JPH0568530B2 - - Google Patents
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- JPH0568530B2 JPH0568530B2 JP7596884A JP7596884A JPH0568530B2 JP H0568530 B2 JPH0568530 B2 JP H0568530B2 JP 7596884 A JP7596884 A JP 7596884A JP 7596884 A JP7596884 A JP 7596884A JP H0568530 B2 JPH0568530 B2 JP H0568530B2
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は繊維強化金属複合体（以下、「FRM」
と略称する）及びその製造方法に関するものであ
る。
と略称する）及びその製造方法に関するものであ
る。
FRMは繊維強化プラスチツクに比べて耐熱性、
比剛性の点で優れ、宇宙、航空産業の分野等にお
いて耐熱材料としての用途が期待されている材料
である。
比剛性の点で優れ、宇宙、航空産業の分野等にお
いて耐熱材料としての用途が期待されている材料
である。
〔従来の技術〕
FRMの開発の歴史は30年ほどになり、Al系
FRMの研究が最も多く行われている。製造方法
としては、繊維をAl箔の間に並べてロールを通
したのち高温炉で処理するか或いは繊維とAl箔
をサンドイツチしたシートをホツトロール中に通
して接合する、所謂拡散接合法、一定方向に配列
させた繊維束の層に溶融Alを浸透させたり或い
は繊維を溶融Al中に通してAlを被覆した状態で
連続的に取り出す、所謂溶融浸透法等の方法が知
られている。
FRMの研究が最も多く行われている。製造方法
としては、繊維をAl箔の間に並べてロールを通
したのち高温炉で処理するか或いは繊維とAl箔
をサンドイツチしたシートをホツトロール中に通
して接合する、所謂拡散接合法、一定方向に配列
させた繊維束の層に溶融Alを浸透させたり或い
は繊維を溶融Al中に通してAlを被覆した状態で
連続的に取り出す、所謂溶融浸透法等の方法が知
られている。
従来の拡散接合法や溶融浸透法で得られる
FRMは、その成形過程が金属の融点前後の高温
処理を含むため、繊維と金属マトリツクス界面の
脆い反応層、所謂界面反応層が相当量形成される
のを避け難い。従つて、得られたFRMは該界面
反応層の存在のために、期待される繊維強化を達
成し得ない問題がある。
FRMは、その成形過程が金属の融点前後の高温
処理を含むため、繊維と金属マトリツクス界面の
脆い反応層、所謂界面反応層が相当量形成される
のを避け難い。従つて、得られたFRMは該界面
反応層の存在のために、期待される繊維強化を達
成し得ない問題がある。
本発明の技術的課題は、界面反応層を実質的に
含まない優れた強度のFRM及びその製造方法を
提供する点に存する。
含まない優れた強度のFRM及びその製造方法を
提供する点に存する。
上記の技術的課題を解決するための本発明の技
術的手段は、新規な複合体構造のFRM及びその
製造方法を提供する点にある。
術的手段は、新規な複合体構造のFRM及びその
製造方法を提供する点にある。
すなわち、本発明の要旨は、(1)高融点の金属又
は合金と一定方向に配列された炭化ケイ素繊維と
の複合体より成り、且つ、該炭化ケイ素繊維は前
記合金とは異なる合金であつて200〜450℃で超塑
性を示す合金に取り囲まれた構造を構成している
ことを特徴とする繊維強化金属複合体、および、
(2)高融点の金属板又は合金板の上に炭化ケイ素繊
維を一定方向に配列させた後、該炭化ケイ素繊維
上に、前記高融点合金とは異なる合金であつて
200〜450℃で超塑性を示す合金の粉末を均一に散
布し、次いで、この上に、高融点の金属板又は合
金板を載置した後、80〜300℃で圧着圧延処理す
ることを特徴とする繊維強化金属複合体の製造方
法、に存する。
は合金と一定方向に配列された炭化ケイ素繊維と
の複合体より成り、且つ、該炭化ケイ素繊維は前
記合金とは異なる合金であつて200〜450℃で超塑
性を示す合金に取り囲まれた構造を構成している
ことを特徴とする繊維強化金属複合体、および、
(2)高融点の金属板又は合金板の上に炭化ケイ素繊
維を一定方向に配列させた後、該炭化ケイ素繊維
上に、前記高融点合金とは異なる合金であつて
200〜450℃で超塑性を示す合金の粉末を均一に散
布し、次いで、この上に、高融点の金属板又は合
金板を載置した後、80〜300℃で圧着圧延処理す
ることを特徴とする繊維強化金属複合体の製造方
法、に存する。
以下、本発明につき詳細に説明する。
高融点の金属又は合金としては、通常、500℃
以上の融点のものが用いられ、具体的には、アル
ミニウム、チタン、マグネシウム、アルミニウム
−マグネシウム−ケイ素系合金、アルミニウム−
亜鉛系合金、チタン−バナジウム−アルミニウム
系合金、マグネシウム−アルミニウム系合金等が
挙げられる。
以上の融点のものが用いられ、具体的には、アル
ミニウム、チタン、マグネシウム、アルミニウム
−マグネシウム−ケイ素系合金、アルミニウム−
亜鉛系合金、チタン−バナジウム−アルミニウム
系合金、マグネシウム−アルミニウム系合金等が
挙げられる。
炭化ケイ素繊維としては、特に制限はないが、
通常５〜100μｍ直径のものが用いられる。また、
短繊維のものも使用し得るが通常は２ｍ／ｍ以上
の長繊維が用いられる。
通常５〜100μｍ直径のものが用いられる。また、
短繊維のものも使用し得るが通常は２ｍ／ｍ以上
の長繊維が用いられる。
200〜450℃で超塑性を示す合金としては、78％
zn−22％Al、60％Zn−40％Al、Zn−0.1％Ni−
0.04％Mg、Al−17％Cu、Al−33％Cu、Al−12
％Si、Al−13％Mg2Si等が挙げられる。
zn−22％Al、60％Zn−40％Al、Zn−0.1％Ni−
0.04％Mg、Al−17％Cu、Al−33％Cu、Al−12
％Si、Al−13％Mg2Si等が挙げられる。
本発明の繊維強化金属複合体は、高融点の金属
又は合金と炭化ケイ素繊維と超塑性合金との複合
体より成る。炭化ケイ素繊維は一定方向に配列さ
れ、又、その実質的に全表面が超塑性合金に取り
囲まれた構造を構成している。各成分の割合は広
い範囲から選択することができ、炭化ケイ素繊維
の割合が多いほど、従つてまた超塑性合金の多い
ほど複合体の強度は増加する。一般的には、各成
分の割合は、高融点の金属又は合金100容量部に
対し、炭化ケイ素繊維２〜50容量部、超塑性合金
１〜10容量部の範囲から選ばれる。
又は合金と炭化ケイ素繊維と超塑性合金との複合
体より成る。炭化ケイ素繊維は一定方向に配列さ
れ、又、その実質的に全表面が超塑性合金に取り
囲まれた構造を構成している。各成分の割合は広
い範囲から選択することができ、炭化ケイ素繊維
の割合が多いほど、従つてまた超塑性合金の多い
ほど複合体の強度は増加する。一般的には、各成
分の割合は、高融点の金属又は合金100容量部に
対し、炭化ケイ素繊維２〜50容量部、超塑性合金
１〜10容量部の範囲から選ばれる。
本発明の製造方法では、先ず、高融点の金属板
又は合金板（以下、単に「金属板」と略称する）
上に炭化ケイ素繊維を一定方向に配列させる。金
属板としては前記したものが用いられ、その厚み
は特に制限されないが、通常は0.1〜0.5ｍ／ｍの
ものが用いられる。金属板はその接着面を粗面
化、脱脂処理したものが好ましい。粗面化処理
は、従来公知の方法に従つて、バフ法、ブラシ
法、ブラスト法等の物理的粗面化法、アルカリ
法、硫酸−クロム酸法、塩酸−硝酸法等の化学的
粗面法によつて行うことができ、表面粗さ（Ra）
は通常数〜数十μｍとする。脱脂処理は、弱アル
カリ性の界面活性剤等の公知の脱脂剤を用いて行
なわれる。炭化ケイ素繊維としては、前記したも
のが用いられるが、一般的には100〜500フライメ
ントの束として用いられる。フイラメントの配列
の仕方は、金属板の全表面に密配列させても、適
当間隔を設けて粗配列させてもよい。
又は合金板（以下、単に「金属板」と略称する）
上に炭化ケイ素繊維を一定方向に配列させる。金
属板としては前記したものが用いられ、その厚み
は特に制限されないが、通常は0.1〜0.5ｍ／ｍの
ものが用いられる。金属板はその接着面を粗面
化、脱脂処理したものが好ましい。粗面化処理
は、従来公知の方法に従つて、バフ法、ブラシ
法、ブラスト法等の物理的粗面化法、アルカリ
法、硫酸−クロム酸法、塩酸−硝酸法等の化学的
粗面法によつて行うことができ、表面粗さ（Ra）
は通常数〜数十μｍとする。脱脂処理は、弱アル
カリ性の界面活性剤等の公知の脱脂剤を用いて行
なわれる。炭化ケイ素繊維としては、前記したも
のが用いられるが、一般的には100〜500フライメ
ントの束として用いられる。フイラメントの配列
の仕方は、金属板の全表面に密配列させても、適
当間隔を設けて粗配列させてもよい。
本発明の製造方法では、炭化ケイ素繊維の上
に、高融点合金とは異なる合金であつて、200〜
450℃で超塑性を示す合金の粉末を均一に散布す
る。かかる超塑性合金としては前記したものの粉
末が用いられ、通常は１〜10μｍの粉末が用いら
れる。超塑性合金の粉末は炭化ケイ素繊維の全表
面に均一に散布することが望ましい。散布量は、
炭化ケイ素繊維の配列の仕方によつても異なる
が、全面密配列の場合には、通常、金属板の単位
面積（cm2）当り0.01〜0.5ｇの範囲とされる。
に、高融点合金とは異なる合金であつて、200〜
450℃で超塑性を示す合金の粉末を均一に散布す
る。かかる超塑性合金としては前記したものの粉
末が用いられ、通常は１〜10μｍの粉末が用いら
れる。超塑性合金の粉末は炭化ケイ素繊維の全表
面に均一に散布することが望ましい。散布量は、
炭化ケイ素繊維の配列の仕方によつても異なる
が、全面密配列の場合には、通常、金属板の単位
面積（cm2）当り0.01〜0.5ｇの範囲とされる。
本発明の製造方法では、更に、この上に、金属
板を載置した後、80〜300℃で圧着圧延処理され
る。圧着圧延処理は、通常、圧延ロールを用い圧
延率が10〜30％となるように行われる。しかし
て、かかる圧着圧延処理に先立ち、200〜450℃、
0.5〜２Kg／cm2で５〜60分間の予備圧着処理をす
るのが好ましい。予備圧着処理は加熱プレスを用
い、好ましくは真空条件下で実施するのがよい。
板を載置した後、80〜300℃で圧着圧延処理され
る。圧着圧延処理は、通常、圧延ロールを用い圧
延率が10〜30％となるように行われる。しかし
て、かかる圧着圧延処理に先立ち、200〜450℃、
0.5〜２Kg／cm2で５〜60分間の予備圧着処理をす
るのが好ましい。予備圧着処理は加熱プレスを用
い、好ましくは真空条件下で実施するのがよい。
本発明の繊維強化金属複合体においては、炭化
ケイ素繊維は、高融点の金属又は合金と複合体を
構成し、複合体の強度を増加するように作用す
る。また、超塑性金属は炭化ケイ素繊維を取り囲
む構造を構成し、且つ、繊維と高融点金属又は合
金との間で濡れ性良好な結合剤として作用する。
ケイ素繊維は、高融点の金属又は合金と複合体を
構成し、複合体の強度を増加するように作用す
る。また、超塑性金属は炭化ケイ素繊維を取り囲
む構造を構成し、且つ、繊維と高融点金属又は合
金との間で濡れ性良好な結合剤として作用する。
本発明の繊維強化金属複合体の製造方法におい
ては、80〜300℃の圧着圧延処理は、超塑性金属
を低圧拡散させるように作用し、拡散された超塑
性金属は繊維を取り囲む構造を構成し、且つ、繊
維と高融点金属板又は合金板との結合剤として作
用する。
ては、80〜300℃の圧着圧延処理は、超塑性金属
を低圧拡散させるように作用し、拡散された超塑
性金属は繊維を取り囲む構造を構成し、且つ、繊
維と高融点金属板又は合金板との結合剤として作
用する。
以下、本発明を実施例によつて更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の
実施例によつて制限されるものではない。
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の
実施例によつて制限されるものではない。
加熱プレスの基盤上に、Al−1100板（0.4ｍ／
ｍ、100×150ｍ／ｍ、ブラシ法で粗面化し脱脂処
理したもの）を置き、この上に炭化ケイ素繊維
（平均直径13μｍ、長さ150ｍ／ｍ、平均引張強さ
280Kg／mm2、平均引張弾性率11800Kg／mm2）の束
（約400フイラメント）を10ｍ／ｍ等間隔で９束配
置した。この上に、超塑性合金粉末（78％Zn−
22％Al、平均粒径約4μｍ）を0.1ｇ／cm2の割合で
均一に散布し、Al−1100板を載置してサンドイ
ツチ体とした。
ｍ、100×150ｍ／ｍ、ブラシ法で粗面化し脱脂処
理したもの）を置き、この上に炭化ケイ素繊維
（平均直径13μｍ、長さ150ｍ／ｍ、平均引張強さ
280Kg／mm2、平均引張弾性率11800Kg／mm2）の束
（約400フイラメント）を10ｍ／ｍ等間隔で９束配
置した。この上に、超塑性合金粉末（78％Zn−
22％Al、平均粒径約4μｍ）を0.1ｇ／cm2の割合で
均一に散布し、Al−1100板を載置してサンドイ
ツチ体とした。
上記のサンドイツチ体を加熱プレスを用い、
280℃、1.3Kg／mm2、５×10-3torrで15分間予備圧
着処理したのち、圧延ロールを用い、85℃で圧延
した。尚、圧延率は15％とした。
280℃、1.3Kg／mm2、５×10-3torrで15分間予備圧
着処理したのち、圧延ロールを用い、85℃で圧延
した。尚、圧延率は15％とした。
こうして得られた本発明のFRMについて、260
℃で高温引張強度を測定したところ、5.2Kg／mm2
であつた。尚、同温度におけるAl−1100板の高
温引張強度は3.2Kg／mm2であつた。
℃で高温引張強度を測定したところ、5.2Kg／mm2
であつた。尚、同温度におけるAl−1100板の高
温引張強度は3.2Kg／mm2であつた。
また、本発明のFRMについて各部分の組織を
顕微鏡で観察したところ、実質的に界面反応相は
見られなかつた。
顕微鏡で観察したところ、実質的に界面反応相は
見られなかつた。
本発明の繊維強化金属複合体は、界面反応層を
実質的に形成していないので、優れた強度を示
す。
実質的に形成していないので、優れた強度を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高融点の金属又は合金と一定方向に配列され
た炭化ケイ素繊維との複合体より成り、且つ、該
炭化ケイ素繊維は前記高融点合金とは異なる合金
であつて200〜450℃で超塑性を示す合金に取り囲
まれた構造を構成していることを特徴とする繊維
強化金属複合体。 ２ 高融点の金属板又は合金板の上に炭化ケイ素
繊維を一定方向に配列させた後、該炭化ケイ素繊
維上に、前記高融点合金とは異なる合金であつて
200〜450℃で超塑性を示す合金の粉末を均一に散
布し、次いで、この上に、高融点の金属板又は合
金板を載置した後、80〜300℃で圧着圧延処理す
ることを特徴とする繊維強化金属複合体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7596884A JPS60221548A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 繊維強化金属複合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7596884A JPS60221548A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 繊維強化金属複合体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221548A JPS60221548A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0568530B2 true JPH0568530B2 (ja) | 1993-09-29 |
Family
ID=13591533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7596884A Granted JPS60221548A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 繊維強化金属複合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221548A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9622483B2 (en) | 2014-02-19 | 2017-04-18 | Corning Incorporated | Antimicrobial glass compositions, glasses and polymeric articles incorporating the same |
| US11039620B2 (en) | 2014-02-19 | 2021-06-22 | Corning Incorporated | Antimicrobial glass compositions, glasses and polymeric articles incorporating the same |
| US11039621B2 (en) | 2014-02-19 | 2021-06-22 | Corning Incorporated | Antimicrobial glass compositions, glasses and polymeric articles incorporating the same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63238239A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | Agency Of Ind Science & Technol | Ｚｎ−２２Ａ１超塑性材料−チタン酸カリウム複合材料及びその成形方法 |
| JPS63237946A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | 工業技術院長 | 超塑性複合材料及びその成形方法 |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP7596884A patent/JPS60221548A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60221548A (ja) | 1985-11-06 |
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