312693 A JP 4312693A JP 31269392 A JP31269392 A JP 31269392A JP H05222469 A JPH05222469 A JP H05222469A
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- 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
- C22C47/062—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 from wires or filaments only
- C22C47/068—Aligning wires
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- 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
- C22C47/20—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by subjecting to pressure and heat an assembly comprising at least one metal layer or sheet and one layer of fibres or filaments
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】金属中に埋封された繊維からなる繊維強化金属
複合材料を製造する方法を提供する。 【構成】少なくとも二層の金属箔の間に一層の整列繊維
を持つ物体を形成し、前記層を圧縮することからなる方
法であつて、整列繊維の層が単一繊維の間に挿入された
金属粒子からなり、金属粒子は金属箔と適合しうるもの
であることを特徴とする。また、繊維強化金属複合材料
のための予備成形物樹脂、即ち整列繊維の層からなり、
その層が隣接繊維の間に挿入された粒子を有し、層と粒
子が共に樹脂と結合している予備成形物も特許請求され
る。
複合材料を製造する方法を提供する。 【構成】少なくとも二層の金属箔の間に一層の整列繊維
を持つ物体を形成し、前記層を圧縮することからなる方
法であつて、整列繊維の層が単一繊維の間に挿入された
金属粒子からなり、金属粒子は金属箔と適合しうるもの
であることを特徴とする。また、繊維強化金属複合材料
のための予備成形物樹脂、即ち整列繊維の層からなり、
その層が隣接繊維の間に挿入された粒子を有し、層と粒
子が共に樹脂と結合している予備成形物も特許請求され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化複合材料の製造
方法並びにそれらの新規予備成形物に関する。
方法並びにそれらの新規予備成形物に関する。
【０００２】
【従来の技術】複合材料とは共通基材中の繊維よりなる
材料である。複合材料の機械的性質は、複合材料物体中
での繊維の整列を含む多くの因子に左右される。
材料である。複合材料の機械的性質は、複合材料物体中
での繊維の整列を含む多くの因子に左右される。
【０００３】複合材料は、金属の層の間に繊維の層を挿
入し、その結果得られる物体を圧縮ことによって製造す
ることができる。その繊維の層は多くの整列した連続繊
維からなることができる。このような配置では、隣接繊
維が接触または接触しそうである場合、最終複合材料物
体中に欠陥が生じることが分っている。それ故、繊維／
繊維の接触が最小に保たれる繊維強化金属複合材料を製
造する方法を有することは極めて有利である。
入し、その結果得られる物体を圧縮ことによって製造す
ることができる。その繊維の層は多くの整列した連続繊
維からなることができる。このような配置では、隣接繊
維が接触または接触しそうである場合、最終複合材料物
体中に欠陥が生じることが分っている。それ故、繊維／
繊維の接触が最小に保たれる繊維強化金属複合材料を製
造する方法を有することは極めて有利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】繊維強化金属複合材料
を製造する公知の方法は、繊維を配列し、その繊維に結
合材料を噴霧して、積重ね工程中の繊維の移動を防止す
ることを包含する。圧縮に先立って、結合材料は除去し
なければならないが、そうすればこの工程中に繊維の移
動が起こることが知られている。
を製造する公知の方法は、繊維を配列し、その繊維に結
合材料を噴霧して、積重ね工程中の繊維の移動を防止す
ることを包含する。圧縮に先立って、結合材料は除去し
なければならないが、そうすればこの工程中に繊維の移
動が起こることが知られている。
【０００５】代わりに、繊維を微細金属ワイヤまたはリ
ボンと織り合わせてマット様構造を形成することによっ
て、繊維を結合させることができる。次いでこの繊維を
金属の層の間に入れる。この特殊な方法では繊維を損傷
する結果となり、その結果得られる分布および容量分率
は所望以下のものとなることが多い。
ボンと織り合わせてマット様構造を形成することによっ
て、繊維を結合させることができる。次いでこの繊維を
金属の層の間に入れる。この特殊な方法では繊維を損傷
する結果となり、その結果得られる分布および容量分率
は所望以下のものとなることが多い。
【０００６】また、基材金属を整列繊維のベッドにプラ
ズマスプレーする方法も知られている。この方法は英国
特許第Ａ−２２３９２６２号公報で開示されている。こ
の方法が遭遇する問題点には、基材汚染、適切な基材の
入手が制限されていること、および高い資本投資の必要
性が含まれる。
ズマスプレーする方法も知られている。この方法は英国
特許第Ａ−２２３９２６２号公報で開示されている。こ
の方法が遭遇する問題点には、基材汚染、適切な基材の
入手が制限されていること、および高い資本投資の必要
性が含まれる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】出願人は今回、単一繊維
の間に金属粒子を挿入することによって、工程中の繊維
の移動が制限され、繊維−繊維接触が最小に保たれる繊
維強化金属複合材料を製造する方法を突き止めるに至っ
た。
の間に金属粒子を挿入することによって、工程中の繊維
の移動が制限され、繊維−繊維接触が最小に保たれる繊
維強化金属複合材料を製造する方法を突き止めるに至っ
た。
【０００８】したがって本発明は、金属中に埋封された
繊維からなる繊維強化金属複合材料を製造する方法であ
って、前記方法は少なくとも二層の金属箔の間に一層の
整列繊維を持つ物体を形成し前記層を圧縮することから
なる方法において、整列繊維の層が単一繊維の間に挿入
された金属粒子からなり、前記金属粒子が金属箔と適合
しうることを特徴とする繊維強化金属複合材料の製造方
法を提供する。
繊維からなる繊維強化金属複合材料を製造する方法であ
って、前記方法は少なくとも二層の金属箔の間に一層の
整列繊維を持つ物体を形成し前記層を圧縮することから
なる方法において、整列繊維の層が単一繊維の間に挿入
された金属粒子からなり、前記金属粒子が金属箔と適合
しうることを特徴とする繊維強化金属複合材料の製造方
法を提供する。
【０００９】本発明は、繊維−繊維の相互作用が実質的
に回避される繊維強化金属複合材料を製造する方法を提
供する。この発明は、繊維が全工程を通じて所望の分布
に保たれ、繊維移動および繊維接触が全工程中制限され
ている点において、従来方法より優れている。
に回避される繊維強化金属複合材料を製造する方法を提
供する。この発明は、繊維が全工程を通じて所望の分布
に保たれ、繊維移動および繊維接触が全工程中制限され
ている点において、従来方法より優れている。
【００１０】金属粒子は金属箔と適合しうるので、圧縮
に際して粒子と箔との間に不連続が殆ど無いかまたは全
く生じない。典型的には、金属粒子および金属箔が同一
金属もしくは合金、例えばチタンもしくはチタン合金で
ある均質相が形成される。
に際して粒子と箔との間に不連続が殆ど無いかまたは全
く生じない。典型的には、金属粒子および金属箔が同一
金属もしくは合金、例えばチタンもしくはチタン合金で
ある均質相が形成される。
【００１１】金属箔の層はどの適切な厚みを持つものと
することができる。適切には、その層は繊維の層と同様
な厚みである。適切には、金属箔の層は５０−２００ミ
クロン厚み、好適には７５−１５０ミクロン厚みであ
る。金属は適切には、チタン、アルミニウムもしくはチ
タンアルミニド、またはそれらの合金とすることができ
る。好適には、金属はチタンの合金、例えばチタン／ア
ルミニウム／バナジウムである。
することができる。適切には、その層は繊維の層と同様
な厚みである。適切には、金属箔の層は５０−２００ミ
クロン厚み、好適には７５−１５０ミクロン厚みであ
る。金属は適切には、チタン、アルミニウムもしくはチ
タンアルミニド、またはそれらの合金とすることができ
る。好適には、金属はチタンの合金、例えばチタン／ア
ルミニウム／バナジウムである。
【００１２】本発明の方法に使用する繊維は適切にはセ
ラミック繊維である。適切には炭素、ホウ素、アルミ
ナ、炭化ホウ素または炭化ケイ素繊維がこの方法で使用
することができる。この種の繊維は公知であり、その製
造は米国特許第４１２７６５９号公報および米国特許第
３６２２３６９号公報を含む多くの出版物に記載されて
いる。
ラミック繊維である。適切には炭素、ホウ素、アルミ
ナ、炭化ホウ素または炭化ケイ素繊維がこの方法で使用
することができる。この種の繊維は公知であり、その製
造は米国特許第４１２７６５９号公報および米国特許第
３６２２３６９号公報を含む多くの出版物に記載されて
いる。
【００１３】繊維は適切には、５０−２５０ミクロン、
好適には７５−１７５ミクロンの直径を有する。適切に
は、複合材料の繊維含量は複合材料の２０−６０容量
％、好適には３０−５０容量％とすることができる。
好適には７５−１７５ミクロンの直径を有する。適切に
は、複合材料の繊維含量は複合材料の２０−６０容量
％、好適には３０−５０容量％とすることができる。
【００１４】複合材料を形成する全構成成分のうち、粒
子の容量分率が低いのが好適である。適切には、粒子
は、最終複合材料を製造するのに使用する全粒子、箔お
よび繊維の０．１−５重量％、好適には０．５−４．０
重量％、特別には１−３．０重量％で存在する。適切に
は、粒子は、層中の繊維の０．５−２０重量％、好適に
は２−１０重量％である。
子の容量分率が低いのが好適である。適切には、粒子
は、最終複合材料を製造するのに使用する全粒子、箔お
よび繊維の０．１−５重量％、好適には０．５−４．０
重量％、特別には１−３．０重量％で存在する。適切に
は、粒子は、層中の繊維の０．５−２０重量％、好適に
は２−１０重量％である。
【００１５】層中の繊維は適切には、実質的に平行な配
置で整列する。このことは、物体の製造中に、隣接繊維
が離れるように例えば螺旋状に繊維をドラムの周りに巻
き付けることによつて達成することができる。単一層の
繊維が得られる。この繊維は、ドラムの周りに取付けた
剥離紙に貼付けることができる。二つの隣接繊維の間の
距離は複合材料中の繊維の大きさおよび繊維含量に左右
されることは勿論理解されよう。適切には、二つの隣接
繊維の間の距離は５−２００ミクロン、好適には２０−
１５０ミクロン、特別には５０−１００ミクロンとする
ことができる。
置で整列する。このことは、物体の製造中に、隣接繊維
が離れるように例えば螺旋状に繊維をドラムの周りに巻
き付けることによつて達成することができる。単一層の
繊維が得られる。この繊維は、ドラムの周りに取付けた
剥離紙に貼付けることができる。二つの隣接繊維の間の
距離は複合材料中の繊維の大きさおよび繊維含量に左右
されることは勿論理解されよう。適切には、二つの隣接
繊維の間の距離は５−２００ミクロン、好適には２０−
１５０ミクロン、特別には５０−１００ミクロンとする
ことができる。
【００１６】粒子はどの形状とすることもでき、規則的
なものまたは不規則なものとすることができる。粒子は
二つの隣接繊維の間の空隙内に収容される。粒子直径は
二つの隣接繊維の間の距離と同一または未満であるのが
好適である。粒子は規則的または不規則な形状とするこ
とができる。物体の製造中、隣接繊維は金属粒子および
後述する結合剤の存在のため、繊維層中で接触すること
が防止される。結合剤を除去した後で圧縮の前に得られ
る複合材料中の繊維−繊維の接触は金属粒子の存在のた
めに防止される。繊維の層中に粒子が均質に分布するこ
とは好適であるが、必須のことではない。
なものまたは不規則なものとすることができる。粒子は
二つの隣接繊維の間の空隙内に収容される。粒子直径は
二つの隣接繊維の間の距離と同一または未満であるのが
好適である。粒子は規則的または不規則な形状とするこ
とができる。物体の製造中、隣接繊維は金属粒子および
後述する結合剤の存在のため、繊維層中で接触すること
が防止される。結合剤を除去した後で圧縮の前に得られ
る複合材料中の繊維−繊維の接触は金属粒子の存在のた
めに防止される。繊維の層中に粒子が均質に分布するこ
とは好適であるが、必須のことではない。
【００１７】金属粒子が金属箔と適合しうることは本発
明の方法にとって必須である。圧縮の結果として、粒子
と箔との間に不連続が殆どないかまたは全く無いことは
好適である。適切には、金属粒子はチタン、アルミニウ
ム、チタンアルミニドまたはそれらの合金である。好適
には、金属粒子はチタン合金粒子である。
明の方法にとって必須である。圧縮の結果として、粒子
と箔との間に不連続が殆どないかまたは全く無いことは
好適である。適切には、金属粒子はチタン、アルミニウ
ム、チタンアルミニドまたはそれらの合金である。好適
には、金属粒子はチタン合金粒子である。
【００１８】金属粒子は、どの適切な方法を使用しても
単一繊維の間に挿入することができる。適切には、整列
繊維例えばドラム上に取付けられた整列繊維に、金属粒
子を含有する結合剤を噴霧することができる。適切な樹
脂結合剤の実例はアルキル（アルカ）アクリラートエス
テルポリマーである。式中、アルキル基は炭素原子１−
１０個を有し例えばブチル、イソブチル、アミル、ヘキ
シルまたはオクチルであり、（アルカ）アクリラートは
アクリラートおよびアルキル置換アクリラートを表し、
特別にはアルキル基は炭素原子１−４個を有し例えばメ
チルである。樹脂は通常は有機溶媒例えばアルコール、
ケトンまたはエステルに溶解する。繊維はこの方法で何
回も処理することができる。適切には、繊維は少なくと
も二回噴霧される。粒子を噴霧によって塗布するのが望
ましい場合は、結合剤は適切には１０−３０重量％の粉
末粒子と９０−７０％の樹脂を含有することができる。
単一繊維の間に挿入することができる。適切には、整列
繊維例えばドラム上に取付けられた整列繊維に、金属粒
子を含有する結合剤を噴霧することができる。適切な樹
脂結合剤の実例はアルキル（アルカ）アクリラートエス
テルポリマーである。式中、アルキル基は炭素原子１−
１０個を有し例えばブチル、イソブチル、アミル、ヘキ
シルまたはオクチルであり、（アルカ）アクリラートは
アクリラートおよびアルキル置換アクリラートを表し、
特別にはアルキル基は炭素原子１−４個を有し例えばメ
チルである。樹脂は通常は有機溶媒例えばアルコール、
ケトンまたはエステルに溶解する。繊維はこの方法で何
回も処理することができる。適切には、繊維は少なくと
も二回噴霧される。粒子を噴霧によって塗布するのが望
ましい場合は、結合剤は適切には１０−３０重量％の粉
末粒子と９０−７０％の樹脂を含有することができる。
【００１９】溶媒は例えば室温または加熱によって蒸発
されて、樹脂含浸物体が得られる。繊維、それらの間に
挿入された粒子、および樹脂との結合体は次いで、例え
ば物体を縦に切断することによってドラムから分離し
て、粒子を持つ樹脂結合繊維のシートを製造することが
できる。このシートは本発明のの他の側面を与える。
されて、樹脂含浸物体が得られる。繊維、それらの間に
挿入された粒子、および樹脂との結合体は次いで、例え
ば物体を縦に切断することによってドラムから分離し
て、粒子を持つ樹脂結合繊維のシートを製造することが
できる。このシートは本発明のの他の側面を与える。
【００２０】本発明によれば、繊維強化金属複合材料の
ための予備成形物おいて、樹脂および整列繊維の層から
なり、前記層は隣接繊維の間に挿入された金属粒子を有
し、かつ前記層および粒子が前記樹脂と結合しているこ
とを特徴とする予備成形物体である物体も提供する。予
備成形物は適切には、５−４０％、好適には１５−２５
重量％の樹脂、適切には５０−９０％、好適には７０−
８５重量％の繊維、１−１５％、適切には２−１０重量
％の粒子を含有することができる。
ための予備成形物おいて、樹脂および整列繊維の層から
なり、前記層は隣接繊維の間に挿入された金属粒子を有
し、かつ前記層および粒子が前記樹脂と結合しているこ
とを特徴とする予備成形物体である物体も提供する。予
備成形物は適切には、５−４０％、好適には１５−２５
重量％の樹脂、適切には５０−９０％、好適には７０−
８５重量％の繊維、１−１５％、適切には２−１０重量
％の粒子を含有することができる。
【００２１】適切には、第一表面および第二表面を有す
る予備成形物は、予備成形物の第一表面と箔の一つの層
とを接触させ、次いで予備成形物の第二表面と箔の別の
層とを接触させることによって、金属箔と接触させられ
る。
る予備成形物は、予備成形物の第一表面と箔の一つの層
とを接触させ、次いで予備成形物の第二表面と箔の別の
層とを接触させることによって、金属箔と接触させられ
る。
【００２２】好適な方法では、金属複合材料は、後述す
る予備成形物中のように、金属粒子を含有する繊維の単
一層を金属箔の少なくとも二つの層の間に入れることに
よつて、製造される。有利的には、繊維を含む多くの予
備成形物を、金属箔シートと交互に置いて、表面仕上げ
金属箔シートを持つ多成分構造物を形成する。次いで、
その構造物は圧力下で圧縮され、繊維が実質的に相互に
離れて配列する金属複合材料が製造される。樹脂または
粒子を使用しない圧縮操作自体の詳細は当業者にはよく
知られている。
る予備成形物中のように、金属粒子を含有する繊維の単
一層を金属箔の少なくとも二つの層の間に入れることに
よつて、製造される。有利的には、繊維を含む多くの予
備成形物を、金属箔シートと交互に置いて、表面仕上げ
金属箔シートを持つ多成分構造物を形成する。次いで、
その構造物は圧力下で圧縮され、繊維が実質的に相互に
離れて配列する金属複合材料が製造される。樹脂または
粒子を使用しない圧縮操作自体の詳細は当業者にはよく
知られている。
【００２３】繊維が結合剤／金属粒子組成物で処理され
る場合、圧縮に先立って、結合剤を除去することが好適
である。適切には、これは当業者によく知られた方法に
より実施することができる。適切には、積重ね物体を炉
に入れて、結合材料を例えば３００−６００℃で燃焼さ
せることができる。
る場合、圧縮に先立って、結合剤を除去することが好適
である。適切には、これは当業者によく知られた方法に
より実施することができる。適切には、積重ね物体を炉
に入れて、結合材料を例えば３００−６００℃で燃焼さ
せることができる。
【００２４】圧縮工程はどの適切な方法を使用しても実
施することができる。積重ね物体は適切には、熱等圧的
に例えば８００−１０００℃で５０−２００ＭＰａ圧で
加圧する。
施することができる。積重ね物体は適切には、熱等圧的
に例えば８００−１０００℃で５０−２００ＭＰａ圧で
加圧する。
【００２５】
【実施例】以下、実施例を参考にして本発明をさらに詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２６】結合組成物の製造 ２００ｍｌのメチルエチルケトンをビーカーに入れた。
これに、２５容量％（３７ｇ）のイソブチルメタクリラ
ート樹脂（商標エルバサイト（Ｅｌｖａｃｉｔｅ）２０
４５で販売）を攪拌しながら添加した。次いで、２０ミ
クロンの平均粒径を有するチタン合金粉末（Ｔｉ−６Ａ
ｌ−４Ｖ）（１５ｇ）を攪拌しながらその溶液に添加し
た。
これに、２５容量％（３７ｇ）のイソブチルメタクリラ
ート樹脂（商標エルバサイト（Ｅｌｖａｃｉｔｅ）２０
４５で販売）を攪拌しながら添加した。次いで、２０ミ
クロンの平均粒径を有するチタン合金粉末（Ｔｉ−６Ａ
ｌ−４Ｖ）（１５ｇ）を攪拌しながらその溶液に添加し
た。
【００２７】実施例１ 剥離紙をフィラメント巻付け用ドラムに当て、両面接着
テープで固定した。１００ミクロン径の炭化ケイ素モノ
フィラメントをドラムの周りに約２５ｇの張力下で注意
深く螺旋状に巻き付け、隣接フィラメントから均一に約
０．０４ｍｍ分離している単一フィラメントを持つ巻付
け物体を得た。
テープで固定した。１００ミクロン径の炭化ケイ素モノ
フィラメントをドラムの周りに約２５ｇの張力下で注意
深く螺旋状に巻き付け、隣接フィラメントから均一に約
０．０４ｍｍ分離している単一フィラメントを持つ巻付
け物体を得た。
【００２８】その結果得られた巻付けドラムに、後述す
る手順によって製造される結合組成物を重力供給圧搾空
気ペイントスプレーガンを使用して塗布した。結合組成
物は３回均一な塗布を行って、その結果約１５０ミクロ
ンの厚みを与えた。ドラムは塗布剤を塗布する毎に１５
分間風乾した。
る手順によって製造される結合組成物を重力供給圧搾空
気ペイントスプレーガンを使用して塗布した。結合組成
物は３回均一な塗布を行って、その結果約１５０ミクロ
ンの厚みを与えた。ドラムは塗布剤を塗布する毎に１５
分間風乾した。
【００２９】乾燥の後、ドラム上の塗布物体を縦に切断
して、剥離紙に付着している繊維、粒子、樹脂からなる
予備成形物のシートを得た。そのシートをドラムから取
出し、所要の大きさ（３００×３００ｍｍ）に切断し、
ブラシ掛けして残留物または破片を除去した。剥離紙を
取去って塗布繊維予備成形物を得た。これは１：１７の
粉末対繊維比および４：１：１７の樹脂対粉末対繊維比
を含有した。
して、剥離紙に付着している繊維、粒子、樹脂からなる
予備成形物のシートを得た。そのシートをドラムから取
出し、所要の大きさ（３００×３００ｍｍ）に切断し、
ブラシ掛けして残留物または破片を除去した。剥離紙を
取去って塗布繊維予備成形物を得た。これは１：１７の
粉末対繊維比および４：１：１７の樹脂対粉末対繊維比
を含有した。
【００３０】１００ミクロン厚のチタン合金（Ｔｉ−６
Ａｌ−４Ｖ）箔の同様の大きさのシートを切取り、フッ
化水素酸と硝酸（４％ＨＦ、３０％ＨＮＯ ３、６６％Ｈ
２Ｏ）の標準溶液中に浸漬した。この箔は汚染を避ける
ために端を持って溶液から取出した。
Ａｌ−４Ｖ）箔の同様の大きさのシートを切取り、フッ
化水素酸と硝酸（４％ＨＦ、３０％ＨＮＯ ３、６６％Ｈ
２Ｏ）の標準溶液中に浸漬した。この箔は汚染を避ける
ために端を持って溶液から取出した。
【００３１】複合材料製造の第一工程において、塗布繊
維予備成形物とチタン箔とを金属箔の底面と表面で交互
に積み重ね、その結果得られた生産物を二枚のイットリ
ウム塗装スチール板の間に入れた。この複合材料の成分
重量比は１．７重量％の粉末、６９重量％の箔および２
９．３重量％の繊維であった。
維予備成形物とチタン箔とを金属箔の底面と表面で交互
に積み重ね、その結果得られた生産物を二枚のイットリ
ウム塗装スチール板の間に入れた。この複合材料の成分
重量比は１．７重量％の粉末、６９重量％の箔および２
９．３重量％の繊維であった。
【００３２】この堆積物を次いでスチール缶中に入れ、
蓋を溶着した。缶を回転／拡散ポンプに取付け、炉中に
入れて、約４００℃で１２時間ガス抜きを行った。缶を
炉から取出し、室温まで放冷し、電子ビーム溶接機を使
用して封止した。次いで缶を典型的には９００℃、１０
０ＭＰａで１時間等圧的に加圧した。次いで缶を開き、
複合材料物体を取出し洗浄した。図１はその結果得られ
た複合材料の磨き部分の光学顕微鏡写真を示す。繊維分
布は均一であることが明らかである。
蓋を溶着した。缶を回転／拡散ポンプに取付け、炉中に
入れて、約４００℃で１２時間ガス抜きを行った。缶を
炉から取出し、室温まで放冷し、電子ビーム溶接機を使
用して封止した。次いで缶を典型的には９００℃、１０
０ＭＰａで１時間等圧的に加圧した。次いで缶を開き、
複合材料物体を取出し洗浄した。図１はその結果得られ
た複合材料の磨き部分の光学顕微鏡写真を示す。繊維分
布は均一であることが明らかである。
【００３３】比較例１ 巻付けフィラメントにメチルエチルケトンとイソブチル
メタクリラート樹脂（エルバサイト（Ｅｌｖａｃｉｔ
ｅ）２０４５）からなる組成物を噴霧した以外は、実施
例１の手順を反復した。組成物中にはチタン合金粉末は
存在しなかった。図２はその結果得られた複合材料の顕
微鏡写真を示す。この場合、繊維分布は不規則で不均一
である。
メタクリラート樹脂（エルバサイト（Ｅｌｖａｃｉｔ
ｅ）２０４５）からなる組成物を噴霧した以外は、実施
例１の手順を反復した。組成物中にはチタン合金粉末は
存在しなかった。図２はその結果得られた複合材料の顕
微鏡写真を示す。この場合、繊維分布は不規則で不均一
である。
【図１】実施例１に記載の本発明方法により得られた複
合材料における繊維の分布形状を示す光学顕微鏡写真で
ある。
合材料における繊維の分布形状を示す光学顕微鏡写真で
ある。
【図２】比較例１に記載の方法により得られた複合材料
における繊維の分布形状を示す光学顕微鏡写真である。
における繊維の分布形状を示す光学顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ ガーフィールド ロバートス ン イギリス国、ケイティー１ ２エルエヌ、 キングストン−オン−テムズ、サービトン クレセント、エフィンガム ロッジ ７ 番
Claims (17)
- 【請求項１】 金属中に埋封された繊維からなる繊維強
化金属複合材料を製造する方法であって、前記方法は少
なくとも二層の金属箔の間に一層の整列繊維を持つ物体
を形成し前記層を圧縮することからなる方法において、
整列繊維の層が単一繊維の間に挿入された金属粒子から
なり、前記金属粒子が金属箔と適合しうることを特徴と
する繊維強化金属複合材料の製造方法。 - 【請求項２】 整列繊維の層が箔の層の間に置かれる請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 存在する金属粒子が層中の繊維の０．５
−２０重量％からなる請求項１または請求項２に記載の
方法。 - 【請求項４】 複合材料の繊維含量が複合材料の２０−
６０容量％である請求項１−３のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項５】 繊維がセラミック繊維である請求項１−
４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 繊維が炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭素、
ホウ素またはアルミナ繊維である請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 単一繊維間の距離が５−２００ミクロン
である請求項１−６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 金属箔および金属粒子がチタン、アルミ
ニウム、チタンアルミニドまたはそれらの合金から選択
される請求項１−７のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項９】 金属粒子が隣接繊維の間の距離と同値の
直径または未満の直径を有する請求項１−８のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項１０】 金属粒子が、金属粒子を含有する結合
剤と共に噴霧することによつて単一繊維の間に挿入され
る請求項１−９のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１１】 圧縮が熱等圧プレスを使用して実施さ
れる請求項１−１０のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１２】 繊維強化金属複合材料のための予備成
形物において、樹脂および整列繊維の層からなり、前記
層は隣接繊維の間に挿入された金属粒子を有し、かつ前
記層および粒子が前記樹脂と結合していることを特徴と
する予備成形物。 - 【請求項１３】 繊維の０．５−２０重量％の金属粒子
を含有する請求項１２記載の予備成形物。 - 【請求項１４】 繊維および金属粒子が各々請求項５も
しくは６および請求項８に記載されているようなものと
する請求項１２または請求項１３に記載の予備成形物。 - 【請求項１５】 単一繊維間の距離が５−２００ミクロ
ンである請求項１２−１４のいずれか一項に記載の予備
成形物。 - 【請求項１６】 金属粒子が、隣接繊維の間の距離と同
値の直径または未満の直径を有する請求項１２−１５の
いずれか一項に記載の予備成形物。 - 【請求項１７】 金属粒子が、金属粒子を含有する結合
剤を噴霧することによつて単一繊維の間に挿入される請
求項１２−１６のいずれか一項に記載の予備成形物。
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| GB9122913.8 | 1991-10-29 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222469A true JPH05222469A (ja) | 1993-08-31 |
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|---|---|---|---|
| JP4312693A Pending JPH05222469A (ja) | 1991-10-29 | 1992-10-29 | 繊維強化金属複合材料の製造方法並びにその新規予備成形物 |
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| JP (1) | JPH05222469A (ja) |
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- 1991-10-29 GB GB919122913A patent/GB9122913D0/en active Pending
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