JPH075312A

JPH075312A - 金属マトリックス複合材料支持体を有する反射体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH075312A
Application number: JP6096448A
Authority: JP
Inventors: Henri Abiven; アビバンアンリ
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1995-01-10
Also published as: DE69411228T2; DE69411228D1; EP0624807A1; US5564066A; EP0624807B1; FR2706630B1; FR2706630A1; US5518383A

Abstract

(57)【要約】【目的】光線を反射するのに適する金属反射面を有す
る反射体であって、寸法安定性と耐久性に優れる新規な
反射体及びその安価な製造方法を提供する。【構成】金属マトリックス複合材料支持体上の反射金
属層を含む反射体の製造方法において、反射体の所望と
する寸法形状に少なくともほぼ等しい形状の反射面を有
する金属層を、所望の寸法形状を相補する寸法形状を有
する型表面の上に堆積し、複合材料支持体を構成するに
適切なファイバーを該金属層の上に予張りし、該ファイ
バーは該金属マトリックスに適合する金属又は金属間化
合物でメタライズし、該金属層と該メタライズしたファ
イバーを、該反射面が該型表面に充分な圧力で押しつけ
られるような熱圧条件に供し、該層とメタライズしたフ
ァイバー、及びメタライズしたファイバー相互間の拡散
溶接を生じさせ、複合材料支持体の一体化の間に該支持
体に該金属層を合体させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光線、又は非光学的放射
線（赤外線など）を反射するのに適する金属反射面（以
下「光学的鏡」と称す）、及びこの面に沿って広がる金
属マトリックスを構成する支持体を含む反射装置の製造
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】寸法安
定性構造体、例えば光学的支持体に金属マトリックス複
合材料を使用することが知られている。これらの材料は
特に次の長所を有する。・これらの物質は封止されているので湿気の吸収も脱着
も行わない。これは特に脱着が好ましくない変形（特に
センサーの汚染）を誘起する宇宙空間での使用に有利で
ある。

【０００３】・これらの物質は伝熱性であるので、特に
厚さ方向において極めて容易に構造体の熱平衡を保つこ
とができる。これらの２つの性質は、機械的挙動（剛性と強度）及び
熱膨張係数が有利である事実と組み合わせて、金属マト
リックス複合体（特に軽金属、例えばアルミニウム、ア
ルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、
銅、銅合金が伝熱性及び耐高温性の点で有利である）と
金属間マトリックス組成物（アルミニウム化チタン及び
アルミニウム化ニッケルは耐高温性の点で有利である）
が、例えば宇宙用望遠鏡又は地上用望遠鏡のように、寸
法安定性及び形状安定性が高いことを要求する全ての構
造体における使用に適することを示している。

【０００４】反射面は、金属でも非金属でも、例えば支
持体を製造した後に接着するか又は電解析出させて適宜
に支持体に取り付けることができる。例えば、SULTANA
とFORMAN(MIT, Lincoln 研究所、レキシントン、MA, 米
国）による報告「Dimentional Stability concerns in
the manufacture of graphite/epoxy beam steering mi
rrors 」(The International Society for Optical Eng
ineering(San Diego, CA, USA, 1990 年７月12〜13日)
のSPIEの会議録において、エポキシ樹脂を使用して常温
でアルミニウムコーティングを接着するグラファイト／
エポキシマトリックスを含む宇宙レーダー用のレーザー
凹面鏡を提案している。

【０００５】また、WENDT とMISRA (MARTIN-MARIETTA A
STRONAUTICS GROUP, DENVER, CO, USA) の文献「Fabric
ation of near-net shape graphite-magnesium composi
te for large mirrors」(1990 年４月16〜20日、フロリ
ダ州、オルトランドにおける会議録、Advances in opti
cal structure systems(A91-36651 51-74), ワシント
ン、バリングハム、Society of Photo-Optical Instrum
ontation Engineers, 1990年、554-561 頁）は１２７ミ
クロンの銅層を堆積させた炭素／マグネシウム複合体の
支持体を含む、宇宙探査系用の安定した大型鏡及びレー
ザー系に関する。

【０００６】既に形成された支持体に反射面を取り付け
ることの不利益を挙げれば：・支持体と反射面との界面が反射体の厚さ方向で不連続
となり、例えば熱サイクルの場合は少なくとも局部的に
分離するか、或いは支持体の寸法及び形状の安定性を損
なう（接着の場合は吸収−脱着により、機械的結合の場
合は遊動によるなどによる）。

【０００７】・反射面の形状寸法は支持体の形状寸法及
び反射面を取り付ける方法の質によって決定され、これ
らは殆ど全ての場合に取り付け後に機械加工して、所望
の形状に適合させる必要がある。・反射体の質量及びコストが大きい。本発明の目的は上記欠点を解消することである。

【０００８】本発明の基本的な思想は、直接反射面の作
用面(active surface)（自由面）の形状寸法を決定し、
反射面と支持体との間の反射体の厚さにおける連続性を
できるだけ確保することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明は、
金属マトリックス複合体の支持体上に反射金属層によっ
て形成された反射体を製造する方法であって、・所望の寸法形状に少なくともほぼ同一な形状を有する
金属層を、反射体の所望の形状寸法と相補する関係にあ
る寸法形状を有する型面に堆積させ、・複合支持体を構成するに適するファイバーを該金属層
の上に予張り(drape)し、該ファイバーは該金属マトリ
ックスを形成するに適する金属又は金属間化合物でメタ
ライズし、・該金属層及び該メタライズしたファイバーを、該反射
面を該型面に強力に熱圧して、金属層とメタライズした
ファイバー相互間を拡散溶接し、支持体を一体化する間
に金属層を複合体の支持体と合体させる方法である。

【００１０】本発明の好ましい特徴として、次の或るも
のを他のものと組み合わせることができる。・ファイバーは炭素又はグラファイトのファイバーであ
る。・ファイバーは対称的中央面の両側に対称的に配置して
ある。・ファイバーは相互に自由な状態で金属層の上に予張り
してある。

【００１１】・ファイバーは対称的中央面の両側に対称
的に配置された偶数の層に分割されている。・可撓性を有するメタライズされたファイバーは、ファ
イバー上にメタライズ層を物理蒸着させて得られる。・ファイバーはバラバラでなくて撚られている。

【００１２】・撚られたメタライズされたファイバー
は、溶融金属物質の浴に浸漬するか、又は含浸させてメ
タライズする。・他の態様として、ファイバーが板の中１つ、２つ、又
は３つの整合方向に配列されて群分けされている。・１つ、２つ、又は３つの整合方向に配列されたメタラ
イズされたファイバーの板は、溶融状態の金属物質を加
圧して含浸させて得られる。

【００１３】・金属又は金属間化合物のメタライズ物質
はアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マ
グネシウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ア
ルミニウム化物、特にアルミニウム化チタン、アルミニ
ウム化ニッケルを含む群より選択される。・金属層は、１つ又は２つ以上の変形可能なフィルムの
形で型面上に配置してある。

【００１４】・金属層は、所望の寸法形状を有する形状
に少なくともほぼ同一な素面を有する金属素材の調製に
よって得られ、この金属素材は該素面の下の厚みの少な
くとも一部に熱圧を適用することによって変形できる。・該素材は前記熱圧条件下で、その厚さ全体を通して変
形することができる。・該金属素材は、硬質基材層と、前記熱圧条件下で変形
することができる物質からなるコーティング層とを含
む。

【００１５】・該コーティング層は、１種以上の金属層
を該硬質基材層にプラズマ噴射して得られる。・該金属層は、１種以上の金属粉末を型の表面にプラズ
マ噴射して適用する。・金属層は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネ
シウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、ニッケル、ニ
ッケル合金、チタン、チタン合金、アルミニウム化物、
特にアルミニウム化チタン、アルミニウム化ニッケルを
含む群より選択される。

【００１６】・反射体を研磨する。・反射層の上に別なコーティングを適用する。・別なコーティングは、真空蒸着又は化学蒸着によって
適用した、好ましくは金である。・酸化保護層を、金属層の反対側のファイバーに堆積さ
せる。

【００１７】本発明は、メタライズしたファイバーの一
体化と同時に、次の性質の金属マトリックス複合材料反
射体の製造を可能にする。・特定の形状に一致する（以降の機械加工を必要とせ
ず、必要があったとしても簡単な研磨のみ）。・構造体の他の部分に拡散溶接によって冶金的に接合
（接着ではない）しており、複合材料の熱膨張率やヤン
グ率と実質的に異なる材料の使用を可能にする。

【００１８】特定の形状を得るための提案の方法は、予
め機械加工と研磨を行って適切な既知の種類の離型剤を
被覆した型の上に、メタライズしたファイバーの一体化
の条件下で構造体の残部と拡散溶接することができる変
形可能な（適合可能な）金属層を配置することである。
この変形可能な金属層は次の性質ものであることができ
る。

【００１９】・型に直接適用したプラズマ噴霧堆積した
金属粉末であり、金属の性質は構造体の残部に拡散溶接
可能である。・一般的な方法で特定形状の形状寸法に予備成形した金
属素材であり、その材料は可塑的又は超可塑的に変形可
能であり、メタライズしたファイバーの一体化の条件下
で構造体の残部と拡散溶接することができる。

【００２０】・一般的な方法で特定形状の形状寸法に予
備成形した金属素材の外側表面（型に面するに適する）
上の金属粉末のプラズマ噴霧堆積であり、素材はメタラ
イズしたファイバーの一体化の条件下で可塑的に変形す
ることができず、噴霧した金属粉末は一体化の際に金属
素材に拡散溶接可能である必要があり、同様に金属素材
と金属マトリックスは拡散溶接可能である必要がある
（この例において、「プラズマ堆積＋予備成形素材」の
組み合わせを、「プラズマ堆積」を型に接触して配置す
る）。

【００２１】また、本発明はこの方法によって得られた
反射体を提供するものであり、即ち、支持体の金属又は
金属間化合物と反射層が入り混じった金属又は金属間化
合物複合材料の支持体の上に広がる反射金属層によって
形成された反射体である。本発明の好ましい特徴におい
て、次のいくつかの特徴が組合わさることができる。

【００２２】・支持体の金属又は金属間化合物と反射層
は相違し、支持体から反射層の方向に連続的に濃度が変
化し、逆も同様であり、或いは金属物質は同一である。・支持体は対称中央面に実質的に対称である。・支持体は隣接層で異なる方向のファイバーの積層を含
む。・ファイバーは炭素ファイバーである。

【００２３】・金属マトリックスは、アルミニウム、ア
ルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、
銅、銅合金、チタン、チタン合金、及びアルミニウム化
物、特にはアルミニウム化チタン、アルミニウム化ニッ
ケルからなる群より選択される１種以上の物質から形成
される。・反射金属層は、アルミニウム、アルミニウム合金、マ
グネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、ニッケ
ル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、及びアルミニ
ウム化物、特にアルミニウム化チタン、アルミニウム化
ニッケルからなる群より選択される１種以上の物質から
形成される。

【００２４】・マトリックスは金属層の反対側に酸化保
護層を有する。本発明の特徴と長所は次の説明と実施例より明らかにな
るであろうが、これらは特許請求の範囲を限定するもの
ではない。添付の図に関して、各々の図は、大面積で厚
さは小さい、好ましくは長いファイバーを有する（必須
要件ではない）金属又は金属間化合物の複合材料支持体
の上に広がる金属反射面を有する反射体の、拡散溶接に
よる製造を示す。

【００２５】当業者であれば、任意の所与の金属又は合
金を他の任意の所与の金属又は合金に拡散溶接すること
が必ずしも可能でないことを知っており、いくつかの組
み合わせでは温度と圧力の特定の条件下で激しい反応が
生じることもあり、結果として隣接した金属元素と互い
に適合する１種以上の中間金属元素によって不適合性金
属元素は分離されることがある。また、共融混合物の形
成を防ぐように充分な注意をする必要がある。

【００２６】反射体の製造は、反射面の外面に必要な形
状寸法の型を必要とする。反射面を構成する金属元素
（アルミニウム、ニッケル、銅、等）を予め離型剤をコ
ーティングした型の上に配置し、次いで反射面を構成す
るためにメタライズしたファイバー（好ましくは、数ｃ
ｍ又は数１０ｃｍの長いファイバー）を金属元素の上に
配置し、同じ拡散溶接操作（圧力、温度、時間は使用す
る材料による）の間に各種の金属元素は加圧され、互い
に又は複合体の残部に拡散して一体に結合し、型から取
り出したときに反射体は全体として型の表面仕上げに対
応した表面仕上げを有する。得られた反射面の仕上げが
不充分な場合、追加の仕上げを行うことができ、また一
般的な表面コーティング（Ｃｒ、Ａｕ、等）を行うこと
ができ、これらの一般的なコーティング（典型的に３０
０Å）の厚さは反射面の厚さよりもかなり薄い。金属元
素は型の表面に、例えばプラズマ熱噴射のような任意の
既知の適切な方法で適用することができる。平らな表面
又は変形可能な表面の場合、反射面を構成するための金
属成分は、予め離型剤をコーティングした型の上に設置
した可塑的に変形可能な金属フィルム又はストリップの
形態で適用することができ、前記と同様にフィルム又は
テープを拡散溶接によって複合体の構成成分に結合し、
反射面の仕上げが不充分であれば外面を研磨することが
できる。別な態様として、反射面に必要な寸法形状に少
なくとも類似した形状を有する基材層の表面上に基材成
分の一部又は全部の金属成分を堆積させることによって
適用することができ、次いでこの基材層をコーティング
した面を型の表面に向けて型の表面上に配置する。この
場合、フィルム又はストリップの場合と同様に、型の表
面と緊密に合致するような一体化と拡散溶接を可能にす
る熱圧条件下における、コーティング又は場合により基
材層の可塑変形によって、反射面の必要な寸法形状の正
確な一致が得られる。

【００２７】本発明によると、反射面を緊密に接合する
支持体と同時に反射面が形成されることに留意すること
が重要である（原子の相互拡散とこれによる反射体の厚
さ方向の冶金的連続性がある）。本発明による鏡の典型
的な製造例を次に示す。１．型の外面を研磨する。

【００２８】２．型を離型剤でコーティングする。３．反射面の金属成分を、コーティングした型に堆積さ
せる（直前に記したように、堆積の他に金属成分を適用
する方法がある）。４．金属成分でコーティングした型の上にメタライズし
た予備含浸部材を予張りする。この予張りは、好ましく
は複合体の対称的な中央面があるように行う（この対称
面は所望の反射体が凸、凹、又は両者の組み合わせであ
っても少なくとも局所的にほぼ平らな面であり、反射体
の曲率半径が厚さよりも事実上はるかに大きければなお
さらである）。

【００２９】５．上記の４の操作によって予張りした成
形体に加熱一体化サイクルを適用する。軽量合金マトリ
ックスについては典型的に４００℃〜６５０℃の最高温
度、典型的に５ＭＰａ〜３００ＭＰａの圧力、１５分間
〜３時間の期間であり、金属間化合物マトリックスにつ
いては圧力が２００ＭＰａの９００℃〜１２００℃で３
０分間〜１時間である（具体的には、一体化するマトリ
ックスと使用する金属成分に依存する）。

【００３０】６．型から取り出し、反射面を洗浄する。７．用途により追加の研磨とコーティングを行う。上記のメタライズした予備含浸部材には、次のようない
ろいろな種類が可能であり、主な特性は拡散溶接される
ことである。・メタライズした炭素ファイバーであり、例えば物理蒸
着によって炭素ファイバーをメタライズして得る。

【００３１】・溶融合金中に浸してメタライズした炭素
ファイバーの撚り糸。・溶融合金の含浸によってメタライズした炭素ファイバ
ーの１Ｄ、２Ｄ、３Ｄのプレート。マトリックスに関して、理論的に任意の金属を本発明に
使用することが可能である。しかし、特に密度により、
アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグ
ネシウム合金が宇宙船の用途に好ましいマトリックスで
あることは当然である。同様に、４００℃以上の温度に
耐えることが必要な場合、銅合金が好適であることがで
きる（熱伝導率が高いことが問題なければ）。８００〜
１０００℃の温度に耐えることが必要な場合、ニッケル
及び／又はチタンのアルミニウム化物のマトリックスが
適切である。

【００３２】ファイバーに関して、好ましくは炭素ファ
イバーであるが、最も好ましくは高弾性率、高強度、高
い熱伝導率と組み合わさったほぼ負の熱膨張率のファイ
バーである。ピッチを基にした、例えばＴＯＮＥＮＦ
Ｔ７００が特に好ましく、ＦＴ７００ファイバーの物性
は次の通りである。・密度 … ２．１６ｇ／ｃｍ³ ・引張強度 … ３３００ＭＰａ・ヤング率 … ７００ＧＰａ・直径 … １０μｍ・熱膨張率α_L… −１．５×１０^-6Ｋ^-1 ・ウィックあたりのフィラメント数 … ３０００（３
Ｋ）或いは、ファイバーは炭化ケイ素又はアルミナのファイ
バーでもよい。

【００３３】

【実施例】例１（図１参照）タイプＡ９のアルミニウム粉末（純度９９．９％）を、
窒化ホウ素（離型剤２）をコーティングした研磨モリブ
デン凸型１の上にプラズマ噴射した。この厚さ１２０μ
ｍの堆積３の上に、各々のフィラメントのメタライズ化
を容易にするために純粋アルミニウム（Ａ５）を物理蒸
着によって予めメタライズした高ヤング率のＦＴ７００
炭素ファイバーの４〜７の層と７’〜４’の層を準等方
的に（０°、＋４５°、＋９０°、−４５°、−４５
°、＋９０°、＋４５°、０°）を予張りし（物理蒸着
は方向性であるため、ＦＴ７００ウイックを最初に空気
をブローして（ヘヤードライヤータイプ）横に拡げ
た）、次いで厚さ１００μｍの純粋アルミニウム（Ａ
５）フィルム８を適用した。得られたアセンブリーに１
０^-2トールの真空下で５９５℃の温度と２５ＭＰａの圧
力を２５分間適用して一体化させた。拡散溶接によって
複合体が生成し、層３は複合体に必須であった。型から
取り出したアルミニウムマトリックス複合材料の鏡10
は、モリブデン型の仕上げに依存する仕上げのアルミニ
ウム表面コーティングを有した（仕上げが不充分であれ
ば表面を研磨することができる）。

【００３４】ファイバーの層の厚さは１０μｍの程度で
あり、支持体に必要な厚さは典型的に数ｍｍの程度であ
るため、ファイバーの層の数は実際には８層よりもはる
かに多い。作用層３と類似の厚さのアルミニウム層８の
効果は、保護と中央面に対して対称を保証することであ
り、一体化の後の冷却時の変形を避ける効果がある。

【００３５】準等方的な予張りは、層間の４５°のファ
イバーの層の向きが変わることを含むことに留意すべき
であり、層の積み重ねは両側の層が対称的に配向する対
称中央面Ｓを形成し、この長所は冷却時の変形を避け
る。上記の条件により、５０％ファイバー比（未処理フ
ァイバーのメタライズ後のファイバーに対する重量比）
の２００ｍｍ×２００ｍｍ×２．８ｍｍの準等方的な平
らな板を用いて次の結果を得た。

【００３６】・ヤング率Ｅ … １３３ＧＰａ・熱膨張率α_L … ２．６５×１０^-6℃^-1 ・横熱伝導率Ｋ_T… １５２Ｗ・ｍ^-1・℃^-1 ・密度 … ２．４ｇ／ｃｍ³

【００３７】例２（図２参照）ほぼ最終的な所望形状を得るようにして、窒化ホウ素離
型剤12でコーティングした耐熱ステンレス型11の上に厚
さ１２０μｍの超可塑性７４７５アルミニウムフィルム
13を配置した。Ａ５アルミニウムでメタライズした高弾
性率のＦＴ７００炭素ファイバーの14〜17の層と17’〜
14’の層を、準等方的にこのフィルムの上に予張りし
た。厚さ１００μｍのＡ５アルミニウムフィルム18を、
この予張りしたアセンブリーの上に配置した。得られた
アセンブリーを例１と同様にして一体化させた。アセン
ブリーを拡散溶接した後、部材を型から取り出した。超
可塑性アルミニウムの作用面は付形されており、型の正
確な形状を帯び、中央対称面Ｓを有する鏡20が形成され
た。このようにして得られた鏡に仕上研磨を施すことが
でき、約３００Åの追加の金のコーティングを真空中で
又は化学的に堆積させることができる。得られた複合体
の特性は例１と同様であった。

【００３８】例３（図３参照）研磨し、窒化ホウ素離型剤22でコーティングしたモリブ
デンの平らな型21の上にＡ９アルミニウム粉末をプラズ
マ噴射した。厚さ１０μｍのＴ４０チタン23Aを、得ら
れた厚さ１００μｍの堆積23の上に配置した。物理蒸着
によってＧＡ６Ｚ１マグネシウム合金をメタライズした
高弾性率のＦＴ７００炭素ファイバーの24〜27の層と2
7’〜24’の層を、準等方的にこのフィルム23A の上に
予張りした。層23A と同じ種類のフィルム28、即ち厚さ
１０μｍのＴ４０チタンをこの予張りしたサブアセンブ
リーの上に配置した。得られたアセンブリーを次の条件
で一体化した。

【００３９】・最高温度 … ４９０℃ ・圧力 … ２５ＭＰａ・真空 … １０^-2トール・期間 … ３０分間拡散溶接によって複合体が生成し、層23と層23A が相互
侵入し、層23A と複合体が相互侵入した。型から取り出
した後、マグネシウムマトリックス複合体の鏡30は、モ
リブデン型の仕上げに依存する仕上げのアルミニウム表
面コーティングを有していた。チタン層23A はアルミニ
ウムとマグネシウムの間のバリヤとして役立ち、これが
なければ接触して共融混合物を形成したと思われる。チ
タンフィルム28はマグネシウムを酸化から保護した。

【００４０】ファイバー比が５０％の２００ｍｍ×２０
０ｍｍ×２．８ｍｍの準等方的な平板で次の特性が測定
された。・ヤング率Ｅ … １２７ＧＰａ・熱膨張率α_L … ２．１０×１０^-6℃^-1 ・横熱伝導率Ｋ_T… ８８Ｗ・ｍ^-1・℃^-1 ・密度 … ２ｇ／ｃｍ³ 別な態様として、堆積23を型の表面に接触させて配置す
る前に堆積23をフィルム23A に適用することが可能であ
る。

【００４１】例４（図４参照）窒化ホウ素離型剤32でコーティングした耐熱ステンレス
型31の上に、厚さ１００μｍの超可塑性７４７５アルミ
ニウムフィルム33A と、次いで純度Ｔ４０の厚さ１０μ
ｍのチタンフィルム33A を配置した。次いで炭素ウィッ
クにＡ６Ｚ１マグネシウム合金を低圧含浸してメタライ
ズした、単一繊維方向に配列した厚さ０．５ｍｍのＦＴ
７００炭素ファイバー板の34〜37と37’〜34’を、８つ
の異なる方向に積層した。これらの板はファイバーが準
等方的な補強を構成するように配置した。この積層の上
にＴ４０チタンの厚さ１０μｍのフィルム38A と、次い
で厚さ１００μｍの超可塑性７４７５アルミニウムフィ
ルム38を配置した。これらの組み合わせを例３と同様に
して一体化させた。型から取り出した後、アルミニウム
作用面（型の方向）は型表面の形状を呈しており、対称
的中央面Ｓを有する鏡40が形成された。

【００４２】得られた複合体の物理的特性は例３と同等
であった。

【００４３】例５（図示せず）高い剛性を要求される鏡を得るために、上記の鏡を例え
ばアルミニウムハニカムコアを用いたサンドイッチ構造
の基材として使用することができ、例えば基材は熱伝導
性接着剤又は好ましくは低温ろう付けを用いてコアに結
合することができ、ろう付けの種類は組み立てる成分の
性質に依存する。

【００４４】上記の各種の例は、金属又は金属間化合物
マトリックス（アルミニウム、アルミニウム合金、マグ
ネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金）中の炭素フ
ァイバーによる高い寸法安定性を有するといった共通の
特徴がある。鏡はメタライズした炭素ファイバー、メタ
ライズした炭素ファイバーのより糸、又は対称的中央面
を有する予備含浸した炭素ファイバーの板の層を拡散溶
接することによって形成し、反射金属コーティングは複
合体の一体化の際に拡散溶接によって支持体と一体化す
る。したがって、型の表面仕上げに依存した仕上げの金
属反射面を有する鏡が１つの操作で形成され、寸法安定
性が優れ、弾性率、強度、熱膨張率、横方向の熱伝導率
に優れ、水分の吸収がない。必要により型から取り出し
た後に外側コーティングを研磨することができ、通常の
コーティング（Ｃｒ、Ａｕ、等）をさらに施すことがで
きる。

【００４５】上記の例は単なる例示であって、本発明の
範囲を制限するものではない。本発明の範囲から離れる
ことなく変更を加えることは当業者であれば可能であろ
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】１番目の凸状の反射体の製造の際に作成した積
層の横断面の模式図である。

【図２】２番目の板状の反射体の製造の際に作成した別
な積層の横断面の模式図である。

【図３】３番目の板状の反射体の横断面の模式図であ
る。

【図４】４番目の板状の反射体の横断面の模式図であ
る。

【符号の説明】

１…凸型２…離型剤３…アルミニウムの堆積４…炭素ファイバー５…炭素ファイバー８…アルミニウムフィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属マトリックス複合材料支持体上の反
射金属層を含む反射体(10,20,30,40) の製造方法であっ
て、反射体の所望とする寸法形状に少なくともほぼ等しい形
状の反射面を有する金属層(3;13;23,23A;33,33A)を、所
望の寸法形状を相補する寸法形状を有する型表面(1,11,
21,31)の上に堆積し、複合材料支持体を構成するに適切なファイバー(4-7,7'-
4';14-17;17'-14';24-27,27'-24';34-37,37'-34') を該
金属層の上に予張りし、該ファイバーは該金属マトリッ
クスに適合する金属又は金属間化合物でメタライズし、該金属層と該メタライズしたファイバーを、該反射面が
該型表面に充分な圧力で押しつけられるような熱圧条件
に供し、該層とメタライズしたファイバー、及びメタラ
イズしたファイバー相互間の拡散溶接を生じさせ、複合
材料支持体の一体化の間に該支持体に該金属層を合体さ
せる、反射体の製造方法。
【請求項２】ファイバーが炭素ファイバーである請求
項１に記載の方法。
【請求項３】ファイバーを、対称的中央面（Ｓ）の両
側に実質的に対称に配置する請求項１又は２に記載の方
法。
【請求項４】ファイバーをばらばらな(free)状態で予
張りする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】ファイバーを、偶数の層に分割して対称
的中央面（Ｓ）の両側に対称に配置する請求項４に記載
の方法。
【請求項６】メタライズしたファイバーが可撓性であ
るように、ファイバーのメタライズをファイバー層の物
理蒸着によって調製する請求項１〜５のいずれか１項に
記載の方法。
【請求項７】該ファイバーが撚り(stranded)ファイバ
ーである請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】メタライズした撚りファイバーを、溶融
金属物質の浴への浸漬、又は含浸によってメタライズす
る請求項７に記載の方法。
【請求項９】該ファイバーが板の中でグループ化され
ており(34-37;34'-37') 、該ファイバーが１、２、又は
３つの配列方向を有する請求項１〜３のいずれか１項に
記載の方法。
【請求項１０】１、２、又は３つの配列方向を有する
メタライズしたファイバーの板を、溶融状態の金属物質
を圧力下で含浸することによって作成する請求項９に記
載の方法。
【請求項１１】金属又は金属間化合物を、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合
金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、及びアルミニウ
ム化物、特にアルミニウム化チタン、アルミニウム化ニ
ッケルを含む群より選択する請求項１〜１０のいずれか
１項に記載の方法。
【請求項１２】該金属層を、１枚以上の変形可能なフ
ィルム(13;23A;33,33A) の形態で型表面の上に配置する
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】該金属層を、所望の寸法形状に少なく
ともほぼ等しい素地表面を有する金属素材より調製し、
該素材は該素材面の少なくとも一部に適用した該熱圧条
件下において変形可能である請求項１〜１１のいずれか
１項に記載の方法。
【請求項１４】該素材は、該熱圧条件下で厚さ方向が
全体として変形可能である請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】該金属素材は硬質基材層、及び該熱圧
条件下で変形可能な物質から形成されたコーティング層
を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】該コーティング層を、該硬質基材層の
上に１種以上の金属粉末プラズマ噴射して形成する請求
項１５に記載の方法。
【請求項１７】該金属層を、１種以上の金属粉末を型
の表面にプラズマ噴射して適用する請求項１〜１１のい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】金属層がアルミニウム、アルミニウム
合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、
ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、及びア
ルミニウム化物、特にアルミニウム化チタン、アルミニ
ウム化ニッケルを含む群より選択された１種以上の金属
物質を含む請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項１９】反射体を研磨する請求項１〜１８のい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】反射層に追加のコーティングを適用す
る請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】追加のコーティングが金である請求項
２０に記載の方法。
【請求項２２】金属層の反対側のファイバー上に酸化
保護層(28)を堆積する請求項１〜２１のいずれか１項に
記載の方法。
【請求項２３】金属又は金属間化合物のマトリックス
の複合材料支持体上の反射金属層によって形成された反
射体であって、支持体の金属又は金属間化合物のマトリ
ックスと反射層が入り混じった(intermingle) 反射体。
【請求項２４】支持体の金属又は金属間化合物のマト
リックスと反射層が相違し、支持体から反射層の方向に
それらの濃度が連続的に変化した請求項２３に記載の反
射体。
【請求項２５】支持体の金属又は金属間化合物のマト
リックスと反射層が同じ材料である請求項２３に記載の
反射体。
【請求項２６】支持体が対称的中央面に実質的に対称
である請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の支持
体。
【請求項２７】支持体が、隣接層で異なる方向のファ
イバーの積層を含む請求項２３〜２６のいずれか１項に
記載の支持体。
【請求項２８】ファイバーが炭素ファイバーである請
求項２３〜２７のいずれか１項に記載の支持体。
【請求項２９】金属マトリックスがアルミニウム、ア
ルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、
銅、銅合金、チタン、チタン合金、及びアルミニウム化
物、特にアルミニウム化チタン、アルミニウム化ニッケ
ルを含む群より選択された１種以上の物質から形成され
た請求項２３〜２８のいずれか１項に記載の支持体。
【請求項３０】反射金属層がアルミニウム、アルミニ
ウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合
金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、及
びアルミニウム化物、特にアルミニウム化チタン、アル
ミニウム化ニッケルを含む群より選択された１種以上の
物質から形成された請求項２３〜２９のいずれか１項に
記載の支持体。
【請求項３１】マトリックスが金属層の反対側に酸化
保護層(28)を有する請求項２３〜３０のいずれか１項に
記載の反射体。