JPS602149B2 - 複合材料の製造方法 - Google Patents

複合材料の製造方法

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JPS602149B2
JPS602149B2 JP55105654A JP10565480A JPS602149B2 JP S602149 B2 JPS602149 B2 JP S602149B2 JP 55105654 A JP55105654 A JP 55105654A JP 10565480 A JP10565480 A JP 10565480A JP S602149 B2 JPS602149 B2 JP S602149B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、繊維、紬線材、粉末材、ホィスカ等の強化材
をマトリックス金属中に含んでいる複合材料の製造方法
に係る。
複合材料の一つとして、金属、ボロン、力−ボン等の高
張力繊維を強化材とし、マトリックス金属を有する繊維
強化金属材料（ＦＲＭ）は知られており、この繊維強化
金属材料の製造方法が従来から、種々提案されている。
繊維強化金属材料の製造方法に於ける代表的なものとし
て、真空雰囲気中於ける金属溶射により繊維とマトリッ
クス金属とのシートを作り、そのシートを多数枚重ね合
せて真空雰囲気中で高温にてプレスし、マトリックス金
属の拡散により、各シート社を互いに接合させて繊維強
化金属材料を製造する、いわゆる拡散接合法（ホットプ
レス法）と、繊維を容器中に装填し、その容器内を真空
状態として該容器の一端をマトリックス金属の落陽中に
浸潰させ、その後溶湯の液面を流体圧式に加圧し、前記
溶湯を容器内の繊維間に含浸させて繊維強化金属材料を
製造する、いわゆるオートクレープ法を中心とする浸透
舎浸法とが知られている。上述したいずれの製造方法に
於ても、強化材とマトリックス金属との界面にて健全な
接合材料を得るために、高真空状態にて強化材とマトリ
ックス金属との複合を行なっている。
このため、上述の如き従来の製造方法にあっては、高真
空状態を作る比較的大型な真空装置が必要になり、また
所要の真空状態を得るのに長時間必要になり、製造コス
ト及び制作時間が嵩み、量産性に欠けている。また、オ
ートクレープ法によってマグネシウムをマトリックス金
属として複合材料を製造する場合、マグネシウムの蒸気
圧が高いため、高真空状態を作るのがむずかしい。
本発明は従来の複合材料の製造方法に於ける上述の如き
欠点に鑑み、特別な真空装置を必要とせず、真空状態に
て強化材とマトリックス金属との複合化を行ない、低コ
ストにて且能率良く高品質の複合材料を製造することが
できる新しい製造方法を提供することを目的としている
。
かかる目的は、本発明によれば、容器内に多孔構造の強
化材を充填し、前記容器内の空気を酸素に置換し、前記
容器をマトリックス金属の溶湯中に浸潰し、前記酸素を
酸化物形成傾向の強い物質との反応により除去し、前記
強化材の多孔中へ前記溶湯を侵入せしめることを特徴と
する複合材料の製造方法によって達成される。
本発明による製造方法によれば、容器内の酸素が酸化物
形成傾向に強い物質との反応により消費され、これによ
り、容器内が高真空状態となり、強化材の多孔中へ溶湯
が侵入するようになる。
このように本発明の方法によれば、特別な真空装置を必
要とすることなく、マトリックス金属と強化材との複合
化の際に、強化材の多孔中を真空状態につることができ
、これによって強化材とマトリックス金属との界面にて
健全な接合状態を得ることができる。酸化物形成傾向の
強い物質としては、カルシウム、リチウム、マグネシウ
ム等がある。
これらの物質は予め容器内に充填されていてもよい。ま
たマトリックス金属がマグネシウム等の場合には容器内
に特別に物質を予め装填しておく必要はない。次に実施
例について詳細に説明する。
〔実施例 １〕 外径８側、長さ１０仇奴のステンレス鋼（ＪＩＳ規格Ｓ
ＵＳ３１庇）製のパイプ１に長さ８０柵のアルミナ繊維
（繊維径２０仏、デュポン社製ＦＰフアィバ）２を体積
率が５５％となるように詰めた。
このステンレスパイプ１内にその一端より酸素を供給し
、パイプ１内が酸素で置換された後、パイプの一端を図
にて符号３で示されている如くかしめて閉じ、これを素
早く溶傷容器４内の７１０℃の純マグネシウムの溶湯に
浸潰し、１８分保持した後これを取出し、パイプ１のか
しめ端から水冷により指向性凝固を行なった。これによ
り得られた繊維強化金属材料の織細配向方向○度の引張
り試験を行なった結果、この材料は５５ｋｇ／物の引張
り強度を示した。
〔実施例 ２〕 外径８柳、長さ１２仇奴のステンレス鋼（ＪＩＳ規格Ｓ
ＵＳ３１＄）製のパイプ１ ０内に長さ８０肌の高藤性
タイプ炭素繊維（東レ社製トレカＭ４０）１１を体積率
が６０％となるように詰めた。
前記パイプ１０の一端より酸素を流し、パイプ内が酸素
で置換された後、０．３夕の純マグネシウムの４・片１
２をパイプ１０の一端よりパイプ内に挿入し、その後、
その端部を符号１３で示されている如くかしめて閉じこ
れを素早く溶湯容器１４内の８０び○の純アルミニウム
の港湯中に浸潰し、１ぴ分間保持して後、溶湯容器１４
内のアルミニウムの液面をアルゴンガスにて５０ｋ９／
弧の圧力に加圧した。加圧保持５分後、大気圧とし、パ
イプ１０を落陽アルミニウムより取出し、パイプ１０の
かしめ端より水冷して指向性凝固を行なった。これによ
り得られた繊維強化金属材料の織雛配向方向０度の引張
り試験を行なった結果、この材料は７５ｋｇ／柳の引張
り強度を示した。
アルミナ繊維とマグネシウムの如く、濡れ性の良い組合
せの場合は、〔実施例１〕に目したように、繊維が装填
されたケースをマグネシウムの溶湯中に浸潰させるだけ
で、ケース内が真空状態となり、一気圧の気圧でマグネ
シウムの落陽がケース内の繊維間に侵入し、複合材料を
製造することができる。
濡れ性の悪い組合せの場合は、〔実施例２〕のように溶
湯を適当な手段によって加圧すればよい。マグネシウム
のように蒸気圧が高い金属を高温にて真空にすることは
、非常にむずかしいが、本発明方法によれば、繊維とマ
トリックス金属以外の気体の除去が容易であり、これに
よりマグネシウムをマトリックス金属とする高品質の複
合材料が得られる。
また、ボロン織縦や炭素繊維は高温で酸化性の雰囲気中
に曝されると、酸化劣化するが、本発明方法によれば、
酸素がすべて活性な酸化物形成優向の強い物質との反応
により奪われるため、それらの酸化劣化を回避できる。
以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらに限られるものではなく、本
発明の範囲内にて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るつｏ
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明による複合材料の製造方法を
示す説明図である。 １…ケース、２…アルミナ繊維、３…かしめ部、４・・
・落陽容器、１０・・・ケース、１１…高弾性タイプ炭
素繊維、１２・・・４・片、１３・・・かしめ部、１４
・・・溶湯容器。 第ー図 弊２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 容器内に多孔構造の強化材を充填し、前記容器内の
    空気を酸素に置換し、前記容器をマトリツクス金属の溶
    湯中に浸漬し、前記酸素を酸化物形成傾向の強い物質と
    の反応により除去し、前記強化材の多孔中へ前記溶湯を
    侵入せしめることを特徴とする複合材料の製造方法。
JP55105654A 1980-07-30 1980-07-30 複合材料の製造方法 Expired JPS602149B2 (ja)

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