JPH0635626B2 - アルミナ繊維・アルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、繊維強化金属複合材料に係り、更に詳細には
アルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とよりなるハイブ
リッド繊維を強化繊維とし、アルミニウム、マグネシウ
ム、銅、亜鉛、鉛、スズ及びこれらを主成分とする合金
をマトリックス金属とする複合材料に係る。

従来の技術 アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、スズ及び
これらを主成分とする合金の如く比較的低融点の金属
は、相手材料との馴染みの良さから摺動材料として多用
されている。しかし高性能化に対する要求からこれらの
材料の使用条件が益々厳しくなって来ており、摩耗や焼
付きの如き所謂トライボロジー的問題がしばしば発生し
ている。例えばディーゼルエンジンのアルミニウム合金
製ピストンに於ては、エンジンが過酷な条件にて運転さ
れると、そのリング溝の異常摩耗やピストンとシリンダ
との焼付きの如き問題が生じることがある。かかるトラ
イボロジー的問題を解決する一つの有効な手段として、
本願出願人と同一の出願人の出願に係る特開昭５８−９
３９４８号、特開昭５８−９３９４８号、特開昭５８−
９３８３７号、特開昭５８−９３８４１号、特開昭５９
−７０７３６号の各公報に開示されている如く、アルミ
ニウム合金の如き金属を高硬度で強靭な強化繊維にて強
化する技術が知られている。

発明が解決しようとする問題点 かかる複合材料用の強化繊維としては炭化ケイ素繊維、
窒化ケイ素繊維、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊
維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、鉱物繊維等があ
るが、これらの強化繊維の大多数は非常に高価であり、
このことが上述の如き複合材料を実際の部材に適用する
上で一つの最大の阻害要因となっている。上述の強化繊
維のうち、耐摩耗性向上効果に優れ且比較的低廉である
点に於てアルミナ−シリカ系繊維、即ちアルミナ繊維及
びアルミナ−シリカ繊維（特開昭５８−９３８３７号、
特開昭５８−９３８４１号参照）が好ましい。

しかしアルミナ繊維を強化繊維とする複合材料に於て
は、優れた耐摩耗性が得られるが、アルミナ繊維が比較
的高価なものであるため、複合材料も高価なものになる
という問題がある。またアルミナ−シリカ繊維は従来よ
り断熱材料として多量に使用されており、特にハンドリ
ング性を考慮して一般に非晶質状態にて使用されてい
る。この非晶質のアルミナ−シリカ繊維を強化繊維とす
る複合材料に於ては、アルミナ繊維を強化繊維とする場
合に比して複合材料のコストを低減することができる
が、アルミナ−シリカ繊維はアルミナ繊維に比して硬さ
が低いため、複合材料の耐摩耗性が不十分になり易いと
いう問題があり、また非晶質のアルミナ−シリカ繊維は
構造的に不安定であるため、マグネシウム合金の如き酸
化物形成傾向の高いマトリックス金属の溶湯との間に於
て反応を生じて劣化し、これにより繊維自体の強度が低
下し、従ってアルミナ−シリカ繊維を強化繊維とする複
合材料に於ては強度が不十分なものになり易いという問
題がある。

また前述の金属に於ては、繊維強化による高強度化の要
請も大きい。アルミナには種々の結晶構造のものがあ
り、高強度の結晶構造としてはδ相、γ相、α相などが
あり、これらの結晶構造を含むアルミナ繊維としてはそ
れぞれＩＣＩ株式会社製の「サフィル（登録商標）Ｒ
Ｆ」、住友化学工業株式会社製の「住化アルミナ繊
維」、ＩＣＩ株式会社製「サフィル（登録商標）」及び
デュポン社製の「ファイバーＦＰ（登録商標）」（１０
０％αアルミナ）がある。これらのアルミナ繊維によれ
ばマトリックス金属の強度を大幅に向上させることがで
きる、これらの繊維は硬質であるためかかる複合材料が
摺動材料として使用される場合には相手材料の摩耗量が
増大するという問題がある。これに対しαアルミナ含有
率が５〜６０wt％であるアルミナ繊維を強化繊維とする
複合材料（特開昭５８−９３８４１号）は、それ自身の
耐摩耗性及び相手材に対する摩擦摩耗特性に優れている
が、前述の各結晶構造のアルミナ繊維を強化繊維とする
複合材料の場合と同様に、アルミナ−シリカ繊維を強化
繊維とする複合材料に比して高価である。

本願発明者等は、従来の繊維強化金属複合材料、特にア
ルミナ繊維又はアルミナ−シリカ繊維を強化繊維とする
複合材料に於ける上述の如き問題に鑑み、種々の実験的
研究を行った結果、アルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊
維とを組合せて強化繊維として使用すれば、上述の如き
種々の問題を解決することができ、しかもアルミナ繊維
のみを強化繊維とする複合材料及びアルミナ−シリカ繊
維のみを強化繊維とする複合材料より推論される耐摩耗
性よりも遥かに優れた耐摩耗性を有する複合材料を製造
し得ることを見出した。

本発明は、本願発明者等が行った種々の実験的研究の結
果得られた知見に基づき、強度、耐摩耗性の如き機械的
性質に優れ、しかも相手材に対する摩擦摩耗特性にも優
れた非常に低廉な複合材料を提供することを目的として
いる。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、８０wt％以上の
Ａl _２Ｏ_３、残部実質的にＳi Ｏ_２なる組成を有するア
ルミナ繊維と、３５〜６５wt％Ａl _２Ｏ_３、６５〜３５
wt％Ｓi Ｏ_２なる組成を有する非晶質アルミナ−シリカ
繊維との実質的に均一な混合物よりなるハイブリッド繊
維を強化繊維とし、アルミニウム、マグネシウム、銅、
亜鉛、鉛、スズ及びこれらを主成分とする合金よりなる
群より選択された金属をマトリックス金属とし、前記ハ
イブリッド繊維の体積率が１％以上であるアルミナ繊維
及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料、又は８
０wt％以上のＡl _２Ｏ_３、残部実質的にＳi Ｏ_２なる組
成を有するアルミナ繊維と、３５〜６５wt％Ａl
_２Ｏ_３、６５〜３５wt％Ｓi Ｏ_２、１０wt％以下のＣa
Ｏ、Ｍg Ｏ、Ｎa _２Ｏ、Ｆe _２Ｏ_３、Ｃr _２Ｏ_３、Ｚr
Ｏ_２、Ｔi Ｏ_２、Ｐb Ｏ、Ｓn Ｏ_２、Ｚn Ｏ、Ｍo
Ｏ_３、Ｎi Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｍn Ｏ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｖ
_２Ｏ_５、Ｃu Ｏ、Ｃo _３Ｏ_４の一種以上の金属酸化物な
る組成を有する非晶質アルミナ−シリカ繊維との実質的
に均一な混合物よりなるハイブリッド繊維を強化繊維と
し、アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、スズ
及びこれらを主成分とする合金よりなる群より選択され
た金属をマトリックス金属とし、前記ハイブリッド繊維
の体積率が１％以上であるアルミナ繊維及びアルミナ−
シリカ繊維強化金属複合材料によって達成される。

発明の作用及び効果 上述の如き本発明による複合材料によれば、強度及び硬
度が高く炭化ケイ素繊維等に比して低廉であるアルミナ
繊維と、アルミナ繊維よりも更に一層低廉であるアルミ
ナ−シリカ繊維との実質的に均一な混合物よりなるハイ
ブリッド繊維により体積率１％以上にてマトリックス金
属が強化され、また後に詳細に説明する如く強化繊維を
ハイブリッド化することにより耐摩耗性が著しく向上さ
れるので、耐摩耗性や強度の如き機械的性質に優れた極
めて低廉な複合材料が得られる。またアルミナ−シリカ
繊維の集合体中に含まれる非繊維化粒子の総量及び粒径
１５０μ以上の非繊維化粒子含有量がそれぞれ２０wt％
以下、７wt％以下に維持されるので、強度及び機械加工
性にも優れ粒子の脱落に起因する相手材の異常摩耗を惹
起こすことのない優れた複合材料が得られる。

一般にアルミナ−シリカ系繊維はその組成及び製法の点
からアルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維に大別され
る。Ａl _２Ｏ_３含有量が７０wt％以上でありＳi Ｏ_２含
有量が３０wt％以下の所謂アルミナ繊維は、有機の粘調
な溶液とアルミニウムの無機塩との混合物にて繊維化
し、これを高温にて酸化焙焼することにより製造されて
いる。かかるアルミナ繊維は特にＡl _２Ｏ_３含有量が８
０wt％以上の場合に安定であり、マトリックス金属の溶
湯との反応やそれに伴う繊維の劣化が少ない。従って本
発明の複合材料に於ては、８０wt％以上のＡl _２Ｏ_３、
残部実質的にＳi Ｏ_２なる組成を有するアルミナ繊維が
使用される。

また前述の如くアルミナには種々の結晶構造のものがあ
り、これらのうちαアルミナが最も安定な構造であり、
硬さや弾性率も高いことが知られている。例えば耐熱材
として市販されているアルミナ繊維は、耐熱性や寸法安
定性等の点から、αアルミナ含有率（アルミナ繊維中の
全アルミナの重量に対するαアルミナの重量の割合）が
６０wt％以上であるものが多い。かかるαアルミナ及び
αアルミナを含有するアルミナ繊維の性質から判断する
と、αアルミナを含有するアルミナ繊維を強化繊維とし
アルミニウム合金等をマトリツクス金属とする複合材料
に於ては、αアルミナ含有率が高くなればなるほどその
複合材料自身の機械的硬度、剛性、耐摩耗性等は向上す
るが、相手部材の摩耗量が増大し、また加工性が低下す
るものと推測される。

しかるに本願発明者等が行った実験的研究の結果によれ
ば、上述の如き予想に反し、アルミナ繊維のαアルミナ
含有率が５〜６０wt％、特に１０〜５０wt％の範囲にあ
る場合に複合材料の耐摩耗性や加工性を向上させること
ができ、しかも相手部材の摩耗量を低減することがで
き、更に上述の範囲は疲労強度の如き機械的性質にとっ
ても好ましいという特筆すべき事実が認められた。従っ
て本発明の一つの詳細な特徴によれば、アルミナ繊維の
αアルミナ含有率は５〜６０wt％、好ましくは１０〜５
０wt％とされる。

一方Ａl _２Ｏ_３含有量が３５〜６５wt％でありＳi Ｏ_２
含有量が３５〜６５wt％であるいわゆるアルミナ−シリ
カ繊維は、アルミナとシリカの混合物がアルミナに比し
て低融点であるため、アルミナとシリカの混合物を電気
炉などにて溶融し、その融液をブローイング法やスピニ
ング法にて繊維化することにより比較的低廉に且大量に
生産されている。特にＡl _２Ｏ_３含有量が６５wt％以上
でありＳi Ｏ_２含有量が３５wt％以下の場合にはアルミ
ナとシリカとの混合物の融点が高くなり過ぎまた融液の
粘性が低く、一方Ａl _２Ｏ_３含有量が３５wt％以下であ
りＳi Ｏ_２含有量が６５wt％以上の場合には、ブローイ
ングやスピニングに必要な適正な粘性が得られない等の
理由から、これらの低廉な製造法を適用し難い。

またアルミナとシリカとの混合物の融点や粘性を調整し
たり、繊維に特殊な性能を付与する目的から、アルミナ
とシリカとの混合物にＣa Ｏ、Ｍg Ｏ、Ｎa _２Ｏ、Ｆe
_２Ｏ_３、Ｃr _２Ｏ_３、Ｚr Ｏ_２、Ｔi Ｏ_２、Ｐb Ｏ、Ｓ
n Ｏ_２、Ｚn Ｏ、Ｍo Ｏ_３、Ｎi Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｍn
Ｏ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃu Ｏ、Ｃ_{ｏ ３}Ｏ_４など
の金属酸化物が添加されることがある。本願発明者等が
行なった実験的研究の結果によれば、これらの成分は１
０wt％以下に抑えられることが好ましいことが認められ
た。更にアルミナ−シリカ繊維に於ては、アルミナ含有
率が高い程マトリックス金属の溶湯との反応による劣化
及びこれに起因する繊維の強度低下が少なくなる。従っ
て本発明の複合材料に於けるアルミナ−シリカ繊維の組
成は３５〜８０wt％Ａl _２Ｏ_３、６５〜２０wt％Ｓi Ｏ
_２、又は３５〜６５wt％Ａl _２Ｏ_３、６５〜３５wt％Ｓ
i Ｏ_２、１０wt％以下のＣa Ｏ、Ｍg Ｏ、Ｎa _２Ｏ、Ｆ
e _２Ｏ_３、Ｃr _２Ｏ_３、Ｚr Ｏ_２、Ｔi Ｏ_２、Ｐb Ｏ、
Ｓn Ｏ_２、Ｚn Ｏ、Ｍo Ｏ_３、Ｎi Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｍn Ｏ
_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃu Ｏ、Ｃ_{ｏ ３}Ｏ_４の一種
以上の金属酸化物に設定され、好ましくは４０〜６５wt
％Ａl _２Ｏ_３、４０〜３５wt％Ｓi Ｏ_２、又は４０〜６
５wt％Ａl _２Ｏ_３、４０〜３５wt％Ｓi Ｏ_２、１０wt％
以下のＣa Ｏ、Ｍg Ｏ、Ｎa _２Ｏ、Ｆe _２Ｏ_３、Ｃr _２
Ｏ_３、Ｚr Ｏ_２、Ｔi Ｏ_２、Ｐb Ｏ、Ｓn Ｏ_２、Ｚn
Ｏ、Ｍo Ｏ_３、Ｎi Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｍn Ｏ_２、Ｂ_２Ｏ_３、
Ｖ_２Ｏ_５、Ｃu Ｏ、Ｃ_{ｏ ３}Ｏ_４の一種以上の金属酸化
物に設定される。

またブローイング法やスピニング法によるアルミナ−シ
リカ繊維の製造に於ては、繊維と同時に非繊維化粒子が
不可避的に多量に生成し、従ってアルミナ−シリカ繊維
の集合体中には比較的多量（５０wt％程度）の非繊維化
粒子が含まれている。本願発明者等が行った実験的研究
の結果によれば、かかる非繊維化粒子は複合材料の機械
的性質及び加工性を悪化させ、複合材料の強度を低下せ
しめる原因となり、更には粒子の脱落に起因して相手材
に対し異常摩耗の如き不具合を発生させる原因ともな
り、かかる不具合は粒径が１５０μを越える粒子の場合
に顕著である。

非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ以上の非繊維化粒
子の含有量がそれぞれ２２wt％、１４wt％に低減される
と、非繊維化粒子の総量が約５０wt％である場合に比し
て複合材料の被削性が大幅に向上し、例えば切削工具で
あるバイトの摩耗量は約半分に減少するが、特に非繊維
化粒子の総量及び粒径１５０μ以上の非繊維化粒子の含
有量がそれぞれ１７wt％、７wt％に低減されると、バイ
トの摩耗量は非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ以上
の非繊維化粒子の含有量がそれぞれ２２wt％、１４wt％
である場合（以下「比較基準」という）の摩耗量の約７
０％に低減され、また非繊維化粒子の総量及び粒径１５
０μ以上の非繊維化粒子の含有量がそれぞれ１０wt％、
２wt％に設定されると、バイトの摩耗量は比較基準の場
合の摩耗量の約２５％に低減され、更に非繊維化粒子の
総量及び粒径１５０μ以上の非繊維化粒子の含有量がそ
れぞれ７wt％、１wt％に設定されると、バイトの摩耗量
は比較基準の場合の摩耗量の約２０％に低減される。

また非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ以上の非繊維
化粒子の含有量がそれぞれ１７wt％、７wt％に低減され
ると、複合材料と摩擦摺動する相手材の異常摩耗が大幅
に減少すると共にスカッフィングの発生が皆無になり、
更に非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ以上の非繊維
化粒子の含有量がそれぞれ１０wt％、２wt％に設定され
ると、相手材の異常摩耗も皆無になる。

従って本発明の一つの詳細な特徴によれば、アルミナ−
シリカ繊維の集合体中に含まれる非繊維化粒子の総量は
１７wt％以下、好ましくは１０wt％、更に好ましくは７
wt％以下に抑えられ、また粒径１５０μ以上の非繊維化
粒子の含有量は７wt％以下、好ましくは２wt％以下、更
に好ましくは１wt％以下に抑えられる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
アルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維との実質的に均一
な混合物よりなるハイブリッド繊維を強化繊維とし、ア
ルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、スズ及びこ
れらを主成分とする合金をマトリックス金属とする複合
材料に於ては、ハイブリッド繊維の体積率が１％程度で
あっても複合材料の耐摩耗性が著しく向上する。従って
本発明の複合材料に於ては、ハイブリッド繊維の体積率
は１％以上、特に２％以上、更には４％以上とされる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
アルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とを組合せてハイ
ブリッド化することによる複合材料の耐摩耗性向上効果
は、特に相手材が鋳鉄である場合には後に詳細に説明す
る如く、ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比が
２．５〜６０％の場合に、特に５〜５０％の場合に顕著
である。また複合材料と摩擦する相手材の摩耗量はハイ
ブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比が４５％、特に
５０％を越えるとアルミナ繊維の体積比の増大と共に急
激に増大する。従って本発明の他の一つの詳細な特徴に
よれば、ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比は
２．５〜５０％、好ましくは５〜４５％とされる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
例えば相手材が鋳鉄であってハイブリッド繊維中のアル
ミナ繊維の体積比が上述の好ましい範囲２．５〜５０％
にある場合には、ハイブリッド繊維の体積率が１％、特
に２％以上でなければ複合材料の十分な耐摩耗性を確保
することが困難であり、ハイブリッド繊維の体積率が２
０％、特に２５％を越えると相手材の摩耗量が増大す
る。従って本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれ
ば、ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比は２．
５〜５０％、特に５〜４５％であり、ハイブリッド繊維
の体積率は１〜２５％、好ましくは２〜２０％とされ
る。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
アルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とを組合せてハイ
ブリッド化することによる複合材料の耐摩耗性向上効果
は、特に相手材が鋼である場合には後に詳細に説明する
如く、ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比が５
〜８０％の場合に、特に１０〜７０％の場合に顕著であ
る。また複合材料及びこれと摩擦する相手材の摩耗量は
ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比が２０〜９
０％の範囲、特に４０〜８０％の範囲に於て小さい値に
なる。従って本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、
ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比は２０〜９
０％、好ましくは４０〜８０％とされる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
例えば相手材が鋼であってハイブリッド繊維中のアルミ
ナ繊維の体積比が上述の好ましい範囲２０〜９０％にあ
る場合には、ハイブリッド繊維の体積率が１％、特に３
％以上でなければ複合材料の十分な耐摩耗性を確保する
ことが困難であり、ハイブリッド繊維の体積率が２５
％、特に３０％を越えると相手材の摩耗量が増大する。
従って本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、ハ
イブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比は２０〜９０
％、特に４０〜８０％であり、ハイブリッド繊維の体積
率は１〜３０％、好ましくは３〜２５％とされる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比の如何に拘
らず、アルミナ−シリカ繊維の体積率が２０％、特に２
２．５％を越えると複合材料の強度及び耐摩耗性が低下
する。従って本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれ
ば、ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比の如何
に拘らず、アルミナ−シリカ繊維の体積率は２２．５％
以下、好ましくは２０％以下とされる。

尚強度、耐摩耗性の如き機械的性質に優れ、しかも相手
材に対する摩擦摩耗特性に優れた複合材料を得るために
は、アルミナ繊維は、本願発明者等が行った実験的研究
の結果によれば、短繊維の場合には０．５〜３０μの平
均繊維径及び１μ〜５０mmの平均繊維長を有し、長繊維
の場合には５〜３０μの繊維径を有することが好まし
い。一方アルミナ−シリカ繊維はその構成材料たるアル
ミナ−シリカ繊維の溶融状態に於ける粘性が比較的小さ
く、またアルミナ−シリカ繊維がアルミナ繊維等に比し
て比較的脆弱であることから、アルミナ−シリカ繊維は
繊維径０．５〜１０μ、繊維長１μ〜約５cm程度の短繊
維（不連続繊維）の形態にて製造されている。従って低
廉なアルミナ−シリカ繊維の入手性を考慮すれば、本発
明の複合材料に於て使用されるアルミナ−シリカ繊維の
平均繊維径は１〜７μ程度であり、平均繊維長は１０μ
〜０．５cm程度であることが好ましい。また複合材料の
製造方法を考慮すると、アルミナ−シリカ繊維の平均繊
維長は加圧鋳造法の場合には１０μ〜０．５cm程度、粉
末冶金法の場合には１０μ〜３mm程度であることが好ま
しい。

また本発明の複合材料のマトリックス金属としての合金
は、それぞれＪＩＳ規格でＡＣ４Ｃ、ＡＣ８Ａ、ＡＣ８
Ｂ、ＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２の如きアルミニウム合金、
ＭＤＣ１−Ａ、ＭＣ２、ＭＣ７、ＭＣ８の如きマグネシ
ウム合金、ＫＪ３、ＫＪ４、ＰＢＣ２Ａ、ＨＢs ＢＥ１
の如き銅合金、ＺＤＣ１、ＺＤＣ２の如き亜鉛合金、Ｗ
Ｊ８、ＷＪ１０の如き鉛合金、ＷＪ１、ＷＪ２の如きス
ズ合金であってよい。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例１ ＩＣＩ株式会社製のアルミナ繊維（商品名「サフィ
ル」）に対し脱粒処理を行い、繊維集合体中に含まれる
非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ以上の非繊維化粒
子含有量をそれぞれ０．１wt％、０．０２wt％とするこ
とにより、下記の表１に示されている如きアルミナ繊維
を用意した。

また下記の表２に示されたイソライト・バブコック耐火
株式会社製のアルミナ−シリカ繊維（商品名「カオウー
ル」）に対し脱粒処理を行うことにより、繊維集合体中
に含まれる非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ以上の
非繊維化粒子含有量をそれぞれ０．５wt％、０．１wt％
とした。

次いで上述のアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を
種々の体積比にてコロイダルシリカ中に分散させ、その
コロイダルシリカを撹拌することによりアルミナ繊維及
びアルミナ−シリカ繊維を均一に混合し、かくしてアル
ミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維が均一に分散された
コロイダルシリカより真空成形法により第１図に示され
ている如く８０×８０×２０mmの繊維形成体１を形成
し、更にそれを６００℃にて焼成することにより個々の
アルミナ繊維２及びアルミナ−シリカ繊維２a をシリカ
にて結合させた。この場合、第１図に示されている如
く、個々のアルミナ繊維２及びアルミナ−シリカ繊維２
a は x−y 平面内に於てはランダムに配向され、z 方向
に積重ねられた状態に配向された。

次いで第２図に示されている如く、繊維成形体１を鋳型
３のモールドキャビティ４内に配置し、該モールドキャ
ビティ内に７３０℃のアルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ）の溶湯５を注湯し、該溶湯を鋳型３に嵌合する
プランジャ６により１５００kg／cm²の圧力に加圧し、
その加圧状態を溶湯５が完全に凝固するまで保持し、か
くして第３図に示されている如く外径１１０mm、高さ５
０mmの円柱状の凝固体７を鋳造し、更に該凝固体に対し
熱処理Ｔ_６を施し、各凝固体よりアルミナ繊維及びアル
ミナ−シリカ繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマ
トリックスとする複合材料１′を切出し、それらの複合
材料より大きさが１６×６×１０mmであり、その一つの
面（１６×１０mm、第１図の x−y 平面に垂直）を試験
面とする摩耗試験用のブロック試験片Ａ_０〜Ａ₁₀₀を機
械加工によって作成した。尚上述の各複合材料Ａ_０〜Ａ
₁₀₀のアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維の体積
率、強化繊維の総体積率、強化繊維の総量に対するアル
ミナ繊維の体積比はそれぞれ下記の表３に示されている
通りであった。

また比較の目的で、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ
８Ａ）のみよりなり熱処理Ｔ_６が施された同一寸法のブ
ロック試験片Ａを作成した。

次いで各ブロック試験片を順次摩擦摩耗試験機にセット
し、相手部材である外径３５mm、内径３０mm、幅１０mm
の球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０、Ｈv ＝２５
０）製の円筒試験片の外周面と接触させ、それらの試験
片の接触部に常温（２０℃）の潤滑油（キャッスルモー
タオイル５Ｗ−３０）を供給しつつ、接触面圧２０kg／
mm^２、滑り速度０．３ｍ／ secにて１時間円筒試験片を
回転させる摩耗試験を行なった。この摩耗試験の結果を
第４図に示す。第４図に於て、上半分はブロック試験片
の摩耗量（摩耗痕深さμ）を表わしており、下半分は相
手部材である円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を表わ
しており、横軸は強化繊維の総量に対するアルミナ繊維
の体積比（％）を表わしている。

第４図より、アルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維に
於て強化されたアルミニウム合金よりなるブロック試験
片の摩耗量はアルミニウム合金のみよりなるブロック試
験片Ａの摩耗量に比して遥かに小さい値であることが解
る。またブロック試験片の摩耗量はアルミナ繊維の体積
比が０〜２０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の
増大につれて低下し、特にアルミナ繊維の体積比が０〜
１０％の範囲に於て著しく低下し、アルミナ繊維の体積
比が４０〜７０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比
の増大につれて僅かに増大し、アルミナ繊維の体積比が
７０％以上の範囲に於ては実質的に一定の値になり、ア
ルミナ繊維の体積比が２．５〜６０％の範囲に於て、特
に５〜５０％の範囲に於て小さい値になることが解る。

また円筒試験片の摩耗量はアルミナ繊維の体積比が２０
％以下の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の如何に拘
らず実質的に一定の値であり、アルミナ繊維の体積比が
２０〜４０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増
大と共に減少するが、アルミナ繊維の体積比が４０％以
上の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増大と共に増
大し、特にアルミナ繊維の体積比が４５〜６０％の範
囲、特に５０〜６０％の範囲に於てアルミナ繊維の体積
比の増大と共に著しく増大することが解る。また円筒試
験片の摩耗量がブロック試験片Ａと摩擦された円筒試験
片の摩耗量より小さくなるのは、アルミナ繊維の体積比
が５０％以下の場合であることが解る。

従って鋳鉄を相手部材とする場合に於てブロック試験片
及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するためには、アル
ミナ繊維の体積比は２．５〜５０％、特に５〜４５％で
あることが好ましいことが解る。

複合材料は一般に設計可能な材料といわれており、複合
則が成立すると考えられている。今強化繊維の総量に対
するアルミナ繊維の体積比をＸ％とすれば、Ｘ＝０％で
ある場合のブロック試験片の摩耗量は２０μであり、Ｘ
＝１００％である場合のブロック試験片の摩耗量は１０
μであるので、複合材料の摩耗量について複合則が成立
するとすれば、Ｘ＝０〜１００％の範囲に於けるブロッ
ク試験片の摩耗量Ｙは Ｙ＝（２０−１０）×／１００＋１０ であるものと推測される。

第４図に於ける仮想線はかかる複合則に基づくブロック
試験片の摩耗量の推測値を表わしている。また第５図は
かかる複合則に基づくブロック試験片の摩耗量の推測値
と実測値との差ΔＹを強化繊維の総量に対するアルミナ
繊維の体積比Ｘを横軸にとって示している。第４図及び
第５図より、ブロック試験片の摩耗量はアルミナ繊維の
体積比Ｘの値に拘らず推測値よりも小さく、特に体積比
Ｘが２．５〜５０％の範囲に於て、更には５〜４０％の
範囲に於て推測値より著しく低減され、このことは複合
材料の摩耗量に関しアルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊
維とをハイブリッド化することにより得られる効果に他
ならない。

実施例２ 上述の実施例１の場合と同一の要領及び同一の条件にて
アルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維にて強化された
アルミニウム合金よりなる複合材料にて形成されたブロ
ック試験片Ａ_０〜Ａ₁₀₀及びアルミニウム合金（ＪＩＳ
規格ＡＣ８Ａ）のみよりなる熱処理Ｔ_６が施されたブロ
ック試験片Ａを作成し、各ブロック試験片について軸受
鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、Ｈv ＝８１０）製の円筒試験
片を相手部材とする摩耗試験を実施例１の場合と同一の
条件にて行った。この摩耗試験の結果を第６図に示す。
尚第６図に於て、上半分はブロック試験片の摩耗量（摩
耗痕深さμ）を表わしており、下半分は相手部材である
円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を表わしており、横
軸は強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比
（％）を表わしている。

第６図より、アルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維に
於て強化されたアルミニウム合金よりなるブロック試験
片の摩耗量はアルミニウム合金のみよりなるブロック試
験片Ａの摩耗量に比して遥かに小さい値であることが解
る。またブロック試験片の摩耗量はアルミナ繊維の体積
比の増大につれて低下し、特にアルミナ繊維の体積比が
０〜６０％の範囲に於て著しく低下し、アルミナ繊維の
体積比が８０％以上の領域に於ては実質的に一定の値に
なることが解る。また円筒試験片の摩耗量はアルミナ繊
維の体積比の増大につれて実質的に線形的に僅かに増大
することが解る。従って鋼を相手部材とする場合に於て
ブロック試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減する
ためには、アルミナ繊維の体積比は２０〜９０％、特に
４０〜８０％であることが好ましいことが解る。

また実施例１の場合と同様に複合則が成立するものと仮
定し、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比を
Ｘ％とすれば、Ｘ＝０％である場合のブロック試験片の
摩耗量は３２μであり、Ｘ＝１００％である場合のブロ
ック試験片の摩耗量は１０μであるので、Ｘ＝０〜１０
０％の範囲に於けるブロック試験片の摩耗量は Ｙ＝（３２−１０）×／１００＋１０ であるものと推測される。

第６図に於ける仮想線はかかる複合則に基づくブロック
試験片の摩耗量の推測値を表わしている。また第７図は
かかる複合則に基づくブロック試験片の摩耗量の推測値
と実測値との差ΔＹを強化繊維の総量に対するアルミナ
繊維の体積比Ｘを横軸にとって示している。第６図及び
第７図より、ブロック試験片の摩耗量はハイブリッド化
の効果によりアルミナ繊維の体積比Ｘの値に拘らず推測
値よりも小さく、特に体積比Ｘが５〜８０％の範囲に於
て、更には１０〜７０％の範囲に於て推測値より著しく
低減されることが解る。

実施例３ 上述の実施例１に於て製造された複合材料Ａ_０、Ａ_１、
Ａ₁₀₀より実施例１の場合と同一寸法のブロック試験片
を作成し、各ブロック試験片について接触面圧が２０kg
／mm^２、４０kg／mm^２、５６kg／mm^２に設定された点に
除き、上述の実施例１の場合と同一の条件にて摩耗試験
を行った。この摩耗試験の結果を第８図に示す。尚第８
図に於て上半分はブロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さ
μ）を表わしており、下半分は円筒試験片の摩耗量（摩
耗減量mg）を表わしており、横軸は接触面圧（kg／m
m^２）を表わしている。

第８図より、ブロック試験片及び円筒試験片の摩耗量は
接触面圧の増大につれて増大し、その増大率は強化繊維
の総量に対するアルミナ繊維の体積比が高い程小さく、
アルミナ繊維の体積比が５％の如く小さい値であっても
ブック試験片及び円筒試験片の摩耗量の増大率を大きく
低減し得ることが解る。

実施例４ 下記の表４に示されたＩＣＩ株式会社製のアルミナ繊維
（商品名「サフィル」）と下記の表５に示されたイソラ
イト・バブコック耐火株式会社製のアルミナ−シリカ繊
維（商品名「カオウール」）とを使用して、上述の実施
例１の場合と同一の要領の真空成形法により、互いに均
一に混合された種々の体積比のアルミナ繊維とアルミナ
−シリカ繊維とよりなる８０×８０×２０mmの繊維成形
体を形成した。次いで上述の実施例１の場合と同様の要
領の高圧鋳造法（溶湯温度１１００℃、溶湯に対する加
圧力１０００kg／cm²）にて、アルミナ繊維とアルミナ
−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化繊維と
し銅合金（Ｃu −１０wt％Ｓn ）をマトリックス金属と
する複合材料を製造した。次いで各複合材料より大きさ
が１６×６×１０mmであり、その一つの面（１６×１０
mm、第１図の x−y 平面に垂直）を試験面とするブロッ
ク試験片Ｂ_０〜Ｂ₁₀₀を機械加工によって作成した。尚
上述の各複合材料Ｂ_０〜Ｂ₁₀₀のアルミナ繊維及びアル
ミナ−シリカ繊維の体積率、強化繊維の総体積率、強化
繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比はそれぞれ下
記の表６に示されている通りであった。

また比較の目的で、銅合金（Ｃu −１０wt％Ｓn ）のみ
よりなる同一寸法のブロック試験片Ｂを作成した。

次いで各ブロッ試験片について上述の実施例２の場合と
同一の条件にて軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、Ｈv ＝８
１０）製の円筒試験片を相手部材とする摩耗試験を行っ
た。この摩耗試験の結果を第９図に示す。第９図に於
て、上半分はブロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ）
を表わしており、下半分は相手部材である円筒試験片の
摩耗量（摩耗減量mg）を表わしており、横軸は強化繊維
の総量に対するアルミナ繊維の体積比（％）を表わして
おり、仮想線は複合則に基づくブロック試験片の摩耗量
の推測値を表わしている。

第９図より、アルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維に
て強化された銅合金よりなるブロック試験片の摩耗量は
銅合金のみよりなるブロック試験片Ｂの摩耗量に比して
遥かに小さい値であることが解る。またこの実施例に於
てもブロック試験片の摩耗量はアルミナ繊維の体積比の
増大につれて低下し、特にアルミナ繊維の体積比が０〜
４０％の範囲に於て比較的大きく低下し、アルミナ繊維
の体積比が６０％以上の領域に於ては実質的に一定の値
になることが解る。また円筒試験片の摩耗量は比較的小
さい値の範囲内に於てアルミナ繊維の体積比の増大につ
れてごく僅かに増大することが解る。従ってマトリック
ス金属が銅合金である場合にも、鋼を相手部材とする場
合に於けるブロック試験片及び円筒試験片両方の摩耗量
を低減するためには、アルミナ繊維の体積比は２０〜９
０％、特に４０〜８０％であることが好ましいことが解
る。

また第１０図は複合則に基づくブロック試験片の摩耗量
の推測値と実測値ΔＹを強化繊維の総量に対するアルミ
ナ繊維の体積比Ｘを横軸にとって示す第５図及び第７図
と同様のグラフである。第９図及び第１０図より、ブロ
ック試験片の摩耗量はハイブリッド化の効果によりアル
ミナ繊維の体積比Ｘの値に拘らず推測値よりも小さく、
特に体積比Ｘが１０〜７０％の範囲に於て、更には２０
〜６０％の範囲に於て推測値より著しく低減されること
が解る。

実施例５ αアルミナ含有率が３４％、４８％、８３％である点を
除き上掲の表１に示されたアルミナ繊維と同一の諸元の
ＩＣＩ株式会社製の三種類のアルミナ繊維（商品名「サ
フィル」）と上掲の表２に示されたアルミナ−シリカ繊
維とを使用して、上述の実施例１の場合と同一の要領の
真空成形法により、互いに均一に混合された種々の体積
比のアルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とよりなる８
０×８０×２０mmの繊維形成体を形成した。次いで上述
の実施例１の場合と同様の要領の高圧鋳造法（溶湯温度
７３０℃、溶湯に対する加圧力１５００kg／cm²）にて
アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）をマトリック
ス金属とし、強化繊維の総体積率が７．５％であり、強
化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比が０％、２
０％、４０％、６０％、８０％、１００％である１８種
類の複合材料を製造し、各複合材料に対し熱処理Ｔ_６を
施した。

次いでかくして得られた複合材料より摩擦摩耗試験用の
ブロック試験片を形成し、上述の実施例１の場合と同一
の条件にて球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０、Ｈv
＝２５０）製の円筒試験片を相手部材とする摩耗試験を
行った。この摩耗試験の結果を第１１図に示す。第１１
図に於て、上半分はブロック験片の摩耗量（摩耗痕深さ
μ）を表しており、下半分は相手部材である円筒試験片
の摩耗量（摩耗減量mg）を表しており、横軸は強化繊維
の総量に対するアルミナ繊維の体積比（％）を表わして
いる。

第１１図より、鋳鉄を相手材とする場合に於てブロック
試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するに好まし
いアルミナ繊維の体積比の範囲５〜５０％に於てブロッ
ク試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するために
は、アルミナ繊維のαアルミナ含有量は５０％以下の如
く比較的少い値であることが好ましいことが解る。

実施例６ αアルミナ含有率が０wt％、４wt％、１６wt％、２５wt
％、３４wt％、４８wt％、６２wt％、８３wt％、１００
wt％である点を除き上掲の表１に示されたアルミナ繊維
と同一の諸元のアルミナ繊維と、上掲の表２に示された
アルミナ−シリカ繊維とを使用して、上述と実施例１の
場合と同一の要領及び同一の条件にてアルミナ繊維とア
ルミナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化
繊維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）を
マトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が６％であ
り、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比が３
０％である複合材料を製造し、各複合材料に対し熱処理
Ｔ_６を施した。

次いで各複合材料より摩擦摩耗試験用のブロック試験片
を形成し、上述の実施例１の場合と同一の条件にて球状
黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０、Ｈv ＝２５０）製の
円筒試験片を相手部材とする摩耗試験を行った。この摩
耗試験の結果を第１２図に示す。第１２図に於て、上半
分はブロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ）を表わし
ており、下半分は相手部材である円筒試験片の摩耗量
（摩耗減量mg）を表わしており、横軸はアルミナ繊維の
αアルミナ含有率（wt％）を表わしている。

第１２図より、ブロック試験片の摩耗量はαアルミナ含
有率が５〜９５wt％、特に１０〜８５wt％の範囲に於て
小さい値であり、円筒試験片の摩耗量はαアルミナ含有
率が５〜６０wt％、特に１０〜５０wt％の範囲に於て小
さい値になり、従って鋳鉄を相手部材とする場合に於け
るブロック試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減す
るためには、アルミナ繊維のαアルミナ含有率は５〜６
０wt％、特に１０〜５０wt％であることが好ましいこと
が解る。

実施例７ 上述の実施例２の場合と同一の要領及び同一の条件に
て、αアルミナ含有率が４wt％、３４wt％、４８wt％、
１００wt％である点を除き上掲の表１に示されたアルナ
繊維と同一の諸元のアルミナ繊維と、上掲の表２に示さ
れたアルミナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維
を強化繊維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８
Ａ）をマトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が
７．５％であり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維
の体積比が０％、２０％、６０％、１００％である１６
種類の複合材料を製造し、各複合材料に対し熱処理Ｔ_６
を施した。

次いで各複合材料より摩擦摩耗試験用のブロック試験片
を形成し、上述の実施例２の場合と同一の条件にて軸受
鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、Ｈv ＝８１０）製の円筒試験
片を相手部材とする摩耗試験を行った。この摩耗試験の
結果を第１３図に示す。第１３図に於て、上半分はブロ
ック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ）を表わしており、
下半分は相手部材である円筒試験片の摩耗量（摩耗減量
mg）を表わしており、横軸は強化繊維の総量に対するア
ルミナ繊維の体積比（％）を表わしている。

第１３図より、鋼を相手部材とする場合に於てブロック
試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するために
は、アルミナ繊維のαアルミナ含有率は３４％前後の如
く比較的小さい値であることが好ましく、またアルミナ
繊維のαアルミナ含有率が３４％の如く比較的小さい値
である場合には、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維
の体積比が比較的高い領域に於ても円筒試験片の摩耗量
を小さい値に維持することができることが解る。

実施例８ 上述の実施例６に於て使用されたαアルミナ含有率が種
々の値であるアルミナ繊維と上掲の表２に示されたアル
ミナ−シリカ繊維とを使用して、上述の実施例１の場合
と同一の要領及び同一の条件にて、アルミナ繊維とアル
ミナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化繊
維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）をマ
トリックス金属とし、強化繊維の総体積率が８％であ
り、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比が５
０％である複合材料を製造し、各複合材料に対し熱処理
Ｔ_６を施した。

次いで各複合材料より摩擦摩耗試験用のブロック試験片
を形成し、上述の実施例１の場合と同一の条件にて軸受
鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、Ｈv ＝８１０）製の円筒試験
片を相手部材とする摩耗試験を行った。この摩耗試験の
結果を第１４図に示す。尚第１４図に於て、上半分はブ
ロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ）を表わしてお
り、下半分は円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を表わ
しており、横軸はアルミナ繊維のαアルミナ含有率（wt
％）を表わしている。

第１４図より、ブロック試験片の摩耗量はアルミナ繊維
のαアルミナ含有率が５〜６０wt％の範囲又は７０wt％
以上の場合に、特に１０〜５０wt％の範囲又は７５wt％
以上の場合に小さく、円筒試験片の摩耗量はαアルミナ
含有率が５〜６０wt％、特に１０〜５０wt％の場合に小
さく、従って鋼を相手部材とする場合に於てブロック試
験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するためには、
アルミナ繊維のαアルミナ含有率は５〜６０wt％、特に
１０〜５０wt％であることが好ましいことが解る。

実施例９ 上述の実施例１に於て使用されたアルミナ繊維及びアル
ミナ−シリカ繊維を使用して、上述の実施例１の場合と
同一の要領及び同一の条件にてアルミナ繊維とアルミナ
−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化繊維と
し、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）をマトリ
ックス金属とし、強化繊維の総体積率が２．７％及び
５．７％であり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維
の体積比が０％、２０％、４０％、６０％、８０％、１
００％である１２種類の複合材料を製造し、各複合材料
に対し熱処理Ｔ_６を施した。

次いで各複合材料より摩擦摩耗試験用のブロック試験片
を形成し、上述の実施例１の場合と同一の条件にて球状
黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０、Ｈv ＝２５０）製の
円筒試験片を相手部材とする摩耗試験を行った。この摩
耗試験の結果を第１５図に示す。尚第１５図に於て、上
半分はブロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ）を表わ
しており、下半分は円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）
を表わしており、横軸は強化繊維の総量に対するアルミ
ナ繊維の体積比（％）を表わしている。

第１５図より、ブロック試験片の摩耗量は強化繊維の総
体積率が大きい値である場合に小さくなるが、円筒試験
片の摩耗量は強化繊維の総体積率が小さい場合に小さい
値になることが解る。また円筒試験片の摩耗量は強化繊
維の総体積率が５．７％である場合には、強化繊維の総
量に対するアルミナ繊維の体積比が４０〜６０％、特に
５０〜６０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増
大につれて著しく増大することが解る。

実施例１０ 上述の実施例１に於て使用されたアルミナ繊維及びアル
ミナ−シリカ繊維を使用して、上述の実施例１の場合と
同一の要領及び同一の条件にてアルミナ繊維とアルミナ
−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化繊維と
し、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）をマトリ
ックス金属とし、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維
の体積比が３０％であり、強化繊維の総体積率が１％、
１０％、２０％、３０％、３５％である複合材料を製造
し、各複合材料に対し熱処理Ｔ_６を施した。次いでかく
して製造された各複合材料より大きさが１６×６×１０
mmであり、その一つの面（１６×１０mm、第１図の x−
y 平面に垂直）を試験面とするブロック試験片を形成し
た。また比較の目的でアルミニウム合金のみよりなり熱
処理Ｔ_６が施された同一寸法のブロック試験片を形成し
た。

次いで各ブロック試験片について上述の実施例１の場合
と同一の条件にて球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７
０、Ｈv ＝２５０）製の円筒試験片を相手部材とする摩
耗試験を行った。この摩耗試験の結果を第１６図に示
す。尚第１６図に於て、上半分はブロック試験片の摩耗
量（摩耗痕深さμ）を表わしており、下半分は円筒試験
片の摩耗量（摩耗減量mg）を表わしており、横軸は強化
繊維の総体積率（％）を表わしている。

第１６図より、ブロック試験片の摩耗量は強化繊維の総
体積率が１％以上、特に２％以上、更には５％以上の場
合に小さく、円筒試験片の摩耗量は強化繊維の総体積率
が２０％、特に２５％を越えると急激に増大することが
解る。従って鋳鉄を相手部材とする場合に於てブロック
試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するために
は、強化繊維の総体積率は１〜２５％、特に２〜２０％
であることが好ましいことが解る。

実施例１１ αアルミナ含有率が８％である点を除き上掲の表１に示
されたアルミナ繊維と同一のアルミナ繊維及び上掲の表
２に示されたアルミナ−シリカ繊維を使用して、上述の
実施例１の場合と同一の要領及び同一の条件にてアルミ
ナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド
繊維を強化繊維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ）をマトリックス金属とし、強化繊維の総体積率
が５．６％、１５％、２０％であり、強化繊維の総量に
対するアルミナ繊維の体積比が０％、２０％、６０％、
１００％である１２種類の複合材料を製造し、各複合材
料に対し熱処理Ｔ_６を施した。

次いで各複合材料より摩擦摩耗試験用のブロック試験片
を形成し、上述の実施例１の場合と同一の条件にて軸受
鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、Ｈv ＝８１０）製の円筒試験
片を相手部材とする摩耗試験を行った。この摩耗試験の
結果を第１７図に示す。尚第１７図に於て、上半分はブ
ロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ）を表わしてお
り、下半分は円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を表わ
しており、横軸は強化繊維の総量に対するアルミナ繊維
の体積比（％）を表わしている。

第１７図より、鋼を相手部材とする場合にも、ブロック
試験片の摩耗量は強化繊維の総体積率が高くなるにつれ
て小さい値になるのに対し、円筒試験片の摩耗量は強化
繊維の総体積率が高くなるにつれて増大することが解
る。

実施例１２ 上述の実施例１１に於て使用されたアルミナ繊維及びア
ルミナ−シリカ繊維を使用して、上述の実施例１の場合
と同一の要領及び同一の条件にてアルミナ繊維とアルミ
ナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化繊維
とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）をマト
リックス金属とし、強化繊維の総量に対するアルミナ繊
維の体積比が５０％であり、強化繊維の総体積率が１
％、１０％、２０％、３０％、３５％である複合材料を
製造し、各複合材料に対し熱処理Ｔ_６を施した。次いで
各複合材料より摩擦摩耗試験用のブロック試験片を形成
した。また比較の目的でアルミニウム合金（ＪＩＳ規格
ＡＣ８Ａ）のみよりなり熱処理Ｔ_６が施された同一寸法
のブロック試験片を形成した。

次いで各ブロック試験片について上述の実施例１の場合
と同一の条件にて軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、Ｈv ＝
８１０）製の円筒試験片を相手部材とする摩耗試験を行
った。この摩耗試験の結果を第１８図に示す。尚第１８
図に於て、上半分はブロック試験片の摩耗量（摩耗痕深
さμ）を表わしており、下半分は円筒試験片の摩耗量
（摩耗減量mg）を表わしており、横軸は強化繊維の総体
積率（％）を表わしている。

第１８図より、ブロック試験片の摩耗量は強化繊維の総
体積率が１％以上、特に３％以上、更には１０％以上の
場合に小さく、円筒試験片の摩耗量は強化繊維の総体積
率が２５％、特に３０％を越えると急激に増大すること
が解る。従って鋼を相手部材とする場合に於てブロック
試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するために
は、強化繊維総体積率は１〜３０％、特に３〜２５％で
あることが好ましいことが解る。

実施例１３ 下記の表７に示されたアルミナ繊維及び下記の表８に示
されたアルミナ−シリカ繊維を使用して、上述の実施例
１の場合と同一の要領及び同一の条件にてアルミナ繊維
とアルミナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を
強化繊維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８
Ａ）をマトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が７
％であり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積
率が０％、２０％、４０％、６０％、８０％、１００％
である複合材料を製造し、各複合材料に対し熱処理Ｔ_６
を施した。

次いで各複合材料より長手方向が第１図の x−y 平面に
沿う引張り試験片を形成した。また比較の目的でアルミ
ニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）のみよりなり熱処理
Ｔ_６が施された引張り試験片を形成した。次いでこれら
の引張り試験片について室温及び２５０℃に於て引張り
試験を行った。その結果を第１９図に示す。尚第１９図
に於て、横軸は強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の
体積比（％）を表わしている。

第１９図より、室温及び２５０℃のいずれに於ても複合
材料の引張り強さはアルミナ繊維の体積比が０〜６０％
の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増大と共に上昇
し、アルミナ繊維の体積比が６０％以上の領域に於ては
実質的に一定の値になることが解る。また複合材料の室
温に於ける複合材料の引張り強さはアルミナ繊維の体積
比が０〜５０％の範囲に於てはアルミニウム合金の引張
り強さよりも低い値になるが、２５０℃に於ける複合材
料の引張り強さはアルミナ繊維の体積比の如何に拘らず
アルミニウム合金の引張り強さよりも高い値であり、従
ってアルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とよりなるハ
イブリッド繊維にて強化されたアルミニウム合金は高温
強度に優れていることが解る。

実施例１４ 上述の実施例１に於て使用されたアルミナ繊維及びアル
ミナ−シリカ繊維を用いて上述の実施例１の場合と同様
の要領にて繊維成形体を形成し、該繊維成形体を強化材
とし、マグネシウム合金（ＪＩＳ規格ＭＤＣ１−Ａ）を
マトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が１０％で
あり、強化繊維と総量に対するアルミナ繊維の体積比が
３０％である複合材料を高圧鋳造法（湯温６９０℃、溶
湯に対する加圧力１５００kg／cm²）にて製造し、該複
合材料より大きさが１６×６×１０mmであり、その一つ
の面（１６×１０mm、第１図の x−y 平面に垂直）を試
験面とするブロック試験片Ｃ_１を作成した。

また上述の実施例１に於て使用されたアルミナ繊維及び
アルミナ−シリカ繊維を用いて、上述の実施例１の場合
と同様の要領にて繊維成形体を形成し、該繊維成形体を
強化材とし、亜鉛合金（ＪＩＳ規格ＺＤＣ１）、鉛合金
（ＪＩＳ規格ＷＪ８）、スズ合金（ＪＩＳ規格ＷＪ２）
をマトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が１０％
であり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比
が３０％である複合材料を高圧鋳造法（それぞれ湯温５
００℃、４１０℃、３３０℃、溶湯に対する加圧力５０
０kg／cm²）にて製造し、各複合材料より大きさが１６
×１６×１０mmであり、その一つの面（１６×１０mm、
第１図の x−y 平面に垂直）を試験面とするブロック試
験片Ｄ_１〜Ｆ_１を作成した。更に比較の目的で、マグネ
シウム合金（ＪＩＳ規格ＭＤＣ１−Ａ）、亜鉛合金（Ｊ
ＩＳ規格ＺＤＣ１）、鉛合金（ＪＩＳ規格ＷＪ８）、ス
ズ合金ＪＩＳ規格ＷＪ２）のみよりなる同一寸法のブロ
ック試験片Ｃ_０〜Ｆ_０を作成した。

次いでブロック試験片Ｃ_０、Ｃ_１については上述の実施
例１の場合と同一の条件にて、また他のブロック試験片
については面圧が５kg／cm²、試験時間が３０分にそれ
ぞれ設定された点を除き上述の実施例１の場合と同一の
条件にて、球状黒鉛鋳造（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０、Ｈv
＝２５０）製の円筒試験片を相手部材とする摩耗試験を
行った。この摩耗試験の結果を下記の表９に示す。尚表
９に於て、ブロック試験片の摩耗量比率とはそれぞれブ
ロック試験片Ｃ_０〜Ｆ_０の摩耗量（摩耗痕深さmm）に対
するブロック試験片Ｃ_１〜Ｆ_１の摩耗量（摩耗痕深さm
m）の百分率を意味し、円筒試験片の摩耗量とはブロッ
ク試験片Ｃ_１〜Ｆ_１と摩擦された円筒試験片の摩耗量
（摩耗減量mg）を意味する。尚ブロック試験片Ｃ_０と摩
擦された円筒試験片の摩耗量は０．３mgであり、ブロッ
ク試験片Ｄ_０〜Ｆ_０と摩擦された円筒試験片の摩耗量は
測定不可能なほど小さく、実質的に０であった。

表９より、アルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とより
なるバイブリッド繊維にてマグネシウム合金、亜鉛合
金、鉛合金、スズ合金を強化すれば、相手材の摩耗量を
実質的に増大させることなくそれらの合金の摩耗量を大
幅に低減し得ることが解る。この実施例の結果より、マ
トリックス金属がマグネシウム合金、スズ合金、鉛合
金、亜鉛合金であって相手材が鋳鉄である場合にも、ハ
イブリッド繊維の体積率、非繊維化粒子の総量、粒径１
５０μ以上の非繊維化粒子の含有量、アルミナ繊維のα
アルミナ含有率などが本発明の範囲に属する場合には、
ブロック試験片及び円筒試験片両方の摩耗量が非常に小
さい値になることが解る。

実施例１５ 上述の実施例１に於て使用されたアルミナ繊維及びアル
ミナ−シリカ繊維を使用して上述の実施例１の場合と同
様の要領にて繊維成形体を形成し、該繊維成形体を強化
材とし、マグネシウム合金（ＪＩＳ規格ＭＤＣ１−Ａ）
をマトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が１０％
であり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比
が５０％である複合材料を高圧鋳造法（湯温６９０℃、
溶湯に対する加圧力１５００kg／cm²）にて製造し、該
複合材料より大きさが１６×６×１０mmであり、その一
つの面（１６×１０mm、第１図の x−y 平面に垂直）を
試験面とするブロック試験片Ｃ_２を作成した。

また上述と実施例１に於て使用されたアルミナ繊維及び
アルミナ−シリカ繊維を用いて、上述の実施例１の場合
と同様の要領にて繊維成形体を形成し、該繊維成形体を
強化材とし、亜鉛合金（ＪＩＳ規格ＺＤＣ１）、鉛合金
（ＪＩＳ規格ＷＪ８）、スズ合金（ＪＩＳ規格ＷＪ２）
をマトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が１０％
であり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比
が５０％である複合材料を高圧鋳造法（それぞれ湯温５
００℃、４１０℃、３３０℃、溶湯に対する加圧力５０
０kg／cm²）にて製造し、各複合材料より大きさが１６
×１６×１０mmであり、その一つの面（１６×１０mm、
第１図の x−y 平面に垂直）を試験面とするブロック試
験片Ｄ_２〜Ｆ_２を作成した。更に比較の目的で、マグネ
シウム合金（ＪＩＳ規格ＭＤＣ１−Ａ）、亜鉛合金（Ｊ
ＩＳ規格ＺＤＣ１）、鉛合金（ＪＩＳ規格ＷＪ８）、ス
ズ合金ＪＩＳ規格ＷＪ２）のみよりなる同一寸法のブロ
ック試験片Ｃ_０〜Ｆ_０を作成した。

次いでブロック試験片Ｃ_０、Ｃ_２については上述の実施
例１の場合と同一の条件にて、また他のブロック試験片
については面圧が５kg／cm²、試験時間が３０分にそれ
ぞれ設定された点を除き上述の実施例１の場合と同一の
条件にて、軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、Ｈv ＝８１
０）製の円筒試験片を相手部材とする摩耗試験を行っ
た。この摩耗試験の結果を下記の表１０に示す。尚表１
０に於て、ブロック試験片の摩耗量比率とはそれぞれブ
ロック試験片Ｃ_０〜Ｆ_０の摩耗量（摩耗痕深さmm）に対
するブロック試験片Ｃ_２〜Ｆ_２の摩耗量（摩耗痕深さm
m）の百分率を意味し、円筒試験片の摩耗量とはブロッ
ク試験片Ｃ_２〜Ｆ_２と摩擦された円筒試験片の摩耗量
（摩耗減量mg）を意味する。尚ブロック試験片Ｃ_０〜Ｆ
_０と摩擦された円筒試験片の摩耗量は測定不可能なほど
小さく、実質的に０であった。

表１０より、アルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とよ
りなるハイブリッド繊維にてマグネシウム合金、亜鉛合
金、鉛合金、スズ合金を強化すれば、相手材の摩耗量を
実質的に増大させることなくそれらの合金の摩耗量を大
幅に低減し得ることが解る。この実施例の結果より、マ
トリックス金属がマグネシウム合金、スズ合金、鉛合
金、亜鉛合金であって相手材が鋼である場合にも、ハイ
ブリッド繊維の体積率、非繊維化粒子の総量、粒径１５
０μ以上の非繊維化粒子の含有量、アルミナ繊維のαア
ルミナ含有率などが本発明の範囲に属する場合には、ブ
ロック試験片及び円筒試験片両方の摩耗量が非常に小さ
い値になることが解る。

尚上述の実施例１〜１５の摩耗試験と同様の摩耗試験を
クロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＣr ４２０）、ステンレス鋼
（ＪＩＳ規格ＳＵＳ３４０）、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ規格
ＦＣ２３）を相手材として各実施例と同一の条件にて行
なったところ、それぞれ対応する各実施例の結果と同様
の結果が得られた。

以上に於ては本発明を本願発明者等が行った実験的研究
の一部との関連に於て種々の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維よりな
る繊維成形体の繊維配向状態を示す斜視図、第２図は高
圧鋳造法による複合材料の製造工程を示す解図、第３図
は第２図の高圧鋳造により形成された凝固体を示す斜視
図、第４図はアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を
強化繊維としアルミニウム合金をマトリックス金属とす
る複合材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて行われた摩耗試験
の結果を、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積
比を横軸にとって示すグラフ、第５図は第４図に示され
たデータに基づき複合材料の摩耗量の複合則に基づく推
測値と実測値との差を強化繊維の総量に対するアルミナ
繊維の体積比を横軸にとって示すグラフ、第６図はアル
ミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強化繊維としアル
ミニウム合金をマトリックス金属とする複合材料と軸受
鋼との間にて行われた摩耗試験の結果を、強化繊維の総
量に対するアルミナ繊維の体積比を横軸にとって示すグ
ラフ、第７図は第６図に示されたデータに基づき複合材
料の摩耗量の複合則に基づく推測値と実測値との差を強
化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比を横軸にと
って示すグラフ、第８図はアルミナ繊維及びアルミナ−
シリカ繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマトリッ
クス金属する複合材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて接触面
圧を種々の値に設定して行われた摩耗試験の結果を接触
面圧を横軸にとって示すグラフ、第９図はアルミナ繊維
及びアルミナ−シリカ繊維を強化繊維とし銅合金をマト
リックス金属とする複合材料と軸受鋼との間にて行われ
た摩耗試験の結果を強化繊維の総量に対するアルミナ繊
維の体積比を横軸にとって示すグラフ、第１０図は第９
図に示されたデータに基づき複合材料の摩耗量の複合則
に基づく推測値と実測値と差を強化繊維の総量に対する
アルミナ繊維の体積比を横軸にとって示すグラフ、第１
１図はαアルミナ含有率が種々の値に設定されたアルミ
ナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強化繊維としアルミ
ニウム合金をマトリックス金属とする複合材料と球状黒
鉛鋳鉄との間にて行われた摩耗状態の結果を、強化繊維
の総量に対するアルミナ繊維の体積比を横軸にとって示
すグラフ、第１２図はαアルミナ含有率が種々の値に設
定されたアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強化
繊維としアルミニウム合金をマトリックス金属とする複
合材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて行われた摩耗試験の結
果をアルミナ繊維のαアルミナ含有率を横軸にとって示
すグラフ、第１３図はαアルミナ含有率が種々の値に設
定されたアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強化
繊維としアルミニウム合金をマトリックス金属とする複
合材料と軸受鋼との間にて行われた摩耗試験の結果を、
強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比を横軸に
とって示すグラフ、第１４図はαアルミナ含有率が種々
の値に設定されたアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊
維を強化繊維としアルミニウム合金をマトリックス金属
とする複合材料と軸受鋼との間にて行われた摩耗試験の
結果をアルミナ繊維のαアルミナ含有率を横軸にとって
示すグラフ、第１５図はアルミナ繊維及びアルミナ−シ
リカ繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマトリック
ス金属とし、強化繊維の総体積率が異なる２種類の複合
材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて行われた摩耗試験の結果
を、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比を横
軸にとって示すグラフ、第１６図はアルミナ繊維及びア
ルミナ−シリカ繊維を強化繊維としアルミニウム合金を
マトリックス金属とし強化繊維の総体積率が種々の値に
設定された複合材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて行われた
摩耗試験の結果を強化繊維の総体積率を横軸にとって示
すグラフ、第１７図はアルミナ繊維及びアルミナ−シリ
カ繊維を強化繊維繊維とし、アルミニウム合金をマトリ
ックス金属とし強化繊維の総体積率が異なる３種類の複
合材料と軸受鋼との間にて行われた摩耗試験の結果を、
強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比を横軸に
とって示すグラフ、第１８図はアルミナ繊維及びアルミ
ナ−シリカ繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマト
リックス金属とし強化繊維の総体積率が種々の値に設定
された複合材料と軸受鋼との間にて行われた摩耗試験の
結果を強化繊維の総体積率を横軸にとって示すグラフ、
第１９図はアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強
化繊維としアルミニウム合金をマトリックス金属とする
複合材料について室温及び２５０℃に於て行われた引張
り試験の結果を、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維
の体積比を横軸にとって示すグラフである。 １……繊維成形体，１′……複合材料，２……アルミナ
繊維，２a ……アルミナ−シリカ繊維，３……鋳型，４
……モールドキャビティ，５……溶湯，６……プランジ
ャ，７……凝固体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 18/00 21/00 Ｅ 23/00 32/00

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】８０wt％以上のＡl _２Ｏ_３、残部実質的に
   Ｓi Ｏ_２なる組成を有するアルミナ繊維と、３５〜６５
   wt％Ａl _２Ｏ_３、６５〜３５wt％Ｓi Ｏ_２なる組成を有
   する非晶質アルミナ−シリカ繊維との実質的に均一な混
   合物よりなるハイブリッド繊維を強化繊維とし、アルミ
   ニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、スズ及びこれら
   を主成分とする合金よりなる群より選択された金属をマ
   トリックス金属とし、前記ハイブリッド繊維の体積率が
   １％以上であるアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維
   強化金属複合材料。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項のアルミナ繊維及び
   アルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料に於て、前記ア
   ルミナ繊維のαアルミナ含有率は５〜６０wt％であるこ
   とを特徴とするアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維
   強化金属複合材料。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項のアルミ
   ナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料に於
   て、前記ハイブリッド繊維中の前記アルミナ繊維の体積
   比は２．５〜５０％であり、前記ハイブリッド繊維の体
   積率は１〜２５％であることを特徴とするアルミナ繊維
   及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項又は第２項のアルミ
   ナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料に於
   て、前記ハイブリッド繊維中の前記アルミナ繊維の体積
   比は２０〜９０％であり、前記ハイブリッド繊維の体積
   率は１〜３０％であることを特徴とするアルミナ繊維及
   びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
   かのアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複
   合材料に於て、前記アルミナ−シリカ繊維の体積率は２
   ２．５％以下であることを特徴とするアルミナ繊維及び
   アルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
   かのアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複
   合材料に於て、前記アルミナ−シリカ繊維の前記集合体
   中に含まれる非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ以上
   の非繊維化粒子含有量はそれぞれ１７wt％以下、７wt％
   以下であることを特徴とするアルミナ繊維及びアルミナ
   −シリカ繊維強化金属複合材料。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれ
   かのアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複
   合材料に於て、前記アルミナ繊維のαアルミナ含有率は
   １０〜５０wt％であることを特徴とするアルミナ繊維及
   びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。
8. 【請求項８】８０wt％以上のＡl _２Ｏ_３、残部実質的に
   Ｓi Ｏ_２なる組成を有するアルミナ繊維と、３５〜６５
   wt％Ａl _２Ｏ_３、６５〜３５wt％Ｓi Ｏ_２、１０wt％以
   下のＣa Ｏ、Ｍg Ｏ、Ｎa _２Ｏ、Ｆe _２Ｏ_３、Ｃr _２Ｏ
   _３、Ｚr Ｏ_２、Ｔi Ｏ_２、Ｐb Ｏ、Ｓn Ｏ_２、Ｚn Ｏ、
   Ｍo Ｏ_３、Ｎi Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｍn Ｏ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｖ_２
   Ｏ_５、Ｃu Ｏ、Ｃo _３Ｏ_４の一種以上の金属酸化物なる
   組成を有する非晶質アルミナ−シリカ繊維との実質的に
   均一な混合物よりなるハイブリッド繊維を強化繊維と
   し、アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、スズ
   及びこれらを主成分とする合金よりなる群より選択され
   た金属をマトリックス金属とし、前記ハイブリッド繊維
   の体積率が１％以上であるアルミナ繊維及びアルミナ−
   シリカ繊維強化金属複合材料。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第８項のアルミナ繊維及び
   アルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料に於て、前記ア
   ルミナ繊維のαアルミナ含有率は５〜６０wt％であるこ
   とを特徴とするアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維
   強化金属複合材料。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第８項又は第９項のアル
    ミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料に
    於て、前記ハイブリッド繊維中の前記アルミナ繊維の体
    積比は２．５〜５０％であり、前記ハイブリッド繊維の
    体積率は１〜２５％であることを特徴とするアルミナ繊
    維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。
11. 【請求項１１】特許請求の範囲第８項又は第９項のアル
    ミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料に
    於て、前記ハイブリッド繊維中の前記アルミナ繊維の体
    積比は２０〜９０％であり、前記ハイブリッド繊維の体
    積率は１〜３０％であることを特徴とするアルミナ繊維
    及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。
12. 【請求項１２】特許請求の範囲第８項乃至第１１項のい
    ずれかのアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金
    属複合材料に於て、前記アルミナ−シリカ繊維の体積率
    は２２．５％以下であることを特徴とするアルミナ繊維
    及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。
13. 【請求項１３】特許請求の範囲第８項乃至第１２項のい
    ずれかのアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金
    属複合材料に於て、前記アルミナ−シリカ繊維の前記集
    合体中に含まれる非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ
    以上の非繊維化粒子含有量はそれぞれ１７wt％以下、７
    wt％以下であることを特徴とするアルミナ繊維及びアル
    ミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。
14. 【請求項１４】特許請求の範囲第８項乃至第１３項のい
    ずれかのアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維強化金
    属複合材料に於て、前記アルミナ繊維のαアルミナ含有
    率は１０〜５０wt％であることを特徴とするアルミナ繊
    維及びアルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料。