JPS62133030A - 炭素繊維−金属系複合材料とその製造方法 - Google Patents
炭素繊維−金属系複合材料とその製造方法Info
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- JPS62133030A JPS62133030A JP27368985A JP27368985A JPS62133030A JP S62133030 A JPS62133030 A JP S62133030A JP 27368985 A JP27368985 A JP 27368985A JP 27368985 A JP27368985 A JP 27368985A JP S62133030 A JPS62133030 A JP S62133030A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は５炭素繊維−金属系複合材料とその製造方法に
関する。炭素繊維−金属系複合材料は、ここでは炭素繊
維を含有するアルミニウム系、マグネシウム系金属材料
である。
関する。炭素繊維−金属系複合材料は、ここでは炭素繊
維を含有するアルミニウム系、マグネシウム系金属材料
である。
アルミニウム系、マグネシウム系金属材料は、一般に軽
金属と呼ばれるが、炭素繊維強化軽金属は、比弾性率や
熱変形抵抗が高い、耐クリープ性が高い、熱伝導性や電
気伝導性がある、軽量である等の特性をそなえた軽量構
造材料として、航空宇宙分野、車輌分野その他の産業分
野への用途展開が期待されている。
金属と呼ばれるが、炭素繊維強化軽金属は、比弾性率や
熱変形抵抗が高い、耐クリープ性が高い、熱伝導性や電
気伝導性がある、軽量である等の特性をそなえた軽量構
造材料として、航空宇宙分野、車輌分野その他の産業分
野への用途展開が期待されている。
その製造には、炭素繊維がぜい性材料であるため、溶融
金属含浸法の使用が望ましいが、この方法を実施するさ
いの問題点は、炭素繊維が溶融金属にぬれにくいことと
、ぬれた場合、炭素繊維が金属との反応によって劣化し
やすい点である。ぬれの問題に関しては、Ｔｉ−Ｂ被膜
の被覆によってぬれを容易にする公知の方法が開発され
ている。他方、劣化反応性は、炭素繊維の種類、製造の
さいの熱処理の度合等によって決まる炭素繊維の表面の
構造、性状に依存するところが大であって、熱処理温度
の高いほど、黒鉛化の度合の高いほど、弾性率の高いほ
ど劣化反応が起こりにくい。なお、ここでは、これらの
特性の高い繊維を黒鉛化繊維と総称する。
金属含浸法の使用が望ましいが、この方法を実施するさ
いの問題点は、炭素繊維が溶融金属にぬれにくいことと
、ぬれた場合、炭素繊維が金属との反応によって劣化し
やすい点である。ぬれの問題に関しては、Ｔｉ−Ｂ被膜
の被覆によってぬれを容易にする公知の方法が開発され
ている。他方、劣化反応性は、炭素繊維の種類、製造の
さいの熱処理の度合等によって決まる炭素繊維の表面の
構造、性状に依存するところが大であって、熱処理温度
の高いほど、黒鉛化の度合の高いほど、弾性率の高いほ
ど劣化反応が起こりにくい。なお、ここでは、これらの
特性の高い繊維を黒鉛化繊維と総称する。
したがって公知の方法にお１°）では、黒鉛化繊維強化
軽金属における繊維強化効率は、炭化繊維強化軽金属の
それに比して著しく高い。反面、炭化繊維強化軽金属の
強化効率は著しく低いものとなっている。
軽金属における繊維強化効率は、炭化繊維強化軽金属の
それに比して著しく高い。反面、炭化繊維強化軽金属の
強化効率は著しく低いものとなっている。
ここでは、炭化繊維は、ＰＡＮ系では低弾性タイプ、中
弾性タイプのものをも意味し、また低弾性タイプは、高
強度タイプ、高伸度タイプのものをも意味しているが、
これら炭化繊維は、黒鉛化繊維に比べて格段に高い強度
をそなえている。したがって、炭素繊維のこのような高
い強度を軽金属母材複合材料に活用することが望ましい
。しかしながら、炭化繊維を軽金属に複合する場合、繊
維の劣化１強度低下が、大きい問題である。この問題点
を克服するためには。
弾性タイプのものをも意味し、また低弾性タイプは、高
強度タイプ、高伸度タイプのものをも意味しているが、
これら炭化繊維は、黒鉛化繊維に比べて格段に高い強度
をそなえている。したがって、炭素繊維のこのような高
い強度を軽金属母材複合材料に活用することが望ましい
。しかしながら、炭化繊維を軽金属に複合する場合、繊
維の劣化１強度低下が、大きい問題である。この問題点
を克服するためには。
炭素繊維にセラミックスを被覆するのが有効なことを認
めたが、セラミックスを被覆した炭素繊維も溶融金属に
なおぬれにくいものであることが判明した。しかし、こ
のセラミックス被覆炭素繊維からも、ＴｉＢ法を適用す
ることによって強化効率の高い炭素繊維強化軽金属を製
造し得ることを認めた。しかしながら、Ｔｉ−Ｂ法は、
精妙な技術を必要とし、また繊維の長さ方向は別として
、直角方向には寸法の大きい複合材料を直接に製造する
ことは困難であって、それには、Ｔ ｉ −Ｂ法によっ
てワイヤ状に製造したものを集めて成形する方法をとら
ねばならない。このため複合化方法、強化工程の簡易化
が要望されている。そこで、セラミックス被覆炭化繊維
を直接軽金属に混入するための溶融金属含浸法を検討し
た。被覆なし黒鉛化繊維では、高い強化効率で直接軽金
属に混入する加圧含浸法が公知となっているが、セラミ
ックス被覆炭化繊維の場合、溶融金属直接含浸法で強化
効率の高い複合材料の製造が可能かどうかは不明である
。そこで、この点を確認するために検討を重ね、その結
果、セラミックス被覆炭素繊維を強化材として、強化効
率の高い炭素繊維強化軽金属を製造し得ることを確認し
た。
めたが、セラミックスを被覆した炭素繊維も溶融金属に
なおぬれにくいものであることが判明した。しかし、こ
のセラミックス被覆炭素繊維からも、ＴｉＢ法を適用す
ることによって強化効率の高い炭素繊維強化軽金属を製
造し得ることを認めた。しかしながら、Ｔｉ−Ｂ法は、
精妙な技術を必要とし、また繊維の長さ方向は別として
、直角方向には寸法の大きい複合材料を直接に製造する
ことは困難であって、それには、Ｔ ｉ −Ｂ法によっ
てワイヤ状に製造したものを集めて成形する方法をとら
ねばならない。このため複合化方法、強化工程の簡易化
が要望されている。そこで、セラミックス被覆炭化繊維
を直接軽金属に混入するための溶融金属含浸法を検討し
た。被覆なし黒鉛化繊維では、高い強化効率で直接軽金
属に混入する加圧含浸法が公知となっているが、セラミ
ックス被覆炭化繊維の場合、溶融金属直接含浸法で強化
効率の高い複合材料の製造が可能かどうかは不明である
。そこで、この点を確認するために検討を重ね、その結
果、セラミックス被覆炭素繊維を強化材として、強化効
率の高い炭素繊維強化軽金属を製造し得ることを確認し
た。
本発明方法で使用される炭素繊維はＰＡＮ系、液晶ピッ
チ系に限らず、各種の炭素繊維を使用することができる
。焼成温度は特に限定するものではないが１組成的に炭
化のほとんど、あるいは完全に終了した、いわゆる炭化
糸に対してより効果的である。これは焼成温度でいえば
大体１０００〜２０００℃の範囲である。炭素繊維の形
状は、多数連続フィラメントの糸、トウ、織物、フェル
トであり、連続フィラメントすなわち長繊維の他、短繊
維をも使用できる。上記の形状の炭素繊維は、被覆した
長繊維から造ることもできる。
チ系に限らず、各種の炭素繊維を使用することができる
。焼成温度は特に限定するものではないが１組成的に炭
化のほとんど、あるいは完全に終了した、いわゆる炭化
糸に対してより効果的である。これは焼成温度でいえば
大体１０００〜２０００℃の範囲である。炭素繊維の形
状は、多数連続フィラメントの糸、トウ、織物、フェル
トであり、連続フィラメントすなわち長繊維の他、短繊
維をも使用できる。上記の形状の炭素繊維は、被覆した
長繊維から造ることもできる。
本発明方法において、炭素繊維に被覆するセラミックス
被膜としては二つのグループがある。
被膜としては二つのグループがある。
一つは単体炭素、単体炭素と金属炭化物の混合物、窒化
ホウ素である。他の一つは金属炭化物、窒化チタン、窒
化ケイ素である。このグループにはまた、ケイ素、チタ
ン、アルミ、ホウ素、ジルコニウムのうちの一つあるい
は二つと酸素および炭素を含む化合物である。ただしこ
の場合の化合物は不定比化合物をも意味し、またそれら
の混合物をも含むものとする。この場合の混合物は二成
分化合物あるいは単体、たとえば炭素等、二つあるいは
それ以上の不和を含有するものをも意味するものとする
。金属炭化物は、たとえばケイ素、ホウ素、チタン、ジ
ルコニウム、タングステン、ニオブ、タンタル等の炭化
物である。
ホウ素である。他の一つは金属炭化物、窒化チタン、窒
化ケイ素である。このグループにはまた、ケイ素、チタ
ン、アルミ、ホウ素、ジルコニウムのうちの一つあるい
は二つと酸素および炭素を含む化合物である。ただしこ
の場合の化合物は不定比化合物をも意味し、またそれら
の混合物をも含むものとする。この場合の混合物は二成
分化合物あるいは単体、たとえば炭素等、二つあるいは
それ以上の不和を含有するものをも意味するものとする
。金属炭化物は、たとえばケイ素、ホウ素、チタン、ジ
ルコニウム、タングステン、ニオブ、タンタル等の炭化
物である。
炭素を炭素繊維に被覆させるには、たとえば特開昭５７
−８２５７０等公知の方法を使用することができる。こ
れは加熱した炭素繊維に炭素原子を含む化合物の気体を
７００〜２０００℃の間で接触させるものである。しか
し、１０００℃以上がより望ましい。この場合の化合物
にはメタン、プロパン、ベンゼン、アセチレン、その他
の炭化水素が含まれる。また、気体混合物を用いること
もできる。炭素被膜は表面が炭素繊維表面の形状に応じ
て平滑であることが望ましい。このような被膜では、黒
鉛の層平面が炭素繊維表面に平行方向に、あるいはそれ
に近（配列した構造をとっている。炭素被膜は少くとも
９５％の炭素を含むものが望ましい。
−８２５７０等公知の方法を使用することができる。こ
れは加熱した炭素繊維に炭素原子を含む化合物の気体を
７００〜２０００℃の間で接触させるものである。しか
し、１０００℃以上がより望ましい。この場合の化合物
にはメタン、プロパン、ベンゼン、アセチレン、その他
の炭化水素が含まれる。また、気体混合物を用いること
もできる。炭素被膜は表面が炭素繊維表面の形状に応じ
て平滑であることが望ましい。このような被膜では、黒
鉛の層平面が炭素繊維表面に平行方向に、あるいはそれ
に近（配列した構造をとっている。炭素被膜は少くとも
９５％の炭素を含むものが望ましい。
炭素と金属炭化物の混合被膜は、たとえば金属炭化物が
戻化ケイ素の場合、メチルトリクロロシランあるいはこ
れに比較的低濃度に水素を混合した気体を１２００℃前
後の温度に加熱した炭素繊維に接触させて生成させるこ
とができる。また、金属ハロゲン化物と水素、炭化水素
の混合物から生成させることができる。窒化ホウ素はた
とえば三弗化ホウ素とアンモニアを含むガスから１００
０〜１５００℃の温度で生成させることができる。これ
らの被膜の厚さは。
戻化ケイ素の場合、メチルトリクロロシランあるいはこ
れに比較的低濃度に水素を混合した気体を１２００℃前
後の温度に加熱した炭素繊維に接触させて生成させるこ
とができる。また、金属ハロゲン化物と水素、炭化水素
の混合物から生成させることができる。窒化ホウ素はた
とえば三弗化ホウ素とアンモニアを含むガスから１００
０〜１５００℃の温度で生成させることができる。これ
らの被膜の厚さは。
炭素のみの被膜の場合と同様０．０１〜１．００μｍの
間が最も望ましい。
間が最も望ましい。
第二のグループの被膜は、金属炭化物の場合。
気相から沈着させる方法が適している。たとえば特開昭
５８−３１１６７に記載されている方法を用いることが
できる。
５８−３１１６７に記載されている方法を用いることが
できる。
目的の炭化物の金属のハロゲン化合物、特に塩素化合物
と炭化水素、水素の混合ガスを１０００〜１７００℃の
間の温度で炭素繊維に接触させて生成させる。この場合
不活性ガスを混入させて濃度を調節することができる。
と炭化水素、水素の混合ガスを１０００〜１７００℃の
間の温度で炭素繊維に接触させて生成させる。この場合
不活性ガスを混入させて濃度を調節することができる。
ここでは、また二種以上の金属を含有させることができ
る。
る。
窒化チタン被膜はたとえば四塩化チタン、窒素、水素を
混合したガスを用いて生成させることができる。これら
の被膜も１０００〜１５００℃の間で生成させることが
できる。しかし、物理的蒸着法ではより低い温度で被覆
させることができる。これらの被膜は、０．０１〜２．
０μｍの厚さが推奨される。また、たとえばチタン。
混合したガスを用いて生成させることができる。これら
の被膜も１０００〜１５００℃の間で生成させることが
できる。しかし、物理的蒸着法ではより低い温度で被覆
させることができる。これらの被膜は、０．０１〜２．
０μｍの厚さが推奨される。また、たとえばチタン。
ケイ素、炭素、酸素を含む不定比化合物はチタン、ケイ
素を含む有機金属化合物、あるいはそれらのポリマーを
炭素繊維に被覆し、その後ｌ０００〜１５００℃に加熱
する方法をとることができる。なおこの場合、加熱前に
空気中で２００〜３００℃前後の温度で予備加熱するこ
とが被膜の安定化にとって望ましい。
素を含む有機金属化合物、あるいはそれらのポリマーを
炭素繊維に被覆し、その後ｌ０００〜１５００℃に加熱
する方法をとることができる。なおこの場合、加熱前に
空気中で２００〜３００℃前後の温度で予備加熱するこ
とが被膜の安定化にとって望ましい。
以上のように、本発明方法における炭素繊維の被覆処理
は上述の第一のグループから選ばれた被膜でなされる場
合と、第一のグループから選ばれた被膜を被覆した後、
その上に第二のグループから選ばれた被膜を被覆する場
合を含んでいる。
は上述の第一のグループから選ばれた被膜でなされる場
合と、第一のグループから選ばれた被膜を被覆した後、
その上に第二のグループから選ばれた被膜を被覆する場
合を含んでいる。
本発明方法において使用する金属は、アルミニウム、マ
グネシウム、およびそれらの各々を主成分とする各種の
合金であり、これらはＡＳＴＭ規格、ＪＩＳ規格に定め
られたものを用いることができるが、必しもこれに限定
するものではない。合金の含有成分はたとえばアルミ系
ではケイ素、マグネシウム、銅、マンガンであり、マグ
ネシウム系ではたとえばアルミニウム。
グネシウム、およびそれらの各々を主成分とする各種の
合金であり、これらはＡＳＴＭ規格、ＪＩＳ規格に定め
られたものを用いることができるが、必しもこれに限定
するものではない。合金の含有成分はたとえばアルミ系
ではケイ素、マグネシウム、銅、マンガンであり、マグ
ネシウム系ではたとえばアルミニウム。
亜鉛、マンガン、ケイ素、銅、ニッケルである。
また炭素繊維へのぬれをよくするための成分。
たとえばスズ、鉛その他を含むものである。
被覆炭素繊維の軽金属への混入は、液体あるいは溶融状
態の軽金属を加圧することによってなされるが、溶融金
属は合金の固液共存物をも意味するものとする。これら
金属の溶融物を加圧して、炭素繊維と複合する方法とし
ては、炭素繊維に溶融金属を加圧して含浸させる方法が
ある。また炭素繊維の各フィラメントに金属を薄層で付
着させ、あるいは炭素繊維を薄く開繊して広げた層と金
属薄膜を交互に重ね合せ、あるいは金属粉末を繊維の間
隙に包含させた後加熱し、金属を溶融状態にして加圧し
、ついで冷却する方法をとることもできる。
態の軽金属を加圧することによってなされるが、溶融金
属は合金の固液共存物をも意味するものとする。これら
金属の溶融物を加圧して、炭素繊維と複合する方法とし
ては、炭素繊維に溶融金属を加圧して含浸させる方法が
ある。また炭素繊維の各フィラメントに金属を薄層で付
着させ、あるいは炭素繊維を薄く開繊して広げた層と金
属薄膜を交互に重ね合せ、あるいは金属粉末を繊維の間
隙に包含させた後加熱し、金属を溶融状態にして加圧し
、ついで冷却する方法をとることもできる。
加圧するさいの炭素繊維の温度は、金属の融点あるいは
固液共存温度と同等か少し低い温度に加熱することが望
ましい。ただし、固液共存温度は、溶融開始温度と溶融
終了温度の間にたとえば１００℃あるいはそれ以上の差
があるため、各組成の合金においても一定ではない。し
たがって、加圧複合時の合金の温度は溶融開始温度より
もむしろ終了温度に近い方が望ましい。
固液共存温度と同等か少し低い温度に加熱することが望
ましい。ただし、固液共存温度は、溶融開始温度と溶融
終了温度の間にたとえば１００℃あるいはそれ以上の差
があるため、各組成の合金においても一定ではない。し
たがって、加圧複合時の合金の温度は溶融開始温度より
もむしろ終了温度に近い方が望ましい。
しかし、それ以上の温度において、金属と接触させ、加
圧することもできる。メス型内の炭素繊維集積物に液体
金属を注入し、オス型で加圧する方法では、金属を接触
させるときの炭素繊維の温度は金属の温度と同等か少し
低い温度が望ましい。この場合、同等の時の炭素繊維の
温度は金属が液体状態を保持する温度である。
圧することもできる。メス型内の炭素繊維集積物に液体
金属を注入し、オス型で加圧する方法では、金属を接触
させるときの炭素繊維の温度は金属の温度と同等か少し
低い温度が望ましい。この場合、同等の時の炭素繊維の
温度は金属が液体状態を保持する温度である。
また、炭素繊維に金属を圧入した後、ただちに固化する
程度の温度に加熱されることが望ましい。合金組成によ
って溶解開始温度、溶解終了温度が異なるため、詳細に
規定することは困鑑であるが、たとえばアルミ系、マグ
ネシウム系金属ともに６００〜７００℃、あるいはその
前後である。しかしこの範囲に限定されるものではない
。炭素繊維あるいはその集積物に液体金属を圧入する圧
力は厳密に規定する必要はないが１０ｋｇ／ｃａｒ以上
特に１００〜１１００ｋｇ／ｃｎｆの範囲が使用できる
。この範囲外の圧力を用いることもできる。
程度の温度に加熱されることが望ましい。合金組成によ
って溶解開始温度、溶解終了温度が異なるため、詳細に
規定することは困鑑であるが、たとえばアルミ系、マグ
ネシウム系金属ともに６００〜７００℃、あるいはその
前後である。しかしこの範囲に限定されるものではない
。炭素繊維あるいはその集積物に液体金属を圧入する圧
力は厳密に規定する必要はないが１０ｋｇ／ｃａｒ以上
特に１００〜１１００ｋｇ／ｃｎｆの範囲が使用できる
。この範囲外の圧力を用いることもできる。
実施例
以下、実施例によって本発明を説明する。なお、実施例
中複合則から期待される強度に対する割合は、曲げ強さ
は引っ張り強さとして求めた。
中複合則から期待される強度に対する割合は、曲げ強さ
は引っ張り強さとして求めた。
実施例、■
ＰＡＮ系炭化炭化繊維糸μｍフィラメント、引張強さ３
１０ ｋｇ／ ｍｍ２）を１１００℃で、プロパン０．
５％とアルゴンの混合ガス気流中を通過させて、炭素被
覆繊維を得た。これを９０ｍの束として成型用の型に入
れた。アルミ合金６０６１を６８０℃で炭素繊維に接触
するようにして、４６０ｋｇ／ｃＪの圧力で３０数秒間
加圧した。繊維含有率３２容積％、合金がフィラメント
の間隙に充分に含浸した５Ｘ７Ｘ９０ｍｍの繊維一方向
強化合金を得た。外表面を整形した試料は、複合則から
期待される理論強度の９１％の曲げ強さを示した。炭素
を被覆しないで原料炭素繊維を用いて上と同一の条件で
調製した炭素繊維一方向強化合金は、複合側強度の２１
％に過ない曲げ強さを示した。
１０ ｋｇ／ ｍｍ２）を１１００℃で、プロパン０．
５％とアルゴンの混合ガス気流中を通過させて、炭素被
覆繊維を得た。これを９０ｍの束として成型用の型に入
れた。アルミ合金６０６１を６８０℃で炭素繊維に接触
するようにして、４６０ｋｇ／ｃＪの圧力で３０数秒間
加圧した。繊維含有率３２容積％、合金がフィラメント
の間隙に充分に含浸した５Ｘ７Ｘ９０ｍｍの繊維一方向
強化合金を得た。外表面を整形した試料は、複合則から
期待される理論強度の９１％の曲げ強さを示した。炭素
を被覆しないで原料炭素繊維を用いて上と同一の条件で
調製した炭素繊維一方向強化合金は、複合側強度の２１
％に過ない曲げ強さを示した。
実施例、２
ＰＡＮ系炭化炭化繊維糸μｍフィラメント、６０００フ
イラメント、強度３６０ ｋｇ／ １Ｉｎ２）を１２０
０℃で、メタン０．３％のアルゴン気流中、ついで１１
００℃でＴ ｉ Ｃｌ ４．メタン。
イラメント、強度３６０ ｋｇ／ １Ｉｎ２）を１２０
０℃で、メタン０．３％のアルゴン気流中、ついで１１
００℃でＴ ｉ Ｃｌ ４．メタン。
水素、アルゴンをそれぞれ０．５．０．６．９゜９０％
含む混合気体中を通過させ、炭素と炭化チタンをフィシ
メン１〜上に順次被覆させた炭化繊維糸を得た。この糸
を平行に束にして割型に入れ、これに７２０℃の温度で
マグネシラ待加圧した。繊維含有率４６％、５Ｘ５Ｘ９
０の繊維強化マグネシウムの角棒を得た。金属はフィラ
メント間隙を充分に充たしており、曲げ強さ１４７ ｋ
ｇ／ ｒｒｍ２．複合則の９２％を示した。
含む混合気体中を通過させ、炭素と炭化チタンをフィシ
メン１〜上に順次被覆させた炭化繊維糸を得た。この糸
を平行に束にして割型に入れ、これに７２０℃の温度で
マグネシラ待加圧した。繊維含有率４６％、５Ｘ５Ｘ９
０の繊維強化マグネシウムの角棒を得た。金属はフィラ
メント間隙を充分に充たしており、曲げ強さ１４７ ｋ
ｇ／ ｒｒｍ２．複合則の９２％を示した。
実施例、３
ＰＡＮ系中弾性炭化繊維糸（６μｍフィラメント、３０
００本１弾性率３０Ｘ１０３ ｋｇ／ｍ１１１１２、強
度４８０ ｋｇ／ ｒｍ” ）に実施例１と同一の条件
で炭素を被覆し、ついで ＴｉＣｌ４゜Ｎ２、Ｈ２、Ａ
ｒを０．４．２．５．２．１．９５％の容積比で含む混
合ガス中を１２００℃の温度で炭素繊維糸を通した。窒
化チタン被覆炭７！繊維を得た。この繊維を実施例１と
同様にして、アルミ２０２４合金と複合させた。フィラ
メントの間隙を完全に金属が充填した、繊維含有率３７
％の強化アルミ合金を得た。複合剤から期待される強度
の９３％を示した。
００本１弾性率３０Ｘ１０３ ｋｇ／ｍ１１１１２、強
度４８０ ｋｇ／ ｒｍ” ）に実施例１と同一の条件
で炭素を被覆し、ついで ＴｉＣｌ４゜Ｎ２、Ｈ２、Ａ
ｒを０．４．２．５．２．１．９５％の容積比で含む混
合ガス中を１２００℃の温度で炭素繊維糸を通した。窒
化チタン被覆炭７！繊維を得た。この繊維を実施例１と
同様にして、アルミ２０２４合金と複合させた。フィラ
メントの間隙を完全に金属が充填した、繊維含有率３７
％の強化アルミ合金を得た。複合剤から期待される強度
の９３％を示した。
実施例、４
液晶ピッチ系炭素繊維糸（１０μｍフィラメン１−．２
０００本、弾性率５０ Ｘ １０３ｋｇ／ｎｔａ２、強
度２３０ ｋｇ／ ｒｒｔｎ２）に、炭素＋炭化ケイ素
、ついでその上に炭化ケイ素を被覆した。この繊維のフ
ィラメント間隙に２００メツシユ以下のアルミ６０６１
合金粉末を充填し、金型を用いて７４０℃で加圧した。
０００本、弾性率５０ Ｘ １０３ｋｇ／ｎｔａ２、強
度２３０ ｋｇ／ ｒｒｔｎ２）に、炭素＋炭化ケイ素
、ついでその上に炭化ケイ素を被覆した。この繊維のフ
ィラメント間隙に２００メツシユ以下のアルミ６０６１
合金粉末を充填し、金型を用いて７４０℃で加圧した。
複合剤強度の９６％の引張強さを示す炭素繊維一方向強
化アルミ合金を得た。
化アルミ合金を得た。
実施例、５
実施例１に用いた炭素被覆炭素繊維の一部を用いて、フ
ィラメント間隙に２００メツシユ以下のアルミ６０６１
合金粉末を充填し、金型を用いて６３０℃で加圧した。
ィラメント間隙に２００メツシユ以下のアルミ６０６１
合金粉末を充填し、金型を用いて６３０℃で加圧した。
複合剤強度の８２％の引張強さを示す一方向強化アルミ
材を得た。
材を得た。
特許出願人 工業技術院長 等々力 達指定代理人 工
業技術院大阪工業技術試験所長連木 諒三
業技術院大阪工業技術試験所長連木 諒三
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭素９５重量％以上、炭素と金属炭化物の混合物お
よび窒化ホウ素の群から選ばれた少くとも一つを主成分
とする被膜を被覆している炭素繊維か、あるいは上記被
膜の外側に、金属炭化物、窒化チタン、窒化ケイ素の群
から選ばれた少くとも一つを主成分とする被膜、もしく
はケイ素、チタン、アルミニウム、ホウ素、ジルコニウ
ムのうちの一つあるいは二つと炭素および酸素を含む化
合物を主成分とする被膜を被覆している炭素繊維を含有
しているアルミニウム系、あるいはマグネシウム系金属
の複合材料。 ２、金属炭化物がケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオ
ビウム、タンタル、タングステンの群から選ばれた少く
とも一種の炭化物である特許請求範囲１項記載の複合材
料。 ３、被膜それぞれの厚みが０．０１〜２μｍである特許
請求範囲１項記載の複合材料。 ４、炭素繊維が１０００〜２０００℃の温 度で焼成して製造したものである特許請求範囲１項記載
の複合材料。 ５、炭素９５重量％以上、炭素と金属炭化物の混合物お
よび窒化ホウ素の群から選ばれた少くとも一つを主成分
とする被膜を被覆し、あるいは上気被膜の外側にさらに
金属炭化物、窒化チタン、窒化ケイ素の群から選ばれた
少くとも一つを主成分として含む被膜か、もしくはケイ
素、チタン、アルミニウム、ホウ素、ジルコニウムのう
ちの一つあるいは二つと炭素および酸素を含む化合物を
主成分とする被膜を被覆して、この被覆炭素繊維と、液
体状態のアルミニウム系またはマグネシウム系金属と接
触させ、加圧して複合する工程を含むことを特徴とする
特許請求範囲１項記載の複合材料の製造方法。 ６、複合するさいの圧力が１０ｋｇ／ｃｍ＾２以上であ
る特許請求範囲５項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27368985A JPS62133030A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 炭素繊維−金属系複合材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27368985A JPS62133030A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 炭素繊維−金属系複合材料とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62133030A true JPS62133030A (ja) | 1987-06-16 |
| JPH0135061B2 JPH0135061B2 (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=17531179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27368985A Granted JPS62133030A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 炭素繊維−金属系複合材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62133030A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63312924A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭素繊維強化アルミニウム複合材料用ワイヤプリフォ−ム材およびその製造方法 |
| JPS63312923A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭素繊維強化アルミニウム合金用ワイヤプリフォーム |
| US5244748A (en) * | 1989-01-27 | 1993-09-14 | Technical Research Associates, Inc. | Metal matrix coated fiber composites and the methods of manufacturing such composites |
| US5549976A (en) * | 1992-09-10 | 1996-08-27 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Reinforced composite material including a magnesium alloy matrix and grahite or carbon fibers |
| JP2007107174A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-26 | Snecma | 液体法によって繊維を金属で被覆するための方法 |
| CN110373616A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-25 | 南昌大学 | 一种锶和碳纤维协同增强镁基复合材料的制备方法 |
-
1985
- 1985-12-04 JP JP27368985A patent/JPS62133030A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63312924A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭素繊維強化アルミニウム複合材料用ワイヤプリフォ−ム材およびその製造方法 |
| JPS63312923A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭素繊維強化アルミニウム合金用ワイヤプリフォーム |
| JPH0469214B2 (ja) * | 1987-06-17 | 1992-11-05 | Kogyo Gijutsuin | |
| US5244748A (en) * | 1989-01-27 | 1993-09-14 | Technical Research Associates, Inc. | Metal matrix coated fiber composites and the methods of manufacturing such composites |
| US5549976A (en) * | 1992-09-10 | 1996-08-27 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Reinforced composite material including a magnesium alloy matrix and grahite or carbon fibers |
| JP2007107174A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-26 | Snecma | 液体法によって繊維を金属で被覆するための方法 |
| CN110373616A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-25 | 南昌大学 | 一种锶和碳纤维协同增强镁基复合材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0135061B2 (ja) | 1989-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |