JPH0570866A - 複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性が高く、かつ大きな温度変化が生じた
際にも、熱応力による剥離や破壊が生じない複合材料を
製造する。 【構成】 炭素繊維／炭素複合材料に炭素繊維強化金属
複合材料を接合する。もしくは炭素繊維／炭素複合材料
の表面あるいは表面およびその内層部の一部に炭化物を
形成し、さらに炭素繊維強化金属複合材料を接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合材料の製造法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】炭素／炭素複合材料は、不活性ガス中で
は１，０００℃以上の高温においても高強度、高弾性率
を維持し、かつ熱膨張率が小さい等の性質を有する材料
であり、航空宇宙機器の部品、あるいは炉材等超高温部
材への利用が期待されている。一方、炭素／炭素複合材
料の片面を高温側に配し、裏面に冷却構造体を接合し、
液体水素、液体窒素などの液体により積極的に冷却しよ
うとする試みがなされている。この場合、炭素／炭素複
合材料は気密性が十分でないため、裏面に金属を接合し
て気密性を確保する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素／
炭素複合材料と金属との間には熱膨張係数に大きな差が
あり、例えばこれらをロウ付け等により接合すると、製
造環境下あるいは使用環境下においてその接合界面に大
きな熱応力が発生し、剥離を生じるという問題があり、
実用的ではなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点を解決すべく炭素／炭素複合材料と金属系材料を接合
する方法を鋭意研究した結果、本発明の完成に至った。

【０００５】すなわち本発明は、炭素繊維／炭素複合材
料に炭素繊維強化金属複合材料用プリフォームおよび／
または炭素繊維強化金属複合材料を接合することを特徴
とする複合材料の製造方法および該炭素繊維／炭素複合
材料の表面あるいは表面およびその内層部の一部に炭化
物が形成されていることを特徴とする上記複合材料の製
造方法に関する。

【０００６】以下に、本発明を詳述する。

【０００７】本発明の基材となる炭素／炭素複合材料と
は、炭素繊維と炭素質マトリックス等から構成される材
料をいう。該炭素／炭素複合材料に含まれる炭素繊維の
割合は通常１０〜７０ｖｏｌ％、好ましくは２０〜６０
ｖｏｌ％である。

【０００８】上記炭素／炭素複合材料を構成する炭素繊
維（以下、炭素繊維（Ａ）という）としては、例えばピ
ッチ系、ポリアクリロニトリル系あるいはレーヨン系等
の種々の炭素繊維を用いることができ、特にピッチ系炭
素繊維が、弾性率および耐酸化性が高いため好適であ
る。

【０００９】炭素繊維（Ａ）は、通常連続した炭素繊維
の５００〜２５，０００本程度の繊維束として用いられ
る。さらに例えば一方向積層物、２次元織物あるいはそ
の積層物、３次元織物、マット状成形物、フェルト状成
形物など、炭素繊維を２次元あるいは３次元の成形体と
したものを用いてもよい。また上記炭素／炭素複合材料
を構成する炭素質マトリックスとしては、例えば炭素質
ピッチの炭化により得られるもの、フェノール樹脂やフ
ラン樹脂などの炭化可能な熱硬化性樹脂の炭化により得
られるもの、あるいは炭化水素の気相熱分解により得ら
れるものあるいはこれらの混合物が挙げられ、特に炭素
質ピッチの炭化により得られるものが耐酸化性に優れる
ために好ましい。

【００１０】上記の炭素質ピッチとしては、軟化点通常
１００〜４００℃、好ましくは１５０〜３５０℃を有す
る石炭系あるいは石油系のピッチを用いることができ
る。さらに上記の炭素質ピッチは、光学的に等方性のピ
ッチあるいは異方性のピッチを、単独または混合して使
用でき、特に好ましくは光学的異方性相の含量が通常６
０〜１００ｖｏｌ％，好ましくは８０〜１００ｖｏｌ％
である光学的異方性ピッチを使用できる。

【００１１】本発明の基材となる炭素／炭素複合材料の
製造法は特に限定されず、公知の方法を用いることがで
きる。例えば炭素質ピッチ、フェノール樹脂、フラン樹
脂などのマトリックス原料を、炭素繊維の織物あるいは
成形物などに含浸した後、常圧下、加圧下あるいはプレ
ス下で炭化する方法等が挙げられる。該含浸は、マトリ
ックス原料を真空下で加熱、溶融することにより達成さ
れる。

【００１２】常圧下の炭化は、アルゴン、窒素、ヘリウ
ムなどの不活性ガス雰囲気下で通常４００〜３，０００
℃、好ましくは４５０〜２，５００℃に加熱することで
実施できる。また、加圧下の炭化は、不活性ガスにより
通常５０〜１０，０００ｋｇ／ｃｍ^２、好ましくは２０
０〜２，０００ｋｇ／ｃｍ^２に等方加圧し、通常４００
〜３，０００℃、好ましくは４５０〜２，０００℃に加
熱することで実施できる。また、プレス下の炭化は、ホ
ットプレスなどにより通常１０〜５００ｋｇ／ｃｍ^２程
度の一軸加圧下、通常４００〜３，０００℃、好ましく
は４５０〜２，０００℃に加熱して実施することができ
る。さらにまたＨＩＰ（熱間静水圧加圧）装置を用いて
炭化を行うこともできる。このときの加圧熱処理は、不
活性ガスにより通常５０〜１０，０００ｋｇ／ｃｍ^２、
好ましくは２００〜２，０００ｋｇ／ｃｍ^２に加圧し、
通常４００〜３，０００℃、好ましくは４５０〜２，０
００℃に加熱することにより行われる。炭化の後に、好
ましくは常圧下の炭化あるいは黒鉛化を行うことができ
る。該炭化あるいは黒鉛化は不活性雰囲気下で、５００
〜３，０００℃、好ましくは１，０００〜２，７００℃
に加熱して実施することができる。

【００１３】炭素／炭素複合材料の他の製造法の例とし
ては、炭素繊維構造物もしくは他の方法で得られた多孔
質炭素／炭素複合材料の空隙部に、気相分解により炭素
を沈積充填する操作としてＣＶＩ（ＣＨＥＭＩＣＡＬ
ＶＡＰＯＲ ＩＮＦＩＬＴＲＡＴＩＯＮ）が挙げられ
る。ＣＶＩにより炭素を沈積する場合、炭素を得るため
の熱分解ガスとしては炭化水素、好ましくはＣ１〜Ｃ６
の炭化水素、具体的には、メタン、天然ガス、プロパ
ン、ベンゼン等が用いられる。反応条件は、温度が通常
９００〜１，５００℃、好ましくは１，０００〜１，４
００℃、圧力が通常０．１〜７６０Ｔｏｒｒ、好ましく
は１〜５００Ｔｏｒｒである。

【００１４】本発明に使用する炭素繊維／炭素複合材料
として、特に好ましくは３０〜６００℃における平均熱
膨張係数が−１．０〜２．０×１０^−６（１／℃）、好
ましくは−０．５×１０^−６〜１．６×１０^−６（１／
℃）、最も好ましくは熱膨張率が実質的に０であること
が望ましい。

【００１５】本発明においては、上記の炭素繊維／炭素
複合材料に後述の炭素繊維強化金属複合材料用のプリフ
ォーム（以下「プリフォーム」という。）および／また
は炭素繊維強化金属複合材料を接合する。接合の方法と
しては炭素繊維／炭素複合材料に対し、炭素繊維強化金
属複合材料を接合する方法、炭素繊維／炭素複合材料に
プリフォームを接合する方法、炭素繊維強化金属複合材
料にプリフォームと炭素繊維強化金属複合材料を接合す
る方法、および炭素繊維／炭素複合材料に炭素繊維を配
し、該炭素繊維部分を炭素繊維強化金属複合材料にする
ことにより炭素繊維／炭素複合材料と炭素繊維強化金属
複合材料を接合する方法が挙げられる。

【００１６】本発明でいう炭素繊維強化金属複合材料と
は、具体的には例えばアルミニウム、銅、ニッケル、チ
タン、マグネシウムあるいはこれらの合金等を金属マト
リックスとし、炭素繊維を強化繊維とした複合材料であ
る。

【００１７】炭素繊維強化金属複合材料を構成する炭素
繊維（Ｂ）としては、ピッチ系、ＰＡＮ系、レーヨン系
のいずれもが使用可能であるが、中でもピッチ系、特に
石油ピッチ系炭素繊維が好ましい。

【００１８】炭素繊維（Ｂ）は引張弾性率が３０×１０
^３ｋｇｆ／ｍｍ^２以上、好ましくは４０×１０^３ｋｇｆ
／ｍｍ^２以上、最も好ましくは５０×１０^３ｋｇｆ／ｍ
ｍ^２以上である。

【００１９】炭素繊維（Ｂ）の引張弾性率が３０×１０
^３ｋｇｆ／ｍｍ^２に満たない場合には、マトリックス金
属との反応が多くなる場合があり、炭素繊維強化金属複
合材料の強度が低下するために好ましくない。

【００２０】炭素繊維（Ｂ）は、通常連続した炭素繊維
の５００〜２５，０００本程度の繊維束として用いられ
る。さらに例えば一方向積層物、２次元織物あるいはそ
の積層物、マット状成形物、フェルト状成形物など、炭
素繊維を２次元成形体としたものを用いることができ
る。場合により炭素繊維を３次元成形体としたものを用
いてもよい。

【００２１】該炭素繊維（Ｂ）の成形体は面内の各方向
あるいは全方向に対して等方的であることが望ましく、
また前記熱膨張係数範囲を満足させるために繊維配向を
制御することが望ましい。

【００２２】炭素繊維（Ｂ）の成形体と前記金属マトリ
ックスから炭素繊維強化金属複合材料を製造する方法
は、特に制限されず、一旦プリフォームを製造する方
法、もしくは直接炭素繊維強化金属複合材料を製造する
方法、さらには炭素繊維／炭素複合材料の表面に炭素繊
維（Ｂ）を配し、これを炭素繊維強化金属複合材料にす
る方法等を用いることができる。

【００２３】プリフォームを製造するには、例えば炭素
繊維（Ｂ）の成形体の片面もしくは両面にマトリックス
金属の金属箔あるいは金属粉末を配し、両者をホットプ
レス等の一軸加圧あるいは熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）等
の等方加圧する方法、炭素繊維（Ｂ）の成形体の片面も
しくは両面に、スラリー法、イオンプレーティング法、
プラズマスプレー法、金属メッキ法あるいは金属無電解
メッキ法などを用いてマトリックス金属を付着させる方
法などが挙げられる。プリフォームの形状は任意である
が、通常シート状、もしくはテープ状である。

【００２４】ここでプリフォームの製造法の一例とし
て、プラズマスプレー法について述べる。本発明でいう
プラズマスプレーとは、不活性ガス、具体的には例えば
Ａｒ、Ｈｅ、水素、窒素等あるいはこれらの混合ガスの
超高温プラズマジェット中に溶射材料を供給して溶融さ
せ、この溶融物を目的の素材へ吹き付けこれを被覆する
方法である。溶射時条件は特に制限されず、使用する材
料系、特に繊維強化金属複合材料のマトリックスの種類
によって任意に選択できる。例えばプラズマスプレー容
器圧力は通常８０〜７６０Ｔｏｒｒ程度、溶射距離、す
なわち溶射ガンとワークとの距離は通常１００〜８００
ｍｍ、アークガス圧力は通常３５〜７５ｐｓｉｇ、アー
ク電流は通常５００〜９００Ａｍｐである。

【００２５】炭素繊維強化金属複合材料およびプリフォ
ームにおける繊維体積含有率は、通常５〜７０％、好ま
しくは２０〜５０％である。なお、炭素繊維強化金属複
合材料の熱膨張率を、部位により目的に応じて連続的も
しくは段階的に変化させる目的で、繊維体積含有率を部
位により連続的もしくは段階的に変化させることもでき
る。例えば接合部の熱膨張率を０付近とするために、接
合部に近い部分の繊維体積含有率を高くし、軽量化のた
めに接合部から離れるに従って繊維体積含有率を連続的
に低くすることもできる。

【００２６】プリフォームから炭素繊維強化金属複合材
料を製造するには、プリフォームを目的とする積層構成
・形状に積層・成形し、ホットプレス等の一軸加圧ある
いは熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）等の等方加圧すればよ
い。該成形は、プリフォーム単独で行うだけでなく、後
述のとおりプリフォームと炭素繊維／炭素複合材料と密
着させ、接合とプリフォームの成形を一工程で行うこと
もできる。このとき、圧力、温度、時間等の成形時間
は、適宜選択できるが、成形圧力は通常０．１〜１０，
０００ｋｇ／ｃｍ^２、好ましくは１〜２，０００ｋｇ／
ｃｍ^２、成形温度は通常使用するマトリックス金属の融
点よりも２００℃低い温度から融点より２００℃高い温
度までの間、好ましくは使用するマトリックス金属の融
点よりも１００℃低い温度から融点より１００℃高い温
度までの間であることが望ましい。成形時間は特に制限
されず、使用するマトリックス金属の種類、炭素繊維成
形体の炭素繊維密度等の条件により適宜選択できる。

【００２７】本発明に使用するプリフォームおよび／ま
たは炭素繊維強化金属複合材料としては、特に３０〜６
００℃における平均熱膨張係数が０．５×１０^−６〜
２．０×１０^−６（１／℃）、好ましくは０．８×１０
^−６〜０．６×１０^−６（１／℃）である。

【００２８】本発明においては炭素繊維／炭素複合材料
とプリフォームおよび／または炭素繊維強化金属複合材
料を接合する。

【００２９】炭素繊維／炭素複合材料とプリフォームお
よび／または炭素繊維強化金属複合材料を接合する方法
としては、拡散接合が特に好ましく挙げられる。拡散接
合は、例えば炭素繊維／炭素複合材料と炭素繊維強化金
属複合材料両者をホットプレス、ロール成形などの一軸
加圧、もしくはＨＩＰ（熱間静水圧プレス）などの等方
加圧をかけて接合する方法等が使用でき、また炭素繊維
／炭素複合材料にプリフォームを接合する場合には両者
に上記加圧を行い、接合とプリフォームの成形を一工程
で行う方法等が使用できる。炭素繊維／炭素複合材料に
プリフォームと炭素繊維強化金属複合材料を接合する場
合にも同様に接合と成形を一工程で行うことができる。

【００３０】上記接合の際の温度、圧力等の条件は、使
用する材料系、特にプリフォームおよび炭素繊維強化金
属複合材料に使用するマトリックスの種類に応じて任意
に選択される。成形温度は通常マトリックス金属の融点
より２００℃低い温度から２００℃高い温度の間で選択
され、好ましくはマトリックス金属の融点より１００℃
低い温度から１００℃高い温度の間で行われ、成形圧力
は通常３ｋｇｆ／ｍｍ^２〜１５ｋｇｆ／ｍｍ^２、好まし
くは５ｋｇｆ／ｍｍ^２〜１０ｋｇｆ／ｍｍ^２の間で選択
される。成形時間は特に限定はされないが、通常１分〜
１０時間、好ましくは３０分〜５時間程度である。

【００３１】また炭素繊維／炭素複合材料に炭素繊維を
配しこれを炭素繊維強化金属複合材料とすることにより
炭素繊維／炭素複合材料と炭素繊維強化金属複合材料を
接合させることもできる。具体的には、例えば炭素繊維
／炭素複合材料の片面に炭素繊維（Ｂ）あるいは炭素繊
維（Ｂ）の成形体と、金属箔あるいは金属粉末を配し、
全体にホットプレス等の一軸加圧あるいは熱間静水圧加
圧（ＨＩＰ）等の等方加圧をかけつつ加熱し、含浸と拡
散接合を同時に行う方法が挙げられる。この他にも、例
えば炭素繊維／炭素複合材料の片面に炭素繊維（Ｂ）あ
るいは炭素繊維（Ｂ）の成形体を配し、プラズマスプレ
ー、イオンプレーティング、金属メッキ法あるいは金属
無電解メッキ法等により金属を被覆した後、全体にホッ
トプレス等の一軸加圧あるいは熱間静水圧加圧（ＨＩ
Ｐ）等の等方加圧をかけつつ加熱し、含浸と拡散接合を
同時に行う方法も用いることができる。

【００３２】上述の複合材料の製造の際に、炭素繊維／
炭素複合材料の少なくともプリフォームおよび／または
炭素繊維強化金属複合材料と接合するべき面の、表面あ
るいは表面およびその内層部の一部に炭化物が形成され
ている場合、炭素繊維強化金属複合材料との接合性がさ
らに良好になるために好ましい。さらに炭素繊維／炭素
複合材料の全体の表面あるいは表面およびその内層部の
一部に炭化物が形成されている場合、上記の接合性の向
上だけでなく、炭素繊維／炭素複合材料の耐酸化性が向
上するために、非常に好ましい。以下に、上記の炭化物
の形成の方法について述べる。

【００３３】まず、前記のと炭素／炭素複合材料を加熱
し、その表面に耐熱性炭化物を形成し得る元素あるいは
これらの元素の化合物を接触させ、炭素／炭素複合材料
の炭素との間の化学反応により炭素／炭素複合材料の表
面あるいは表面およびその内層部の一部に炭化物を形成
させる。炭化物は炭素繊維／炭素複合材料の、少なくと
もプリフォームおよび／または炭素繊維強化金属複合材
料と接合すべき面に形成され、好ましくは炭素繊維／炭
素複合材料全体の面に形成される。

【００３４】該炭化物としては、例えばＳｉＣ，Ｚｒ
Ｃ，ＴｉＣ，ＨｆＣ，Ｂ_４Ｃ，ＮｂＣ，ＷＣ等があげら
れ、特にＳｉＣ，ＺｒＣ，ＴｉＣ，ＨｆＣが好ましい。
そして耐熱性炭化物を形成し得る元素としてはＳｉ，Ｚ
ｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｂ，Ｎｂ，Ｗ等が挙げられ、これらの
元素の化合物としては、上記元素のハロゲン化物、水素
化物等が挙げられる。例えば、炭素繊維／炭素複合材料
の表面あるいは表面およびその内層部の一部にＳｉＣを
形成させるにはＳｉ，ＳｉＣｌ_４，ＳｉＨ_４などが、Ｚ
ｒＣを形成させるにはＺｒ，ＺｒＣｌ_４、ＴｉＣを形成
させるにはＴｉ，ＴｉＣｌ_４、ＨｆＣと形成させるには
Ｈｆ，ＨｆＣｌ_４などが使用できる。耐熱性炭化物を形
成し得る元素あるいはこれらの元素の化合物は、通常ガ
ス状で炭素／炭素複合材料と接触させて反応せしめられ
る。

【００３５】上記炭化物を形成する反応は水素の共存下
で行うのが好適である。共存させる水素の量は、反応時
の温度、ガス供給量、繊維量、炉の構造などに対応して
任意に決定できるが、例えば炭化物を形成し得る元素あ
るいは元素の化合物の量の５倍容量下、好ましくは０．
０１〜５倍容量であることが望ましい。炭化物形成反応
は常圧または減圧で行うのが好ましく、通常は０．１〜
７６０Ｔｏｒｒ、好ましくは１０〜７６０Ｔｏｒｒ、さ
らに好ましくは５０〜７６０Ｔｏｒｒが適している。

【００３６】また、反応雰囲気中には、希釈のために、
Ｎ_２，Ａｒ，Ｈｅあるいはその他の不活性ガスを混合す
ることもできる。炭素／炭素複合材料を加熱温度は、通
常８００〜１，７００℃、好ましくは１，０００〜１，
５００℃が望ましい。８００℃未満のときは充分な厚さ
の炭化物被膜が得られず、１，７００℃を越えると均一
かつ緻密な炭化物被膜が得られない。

【００３７】かくして得られた、表面あるいは表面およ
びその内層部の一部に炭化物が形成された炭素繊維／炭
素複合材料は、プリフォームおよび／または炭素繊維強
化金属複合材料と接合される。接合方法は前記の、炭素
繊維／炭素複合材料とプリフォームおよび／または炭素
繊維強化金属複合材料の接合・成形方法と同様にして行
えばよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明により、耐熱性が高く、かつ大き
な温度変化が生じた際にも、熱応力による剥離や破壊が
生じない複合材料を製造することができる。

【００３９】

【実施例】以下に、実施例を用いて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００４０】（実施例１）直径１０μｍ、弾性率４０×
１０^３ｋｇｆ／ｍｍ^２の石油ピッチ系炭素繊維２，００
０本の束をＺ軸方向に、また同じ炭素繊維４，０００本
の束をＸおよびＹ軸方向に用いた直交３次元織物を強化
繊維とし、石油ピッチをマトリックスの原料とする炭素
繊維／炭素複合材料を製造した。この炭素繊維／炭素複
合材料の３０〜６００℃の平均熱膨張係数は０×１０
^−６（１／℃）であった。一方上記炭素繊維の２，００
０本の束を７ｍｍ／（１０００本）に開束し、プラズマ
スプレー装置により容器圧力５００Ｔｏｒｒ、溶射距離
１００ｍｍにおいてアルミニウムを溶射し、炭素繊維強
化アルミニウムのプリフォームを製造した。

【００４１】上記炭素繊維強化アルミニウムのプリフォ
ームを０℃方向と９０℃方向に交互に合計５６層積層
し、ホットプレスによる一軸加圧で、圧力５ｋｇｆ／ｍ
ｍ^２、温度５２５℃で、成形して３０〜６００℃の平均
熱膨張係数が１．０×１０^−６（１／℃）であって、厚
さが約２ｍｍである炭素繊維強化金属複合材料を得た。
このとき炭素繊維の含有率は３５ｖｏｌ％であった。

【００４２】前記炭素繊維／炭素複合材料の片面に炭素
繊維強化金属複合材料を配し、ホットプレスにおいて、
温度は５２５℃、成形圧力５ｋｇｆ／ｍｍ^２において３
０分間、一軸加圧し、拡散接合を行った。得られた複合
材料を室温（２５℃）まで放冷したところ、亀裂、剥離
等は観察されなかった。

【００４３】（比較例１）実施例１で用いたのと同じピ
ッチ系炭素繊維２，０００本の束をＺ軸方向に、また同
じ炭素繊維４，０００本の束をＸおよびＹ軸方向に用い
た直交３次元織物を強化繊維とし、石油ピッチをマトリ
ックスの原料とする炭素繊維／炭素複合材料を製造し
た。この炭素繊維／炭素複合材料の３０〜６００℃の平
均熱膨張係数は０×１０^−６（１／℃）であった。この
炭素繊維／炭素複合材料の片面に、プラズマスプレー法
でアルミニウムを約２ｍｍの厚さに溶射し、得られた材
料を室温まで放冷したところ、炭素繊維／炭素複合材料
と金属との界面において剥離が生じた。

【００４４】（比較例２）実施例１で用いたのと同じピ
ッチ系炭素繊維２，０００本の束をＸおよびＹ軸方向に
用いた平織物の積層物を強化繊維とし、石油ピッチをマ
トリックスの原料とする炭素繊維／炭素複合材料を製造
した。この炭素繊維／炭素複合材料の３０〜６００℃の
平均熱膨張係数は０×１０^−６（１／℃）であった。こ
の炭素繊維／炭素複合材料の片面にプラズマスプレーに
よりアルミニウムを約２ｍｍの厚さに溶射し、得られた
材料を室温まで放冷したところ、炭素繊維／炭素複合材
料および金属との界面における剥離は見られなかった
が、炭素繊維／炭素複合材料の内部において層間剥離が
生じた。

【００４５】（実施例２）直径１０μｍ、弾性率５０×
１０^３ｋｇｆ／ｍｍ^２の石油ピッチ系炭素繊維２，００
０本の束をＺ軸方向に、同じ炭素繊維４，０００本の束
をＸおよびＹ軸方向に用いた直交３次元織物を強化繊維
とし、石油ピッチをマトリックスの原料とする炭素繊維
／炭素複合材料を製造した。この炭素繊維／炭素複合材
料の３０〜６００℃の平均熱膨張係数は０×１０
^−６（１／℃）であった。これを反応容器中で１，４０
０℃に加熱し、ＳｉＣｌ_４とＨ_２の混合ガス（Ｈ_２／Ｓ
ｉＣｌ_４＝０．２５）を導入しながら常圧において６０
分間保持し、炭素繊維／炭素複合材料の表面およびその
内層部の一部に炭化物を形成した。

【００４６】前記炭素繊維／炭素複合材料の片面に実施
例１で得た炭素繊維強化金属複合材料を配し、ＨＩＰ装
置において、温度は５２５℃、成形圧力５ｋｇｆ／ｍｍ
^２で３０分間等方加圧し、拡散接合を行った。

【００４７】得られた複合材料を室温（２５℃）まで放
冷したところ、亀裂、剥離等は観察されなかった。

【００４８】（実施例３）実施例１で用いたのと同じ石
油ピッチ系炭素繊維２，０００本の束をＺ軸方向に、ま
た同じ炭素繊維の４，０００本の束をＸおよびＹ軸方向
に用いた直交３次元織物を強化繊維とし、石油ピッチを
マトリックスの原料とする炭素繊維／炭素複合材料を製
造した。この炭素繊維／炭素複合材料の３０〜６００℃
の平均熱膨張係数は０×１０^−６（１／℃）であった。
この炭素繊維／炭素複合材料の片面に実施例１で得た炭
素繊維強化アルミニウムのプリフォームを０℃方向と９
０℃方向に交互に５６層積層し、ホットプレスにおい
て、温度５２５℃、成形圧力５ｋｇｆ／ｍｍ^２において
３０分間一軸加圧し、拡散接合を行った。

【００４９】得られた複合材料を室温（２５℃）まで放
冷したところ、亀裂、剥離等は観察されなかった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素繊維／炭素複合材料に炭素繊維強化
   金属複合材料用のプリフォームおよび／または炭素繊維
   強化金属複合材料を接合することを特徴とする複合材料
   の製造方法。
2. 【請求項２】 炭素繊維／炭素複合材料の表面あるいは
   表面およびその内層部の一部に炭化物が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の複合材料の製造方
   法。
3. 【請求項３】 炭素繊維／炭素複合材料の３０〜６００
   ℃における平均熱膨張係数が−１．０×１０^−６〜２．
   ０×１０^−６（１／℃）であり、かつ炭素繊維強化複合
   材料用のプリフォームおよび／または炭素繊維強化金属
   複合材料の３０〜６００℃における平均熱膨張係数が
   ０．５×１０^−６〜１０．０×１０^−６（１／℃）であ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の複合材料
   の製造方法。