JPH11236635A - Surface-modified ceramic fiber and aluminum matrix composite material using it - Google Patents

Surface-modified ceramic fiber and aluminum matrix composite material using it

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JPH11236635A
JPH11236635A JP5888698A JP5888698A JPH11236635A JP H11236635 A JPH11236635 A JP H11236635A JP 5888698 A JP5888698 A JP 5888698A JP 5888698 A JP5888698 A JP 5888698A JP H11236635 A JPH11236635 A JP H11236635A
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JP
Japan
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aluminum
composite material
fiber
ceramic fiber
lithium
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JP5888698A
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Inventor
Masanori Nagafune
昌則 長船
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Shikoku Chemicals Corp
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Shikoku Chemicals Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce ceramic fibers providing an aluminum matrix composite material free from the peeling of a film even in a state of being repeatedly applied with heat and high in reliability and to provide an aluminum matrix composite material using the same, excellent in mechanical strength, the modulus of elasticity, wear resistance or the like. SOLUTION: The surfaces of ceramic fibers such as alumina fibers, alumina- silica fibers, carbon fibers, silicon carbide whiskers, potassium titanate whiskers, aluminum borate whiskers or the like are coated with lithium aluminate, and by using the fibers, a perform is formed, which is compounded with an aluminum alloy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、表面をアルミン
酸リチウムによって被覆した表面改質されたセラミック
繊維、並びにこれを用いたアルミニウム基複合材料に関
するものである。
The present invention relates to a surface-modified ceramic fiber whose surface is coated with lithium aluminate, and to an aluminum-based composite material using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミック繊維によって強化されたアル
ミニウム基複合材料は、機械的強度、弾性率、耐磨耗性
などの面で優れており、構造材は勿論、内燃機関等にお
いて数多くの検討が行われている。しかしながら、セラ
ミック繊維とアルミニウム合金の界面では、反応や接着
性の問題があり、内燃機関のような繰り返し加熱される
用途においては、長期に信頼性を確保し難いものであっ
た。このような問題を解決するために、セラミック繊維
の表面をある種の化合物によってコーティングする試み
が行われている。
2. Description of the Related Art Aluminum-based composite materials reinforced by ceramic fibers are excellent in mechanical strength, elastic modulus, abrasion resistance, and the like. Have been done. However, at the interface between the ceramic fiber and the aluminum alloy, there are problems of reaction and adhesiveness, and it has been difficult to secure long-term reliability in applications that are repeatedly heated, such as an internal combustion engine. In order to solve such problems, attempts have been made to coat the surface of ceramic fibers with certain compounds.

【0003】例えば、(a)特開平7−82096号公
報には繊維状物質の表面をホウ酸アルミニウムで覆う方
法、(b)特開平3−279468号公報には無機繊維
の表面を金属酸化物で覆う方法、(c)特開平5−85
721号公報にはホウ酸アルミニウムの表面に、化学式
MAl2 4 (式中MはMg、Ni、Cu、Zn、Mn
等)またはCaAl4 7 で示される水不溶性アルミン
酸金属塩層を形成する方法、(d)特開平7−2429
04号公報にはウイスカの表面に微小な粒子を均一に付
着させる方法が提案されている。
For example, (a) JP-A-7-82096 discloses a method of covering the surface of a fibrous substance with aluminum borate, and (b) JP-A-3-279468 discloses a method of covering a surface of an inorganic fiber with a metal oxide. (C) JP-A-5-85
No. 721 discloses that on the surface of aluminum borate, a chemical formula MAl 2 O 4 (where M is Mg, Ni, Cu, Zn, Mn
Etc.) or a method of forming a water-insoluble metal aluminate layer represented by CaAl 4 O 7 , (d) JP-A-7-2429
No. 04 proposes a method for uniformly attaching fine particles to the surface of a whisker.

【0004】しかしながら、(a)の方法ではホウ酸ア
ルミニウムとアルミニウム合金が反応することがあって
所期の効果が得られず、(b)及び(c)の方法によれ
ば、繰り返し熱がかかった場合に膜の接着性、膨張係数
の差異の問題から、ほとんどの酸化物やアルミン酸金属
塩では、膜が剥がれて反応を抑え切れず、また(d)の
方法においても膜の剥離が生じるため、いずれも未だ実
用に供し難いものであった。
However, in the method (a), the intended effect cannot be obtained because aluminum borate and the aluminum alloy react with each other. According to the methods (b) and (c), heat is repeatedly applied. In most cases, the oxide film and metal aluminate peel off the film and cannot suppress the reaction, and the method (d) also causes the film peeling due to the problem of the difference in the adhesiveness and the expansion coefficient of the film. Therefore, none of them has been practically used yet.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、繰
り返し熱が加わる状態においても膜が剥がれず、信頼性
の高いアルミニウム基複合材料を提供しうるセラミック
繊維とそれを用いた機械的強度、弾性率、耐磨耗性など
に優れたアルミニウム基複合材料を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ceramic fiber capable of providing a highly reliable aluminum-based composite material without peeling off a film even in a state where heat is repeatedly applied, a mechanical strength using the same, An object of the present invention is to provide an aluminum-based composite material having excellent elasticity and abrasion resistance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な事情に鑑み種々の試験を重ねた結果、セラミック繊維
の表面をアルミン酸リチウムによって被覆し、これを用
いてアルミニウム合金と複合化することによって、所期
の目的を達成しうることを見い出し、本発明を完成する
に至った。すなわち、この発明によれば加熱することで
酸化アルミニウムを供給できる成分と、加熱することで
酸化リチウムを供給できる成分を、セラミック繊維の表
面に均一に付着させ、700℃以上の温度で加熱するこ
とによって、セラミック繊維の表面にアルミン酸リチウ
ムの膜を形成させたものであり、これを成形したものと
アルミニウム合金を複合化することによって、アルミニ
ウム基複合材料を調製したものである。
In view of such circumstances, the present inventors have conducted various tests and found that the surface of the ceramic fiber was coated with lithium aluminate, which was used to form a composite with an aluminum alloy. As a result, it has been found that the intended purpose can be achieved, and the present invention has been completed. That is, according to the present invention, a component capable of supplying aluminum oxide by heating and a component capable of supplying lithium oxide by heating are uniformly attached to the surface of the ceramic fiber and heated at a temperature of 700 ° C. or more. Thus, a film of lithium aluminate is formed on the surface of the ceramic fiber, and an aluminum-based composite material is prepared by compounding the molded product with an aluminum alloy.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明に用いられるセラミック繊
維は、700℃以上の耐熱性さえあれば特に限定される
ものでないが、一般的にはアルミナ繊維、アルミナシリ
カ繊維、炭素繊維、炭化珪素ウィスカ、チタン酸カリウ
ムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカなどが使用に
適している。これらのうちホウ酸アルミニウムウィスカ
は、強化繊維としての特性が優れていることに加えて、
アルミン酸リチウムと性状が似ており膜の親和性や線膨
張係数が類似するため、特に良好な物性を備えたアルミ
ニウム基複合材料を与える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ceramic fiber used in the present invention is not particularly limited as long as it has a heat resistance of 700 ° C. or higher, but is generally alumina fiber, alumina silica fiber, carbon fiber, silicon carbide whisker. , Potassium titanate whisker, aluminum borate whisker and the like are suitable for use. Of these, aluminum borate whiskers have excellent properties as reinforcing fibers,
Since the properties are similar to those of lithium aluminate and the affinity and linear expansion coefficient of the film are similar, an aluminum-based composite material having particularly good physical properties is provided.

【0008】この発明において用いられる加熱すると酸
化アルミニウムを供給できる成分とは、加熱することで
酸化アルミニウムとなるものなら何れでも使用可能であ
り、その代表的なものとしては、酸化アルミニウム、水
酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウ
ムアルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、ベーマイトなどのアルミニウムを含む無機塩、アル
ミニウムプロポキシドなどアルミニウムを含む有機物、
並びにアルミナゾルなどが挙げられ、これらは単独で用
いても良いし、2種類以上を混合しても良い。
In the present invention, any component capable of supplying aluminum oxide when heated can be used as long as it becomes aluminum oxide when heated. Typical examples thereof include aluminum oxide and aluminum hydroxide. Inorganic salts containing aluminum such as aluminum sulfate, aluminum ammonium sulfate, aluminum nitrate, aluminum chloride, boehmite, organic substances containing aluminum such as aluminum propoxide,
And alumina sol. These may be used alone or in combination of two or more.

【0009】この発明において用いられる加熱すると酸
化リチウムを供給できる成分とは、加熱することで酸化
リチウムとなるものなら何れでも使用可能であり、その
代表的なものとしては、塩化リチウム、炭酸リチウム、
硫酸リチウム、硝酸リチウムなどが挙げられる。アルミ
ニウム化合物とリチウム化合物の混合比は、金属のモル
比(Al:Li)が10:1ないし1:50の範囲であ
れば良い。セラミック繊維の表面に形成するアルミン酸
リチウムは、特定の組成に限定する必要はないけれど
も、高温において特に良好な安定性を示すLiAl5
8 が望ましい。
As the component capable of supplying lithium oxide upon heating used in the present invention, any component which can be converted into lithium oxide by heating can be used, and typical examples thereof include lithium chloride, lithium carbonate, and lithium carbonate.
Examples thereof include lithium sulfate and lithium nitrate. The mixing ratio between the aluminum compound and the lithium compound may be such that the molar ratio of the metal (Al: Li) is in the range of 10: 1 to 1:50. Lithium aluminate to be formed on the surface of the ceramic fibers, but need not be limited to the specific composition, LiAl 5 O exhibit particularly good stability at high temperatures
8 is preferred.

【0010】セラミック繊維にこれらを表面処理するに
は、セラミック繊維とアルミニウム化合物及びリチウム
化合物を乾式で混合して、700℃以上の温度で加熱す
る方法、前記と同様な成分を溶媒でスラリーにして噴霧
乾燥し、700℃以上に加熱する方法が一般的である。
また同様にスラリーを調製したのち、固液分離を行って
加熱する方法でも実施しうるけれども、この場合には固
相に残るアルミニウムとリチウムの量を的確に調整すべ
きである。すなわち、アルミニウム化合物はpHなどを
調節してスラリー内の全量を固相に残すことができる
が、リチウム化合物は水系では析出しないので、固液分
離時に固相に残る水の量を計算して、投入するリチウム
化合物の量を決定しなければならない。
[0010] In order to surface-treat these with ceramic fibers, a method in which the ceramic fibers are mixed with an aluminum compound and a lithium compound in a dry manner and heated at a temperature of 700 ° C or higher, or the same components as described above are slurried with a solvent The method of spray-drying and heating to 700 degreeC or more is common.
Similarly, a method in which a slurry is prepared, followed by solid-liquid separation followed by heating may be employed, but in this case, the amounts of aluminum and lithium remaining in the solid phase should be adjusted appropriately. That is, the aluminum compound can adjust the pH or the like to leave the entire amount in the slurry in the solid phase, but since the lithium compound does not precipitate in an aqueous system, the amount of water remaining in the solid phase during solid-liquid separation is calculated, The amount of lithium compound to be charged must be determined.

【0011】セラミック繊維の表面に形成するアルミン
酸リチウム膜の量については、セラミック繊維に対して
0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜4重量%であ
る。前記配合比が0.1%より少ない量ではセラミック
繊維の表面を十分に被覆することが出来ず、また10%
を超えるとセラミック繊維表面の膜が厚くなり、加熱が
繰り返された場合に、繊維と膜の膨張係数の違いから膜
に亀裂が生じて、本来の目的である信頼性が損なわれ
る。
The amount of the lithium aluminate film formed on the surface of the ceramic fiber is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 4% by weight based on the ceramic fiber. If the compounding ratio is less than 0.1%, the surface of the ceramic fiber cannot be sufficiently coated, and 10%
If the temperature exceeds the limit, the film on the surface of the ceramic fiber becomes thick, and when heating is repeated, a crack is generated in the film due to a difference in expansion coefficient between the fiber and the film, and the original purpose, reliability, is impaired.

【0012】表面にアルミン酸リチウムの膜を形成した
セラミック繊維と複合化するアルミニウム金属として
は、アルミニウム及びアルミニウム合金であり、特にそ
の種類については限定されない。
The aluminum metal to be composited with the ceramic fiber having a lithium aluminate film formed on the surface is aluminum or an aluminum alloy, and the type thereof is not particularly limited.

【0013】リチウムはありふれた元素でありながら、
金属酸化物やアルミン酸塩によってセラミック繊維を被
覆する実際の応用において使用されていない。これは従
来このような被膜を形成するに当たり、一般的な方法と
しては膜の供給成分を水溶液中でpH等を調節して析出
させ、固液分離をしたのち加熱する方法が採られてお
り、その際リチウム塩は水に溶け易く固体として析出し
難いことに起因していたと考えられる。
[0013] Although lithium is a common element,
It is not used in actual applications of coating ceramic fibers with metal oxides or aluminates. Conventionally, in forming such a film, as a general method, a method of depositing a supply component of the film in an aqueous solution by adjusting the pH or the like, performing solid-liquid separation, and then heating, has been adopted. At that time, it is considered that the lithium salt was easily dissolved in water and hardly precipitated as a solid.

【0014】本発明者の知見によれば、リチウム以外の
アルカリ金属が酸化アルミニウムと複塩を造るには10
00℃以上の高温を必要とするが、リチウムの場合70
0℃程度の温度で複塩を形成され、得られた膜は安定性
に富みアルミニウム合金と反応せず、しかも繰り返し加
熱してもセラミック繊維から剥離しない特性が認められ
た。これについてはアルミン酸リチウムがホウ酸アルミ
ニウム等と同様に、結晶物質のなかではガラスに近い性
質を有しているため、線膨張係数等の性質が良く似てお
り、しかもリチウムがホウ素に比べて還元されにくいこ
とに起因しているものと考えられる。
According to the inventor's knowledge, it takes 10 minutes for an alkali metal other than lithium to form a double salt with aluminum oxide.
A high temperature of over 00 ° C is required, but in the case of lithium 70
A double salt was formed at a temperature of about 0 ° C., and the obtained film was characterized by being highly stable, not reacting with the aluminum alloy, and not peeling off from the ceramic fibers even when repeatedly heated. In this regard, lithium aluminate has properties similar to glass among crystalline materials, similar to aluminum borate, etc., so that properties such as linear expansion coefficient are very similar. This is considered to be due to the fact that it is difficult to reduce.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によって、
具体的に説明する。 〔実施例1〕太さ3μm、長さ200μmのアルミナ繊
維100gに、炭酸リチウム1.67gと水酸化アルミ
ニウム1.94gを加え、V型ブレンダーによって混合
したのち800℃で2時間加熱して、アルミナ繊維の表
面を被覆した。XRD法によって前記被覆の成分を同定
したところ、LiAlO2 が検出された。次いでこの表
面処理されたアルミナ繊維を用いて、繊維体積率15%
のプリフォームを調製し、アルミニウム合金6061と
複合化した。このようにして得たアルミニウム基複合材
料の熱衝撃試験を行い、また試験後における試料の切断
面を観察した結果は、表1に示したとおりであった。
The present invention will now be described by way of Examples and Comparative Examples.
This will be specifically described. Example 1 1.67 g of lithium carbonate and 1.94 g of aluminum hydroxide were added to 100 g of alumina fibers having a thickness of 3 μm and a length of 200 μm, and mixed with a V-type blender, followed by heating at 800 ° C. for 2 hours. The surface of the fiber was coated. When the components of the coating were identified by XRD, LiAlO 2 was detected. Next, using this surface-treated alumina fiber, a fiber volume ratio of 15% was used.
Was prepared and composited with aluminum alloy 6061. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the cut surface of the sample after the test was observed, as shown in Table 1.

【0016】〔比較例1〕前記実施例において、アルミ
ナ繊維に表面処理を施すことなく、繊維体積率15%の
プリフォームを調製し、アルミニウム合金6061と複
合化して、熱衝撃試験を行った。この試験結果は、表1
に示したとおりであった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 A preform having a fiber volume fraction of 15% was prepared without subjecting the alumina fiber to the surface treatment in the above-described embodiment, and a composite with aluminum alloy 6061 was subjected to a thermal shock test. Table 1 shows the test results.
As shown in FIG.

【0017】〔実施例2〕太さ3μm、長さ500μm
のアルミナシリカ繊維100gに、塩化リチウム0.1
5gとアルミナゾル(有効成分20%)9.0gを10
00mlの水と共に加え、スプレードライで処理したの
ち、1000℃の温度で2時間加熱して、アルミナシリ
カ繊維を被覆した。XRD法によって前記被覆の成分を
同定したところ、LiAl5 8 が検出された。次いで
この表面処理されたアルミナシリカ繊維を用いて、繊維
体積率10%のプリフォームを調製し、アルミニウム合
金ADC12と複合化した。このようにして得たアルミ
ニウム基複合材料の熱衝撃試験を行い、また試験後にお
ける試料の切断面を観察した結果は、表1に示したとお
りであった。
[Embodiment 2] Thickness 3 μm, length 500 μm
100 g of alumina silica fiber of
5 g and 9.0 g of alumina sol (active ingredient 20%) in 10
After being added together with 00 ml of water and treated by spray drying, the mixture was heated at a temperature of 1000 ° C. for 2 hours to coat the alumina silica fiber. When the components of the coating were identified by XRD, LiAl 5 O 8 was detected. Next, a preform having a fiber volume ratio of 10% was prepared using the surface-treated alumina silica fiber, and was composited with the aluminum alloy ADC12. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the cut surface of the sample after the test was observed, as shown in Table 1.

【0018】〔比較例2〕前記実施例において、アルミ
ナシリカ繊維に表面処理を施すことなく、繊維体積率1
0%のプリフォームを調製し、アルミニウム合金ADC
12と複合化して熱衝撃試験を行った。この試験結果
は、表1に示したとおりであった。
[Comparative Example 2] In the above-mentioned embodiment, the alumina silica fiber was subjected to a fiber volume ratio of 1 without surface treatment.
0% preform is prepared and aluminum alloy ADC
12 and subjected to a thermal shock test. The test results were as shown in Table 1.

【0019】〔実施例3〕太さ0.5μm、長さ20μ
mのホウ酸アルミニウムウイスカ100gに、硝酸リチ
ウム4gとアルミニウムプロポキシド15gを1000
mlの水と共に加え、これをスプレードライで処理して
ホウ酸アルミニウムウイスカの表面をアルミン酸リチウ
ムによって被覆し、この繊維を用いて繊維体積率30%
のプリフォームを調製し、1000℃の温度で2時間加
熱したのちアルミニウム合金AC8Aと複合化した。こ
のようにして得たアルミニウム基複合材料の熱衝撃試験
を行い、また試験後における試料の切断面を観察した結
果は、表1に示したとおりであった。
[Embodiment 3] Thickness 0.5 μm, length 20 μm
4 g of lithium nitrate and 15 g of aluminum propoxide in 100 g of aluminum borate whiskers of 1000 m.
ml of water, spray-dried, and the surface of aluminum borate whiskers was coated with lithium aluminate. Using this fiber, the fiber volume ratio was 30%.
Was prepared, heated at a temperature of 1000 ° C. for 2 hours, and then composited with an aluminum alloy AC8A. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the cut surface of the sample after the test was observed, as shown in Table 1.

【0020】〔比較例3〕前記実施例において、ホウ酸
アルミニウムウイスカの表面処理をせずに、繊維体積率
30%のプリフォームを調製し、アルミニウム合金AC
8Aと複合化して熱衝撃試験を行った。この試験結果
は、表1に示したとおりであった。
[Comparative Example 3] A preform having a fiber volume ratio of 30% was prepared in the same manner as in the above example without surface treatment of aluminum borate whiskers.
8A and a thermal shock test. The test results were as shown in Table 1.

【0021】〔実施例4〕太さ0.3μm、長さ10μ
mの炭化珪素ウイスカ100gに、炭酸リチウム8.6
gとアルミナゾル(有効成分20%)0.6gを100
0mlの水と共に加えて吸引濾過して固液分離し、その
固形物を成形して700℃の温度で2時間加熱して、表
面がアルミン酸リチウムによって被覆された炭化珪素ウ
イスカからなる繊維体積率15%のプリフォームを調製
し、これとアルミニウム合金AC8Aを複合化した。こ
のようにして得たアルミニウム基複合材料の熱衝撃試験
を行い、また試験後における試料の切断面を観察した結
果は、表1に示したとおりであった。
Example 4 0.3 μm in thickness and 10 μ in length
m of silicon carbide whiskers, and 8.6 of lithium carbonate
g and alumina sol (active ingredient 20%) 0.6 g as 100
The mixture was added with 0 ml of water, suction-filtered, and solid-liquid separated. The solid was formed, heated at a temperature of 700 ° C. for 2 hours, and a fiber volume ratio of a silicon carbide whisker whose surface was coated with lithium aluminate was obtained. A 15% preform was prepared, and this was combined with aluminum alloy AC8A. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the cut surface of the sample after the test was observed, as shown in Table 1.

【0022】〔比較例4〕前記実施例において、炭化珪
素ウイスカの表面処理を行うことなく、繊維体積率15
%のプリフォームを調製し、これをアルミニウム合金A
C8Aと複合化して熱衝撃試験を行った。この試験結果
は、表1に示したとおりであった。
[Comparative Example 4] In the above-described embodiment, the fiber volume ratio was 15 without the surface treatment of the silicon carbide whiskers.
% Preform was prepared and this was
A thermal shock test was conducted by combining with C8A. The test results were as shown in Table 1.

【0023】〔実施例5〕太さ0.3μm、長さ10μ
mのチタン酸カリウムウイスカ100gに、塩化リチウ
ム1.3gと水酸化アルミニウム2.3g(1%)を添
加し、均一に混合し成形して、繊維体積率15%の成形
体を造り、これを700℃の温度で2時間加熱して、表
面がアルミン酸リチウムによって被覆されたチタン酸カ
リウムウイスカからなるプリフォームを調製し、これと
アルミニウム合金AC8Aを複合化した。このようにし
て得たアルミニウム基複合材料の熱衝撃試験を行い、ま
た試験後における試料の切断面を観察した結果は、表1
に示したとおりであった。
Example 5 0.3 μm in thickness and 10 μ in length
1.3 g of lithium chloride and 2.3 g (1%) of aluminum hydroxide are added to 100 g of potassium titanate whiskers of m, uniformly mixed and molded to form a molded body having a fiber volume ratio of 15%. By heating at a temperature of 700 ° C. for 2 hours, a preform made of potassium titanate whiskers whose surface was covered with lithium aluminate was prepared, and this was combined with aluminum alloy AC8A. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the result of observing the cut surface of the sample after the test is shown in Table 1.
As shown in FIG.

【0024】〔比較例5〕前記実施例において、チタン
酸カリウムウイスカの表面処理を行うことなく、繊維体
積率15%のプリフォームを調製し、これをアルミニウ
ム合金AC8Aと複合化して熱衝撃試験を行った。この
試験結果は表1に示したとおりであった。
Comparative Example 5 A preform having a fiber volume fraction of 15% was prepared without performing the surface treatment of potassium titanate whiskers in the above-described example, and this was combined with an aluminum alloy AC8A to conduct a thermal shock test. went. The test results were as shown in Table 1.

【0025】〔実施例6〕太さ0.5μm、長さ20μ
mのホウ酸アルミニウムウイスカ100gに、炭酸リチ
ウム0.7gと水酸化アルミニウム1.2gを添加し、
均一に混合し成形して、繊維体積率15%の成形体を造
り、これを1000℃の温度で2時間加熱して、表面が
アルミン酸リチウムによって被覆されたホウ酸アルミニ
ウムウイスカからなるプリフォームを調製し、これとア
ルミニウム合金AC8Aを複合化した。このようにして
得たアルミニウム基複合材料の熱衝撃試験を行い、また
試験後における試料の切断面を観察した結果は、表1に
示したとおりであった。
Example 6 0.5 μm in thickness and 20 μ in length
m aluminum borate whiskers 100 g, lithium carbonate 0.7 g and aluminum hydroxide 1.2 g were added,
The mixture is uniformly mixed and molded to produce a molded body having a fiber volume ratio of 15%, which is heated at a temperature of 1000 ° C. for 2 hours to obtain a preform made of aluminum borate whiskers whose surface is coated with lithium aluminate. It was prepared and composited with aluminum alloy AC8A. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the cut surface of the sample after the test was observed, as shown in Table 1.

【0026】〔比較例6〕前記実施例において、ホウ酸
アルミニウムウイスカの表面処理をせずに、繊維体積率
15%のプリフォームを造り、これをアルミニウム合金
AC8Aと複合化して熱衝撃試験を行った。この試験結
果は表1に示したとおりであった。
Comparative Example 6 A preform having a fiber volume fraction of 15% was produced without performing the surface treatment of aluminum borate whiskers in the above-mentioned example, and this was combined with an aluminum alloy AC8A and subjected to a thermal shock test. Was. The test results were as shown in Table 1.

【0027】〔比較例7〕太さ0.5μm、長さ20μ
mのホウ酸アルミニウムウイスカ100gに、アルミナ
ゾル(有効成分20%)10gを水1000mlと共に
添加し、pHを調節してアルミナゾルを析出させたのち
固液分離し、これを用いて繊維体積率15%の成形体を
造り、これを1000℃の温度で2時間加熱してプリフ
ォームを調製し、これをアルミニウム合金AC8Aを複
合化した。このようにして得たアルミニウム基複合材料
の熱衝撃試験を行い、また試験後における試料の切断面
を観察した結果は、表1に示したとおりであった。
[Comparative Example 7] 0.5 μm in thickness and 20 μ in length
To 100 g of aluminum borate whiskers of m m, 10 g of alumina sol (20% of active ingredient) was added together with 1000 ml of water, and the pH was adjusted to precipitate alumina sol, followed by solid-liquid separation. A molded body was produced and heated at a temperature of 1000 ° C. for 2 hours to prepare a preform, which was composited with an aluminum alloy AC8A. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the cut surface of the sample after the test was observed, as shown in Table 1.

【0028】〔比較例8〕太さ0.5μm、長さ20μ
mのホウ酸アルミニウムウイスカ100gに、アルミナ
ゾル(有効成分20%)7gと塩化マグネシウム1.5
gを水1000mlと共に添加し、pHを調節してアル
ミナとマグネシアを析出させてから固液分離し、これを
用いて繊維体積率15%の成形体を造り、さらに100
0℃の温度で2時間加熱してプリフォームを調製し、こ
れをアルミニウム合金AC8Aを複合化した。このよう
にして得たアルミニウム基複合材料の熱衝撃試験を行
い、また試験後における試料の切断面を観察した結果
は、表1に示したとおりであった。
Comparative Example 8 0.5 μm thick and 20 μm long
m of aluminum borate whiskers of 100 m, 7 g of alumina sol (20% of active ingredient) and 1.5 g of magnesium chloride.
g was added together with 1000 ml of water, and the pH was adjusted to precipitate alumina and magnesia, followed by solid-liquid separation. Using this, a molded product having a fiber volume fraction of 15% was produced.
A preform was prepared by heating at a temperature of 0 ° C. for 2 hours, and this was combined with an aluminum alloy AC8A. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the cut surface of the sample after the test was observed, as shown in Table 1.

【0029】〔比較例9〕太さ0.5μm、長さ20μ
mのホウ酸アルミニウムウイスカ100gに、塩化マグ
ネシウム1.5gを水1000mlと共に添加し、pH
を調節してマグネシアを析出させてから固液分離し、こ
れを用いて繊維体積率15%の成形体を造り、さらに1
000℃の温度で2時間加熱してプリフォームを調製
し、これをアルミニウム合金AC8Aを複合化した。こ
のようにして得たアルミニウム基複合材料の熱衝撃試験
を行い、また試験後における試料の切断面を観察した結
果は、表1に示したとおりであった。
[Comparative Example 9] 0.5 μm in thickness and 20 μ in length
m aluminum borate whiskers (100 g), magnesium chloride (1.5 g) was added together with water (1000 ml),
Was adjusted to precipitate magnesia, followed by solid-liquid separation. Using this, a molded body having a fiber volume ratio of 15% was produced.
A preform was prepared by heating at a temperature of 000 ° C. for 2 hours, and this was combined with an aluminum alloy AC8A. The thermal shock test of the aluminum-based composite material thus obtained was performed, and the cut surface of the sample after the test was observed, as shown in Table 1.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面をアルミン酸リチウムによって被
覆したことを特徴とする表面改質されたセラミック繊
維。
1. A surface-modified ceramic fiber whose surface is coated with lithium aluminate.
【請求項2】 化学式LiAl5 8 で示されるアル
ミン酸リチウムによって被覆した請求項1に記載の表面
改質されたセラミック繊維。
2. The surface-modified ceramic fiber according to claim 1, which is coated with a lithium aluminate represented by a chemical formula of LiAl 5 O 8 .
【請求項3】 セラミック繊維としてアルミナ繊維、
アルミナシリカ繊維、炭素繊維、炭化珪素ウィスカ、チ
タン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ
のいずれか、またはこれらを2種以上混合したものを用
いる請求項1に記載の表面改質されたセラミック繊維。
3. An alumina fiber as the ceramic fiber,
The surface-modified ceramic fiber according to claim 1, wherein any one of alumina silica fiber, carbon fiber, silicon carbide whisker, potassium titanate whisker, and aluminum borate whisker, or a mixture of two or more thereof is used.
【請求項4】 表面をアルミン酸リチウムによって被
覆したセラミック繊維を用いたことを特徴とするアルミ
ニウム基複合材料。
4. An aluminum-based composite material using a ceramic fiber whose surface is coated with lithium aluminate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103290343A (en) * 2013-06-27 2013-09-11 孟红琳 Preparation method of filler particle enhanced aluminium alloy composite material
CN104265816A (en) * 2014-08-15 2015-01-07 山东金山汽配有限公司 Enhanced aluminum matrix composite brake block
CN106076832A (en) * 2016-06-02 2016-11-09 新疆加福萨斯石油设备有限公司 A kind of oilfield shale shaker anticorrosive self-lubricating wire screen and preparation method thereof

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