JPS6286134A - グラフアイト及びセラミツク類からなる群から選択された繊維を処理する方法 - Google Patents

グラフアイト及びセラミツク類からなる群から選択された繊維を処理する方法

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JPS6286134A
JPS6286134A JP61141557A JP14155786A JPS6286134A JP S6286134 A JPS6286134 A JP S6286134A JP 61141557 A JP61141557 A JP 61141557A JP 14155786 A JP14155786 A JP 14155786A JP S6286134 A JPS6286134 A JP S6286134A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミック又はグラファイト繊維を金属マトリ
ックス中へ合体（混合）させる前にそれらの繊維を前処
理する方法に関するものである。その前処理法はすべて
の個々の繊維にニッケル被覆を怖し、次いでそれらの繊
維が溶融金属浴中へ浸漬される時に犠牲にされる銅被覆
を施す事を含んでいる。鉛をベースとする金属マトリッ
クスの場合には、例えば銀の様な貴金属の第３被覆も亦
繊維上で使用される。すべての繊維を前処理する為に、
それらの被覆された繊維を真空又は保護ふん囲気を使用
する事なく普通の大気条件の下で溶融金属中へ浸漬する
事が出来る。
すべての被覆された繊維は所望のマトリックス材料の溶
融浴中へ浸漬されてもよければ、適当な鋳型中へ入れて
すべての繊維の周囲に溶融マトリックス金属を鋳込んで
もよければ、又すべてのｗ４維を任意の他の適当な手段
で溶融マトリックス材料中へ合体させてもよい。本方法
に関連して特に有用な溶融金属マトリックス材料は鉛、
アルミニウム、錫又はこれらの材料の合金類である。
代表的には、金属マトリックス中の高耐久力及び高係数
の非金属性繊維からなる金属マトリックス複合材料は多
種多様の産業及び軍事上の用途に於−て使用される。そ
の訳はそれらの材料は繊維の機械的高耐久性と金属の物
理的緒特性との組合せを与えるからである。その複合材
料に於いて最適の機械的緒特性を達成するためには、繊
維とマトリックスとの間に良好な付着が起らなければな
らない。更に、若しすべての繊維をマトリックス金属へ
付着させる方法が特殊な真空炉を利用したり又は保護ふ
ん囲気を使用する事なく普通の大気条件の下で行なわれ
るならば著しい節約が達成される事になる。
本発明の目的はセラミック又はグラファイト繊維に先づ
ニッケルを被覆し、次いで銅を被覆し、次いで銀又は何
か他の適当な貴金属を被覆する事によって金属マトリッ
クス複合材料を製造する方法を提供する事にある。
本発明の更に他の目的は繊維をマトリックス材料の溶融
洛中に浸漬するか又は他の適当な手段によって二重又は
三重に被覆された繊維を利用して金属マ）　ＩＪラック
ス合材料を作る方法を提供する事にあり、上記マトリッ
クス材料は鉛、アルミニウム、錫或いはそれらをベース
とする合金類から形成されている。
本発明の上記及びその他の目的及び長所は添付図面を参
照してなされる以下の詳細な説明を読む事によって明ら
かになる〇 若しセラミック又はグラファイト繊維に先づニッケルが
被覆され、次いで銅が被覆されている時には、それらの
繊維は普通の大気条件の下でマトリックスを形成する溶
融浴材料中へ浸漬されてもよい。若しそれらの繊維が予
めその様に被覆されていない時には必要となる真空炉又
は保護ふん囲気を使用する事は必ずしも必要でなくなる
。
種々の厚さのニッケル及び銅被覆を使用しうるけれども
、０．５マイクロメータの最小厚さのニッケル被覆及び
０．５マイクロメータの銅被覆が望ましい事が発見され
ている。その訳は溶融マトリックス材料の完全なしみ込
みが起るからである。所が被覆金属の厚さがこの厚さ以
下の時にはマトリックス金属の完全なしみ込みは必ずし
も起らない事がある。それらの金属被覆は種々の方法に
よってすべての繊維上へ適用される。すべての繊維上へ
良好に付着した金属被覆を作る際には、無電解又は電気
めっき法が使用される。セラミック繊維の場合には、電
気めっき法は有効でないので無電解めっき法が利用され
る。グラファイト繊維の場合には、電気めっき法が利用
される。若干の用途に対しては、銅被覆に続φて普通は
銀の貴金属被覆が施される。その様な具体的被覆が使用
されている時に、０．０５乃至０．１マイクロメータの
銀波ｉが適当である事が発見されている。その銀被覆は
金属マトリックス材料が鉛の時に特に有効である。
すべての被覆された繊維は液体金属マ）　ＩＪソックス
材料中浸漬されてもよければ又はその金属マトリックス
材料を有する適当な鋳型中で鋳造されてもよい。
本明細書中に使用される１セラミツク１なる術語はシリ
コン、ナトリウム、アルミニウム、ホウ素又は耐火性金
属及び不純物の緊密に結びついた酸化物で形式される任
意のｍｍ貿材料を意味している。
又、１グラフアイト０なる術語は主成分がカーボン（炭
素）であるあらゆる形式の繊維を意味している。
無電解ニッケルめっき法は例えば具体例として次亜リン
酸塩又はアミンボーラシ（ａ　ｍ　５ｘｒｔａ　ｂｏｒ
ａｎｅ　）を含む反応の様にニッケルをめっきする為の
熱触媒反応から形成されている。他に商業的に利用しつ
る方法があること勿論である。ニッケル又は任意の他の
被覆を施す方法は同等本発明の範囲を限定するものでな
い事も勿論である。
次に図面を具体的に参照して説明するに、第１図にはニ
ッケル及び銅被覆を次々に予め施されたグラファイト繊
維（１）を含んでいる複合体の拡大断面図が示されてい
る。個々の繊維（１）の周囲には反応を起した被覆（２
）も亦見られる。アルミニウムマトリックス（４）中の
銅の多い相（３）は銅被覆が犠牲にされてアルミニウム
中へ合体された事を示している。
次に第２図を具体的に参照するに、そこにはユニオンカ
ーバイドコーポレーションによって製造葛れて１ソーネ
ル（ｔｈｏｒｍｅｌ　）　３００　’の商標名で市販さ
れているグラファイト繊維材料が示されている。この材
料はポリアクリロニトリルから作られていて（５）と銘
打たれている。先づニッケルを？ｉ！！！置され、次い
で鋼を被覆されたこの材料は液体バビット金ｍ（６）中
へ浸漬された。
その金属はグラファイト繊維（５）を包囲しているニッ
ケルＭ　ＩＩ（７）へ密接に接着させられて示されてい
る。ニッケル被覆上にあった銅被ＮＶｉ犠性にされてバ
ビットマドリンクス中に溶解されている。
本発明の方法に従って作られた繊維及びマトリックスの
調合品の下記路側は本発明が多種多様の材料に適用され
る事を示している。
例　　　　　　　　　１ セラミックφ鉛合金複合材料が下記の様にして作られた
。即ち、セラミック繊維は３Ｍ社によって製造されて居
り目、つ各々３９０本のフィラメントを有する４本の連
続したストランドから構成されているＮＫＸＴＫＬ３１
２であった。この材料は実質上９０°Ｃの水中に塩化ニ
ッケル及び次亜リン酸ソーダを含有している無電解ニッ
ケル溶液中に浸漬させられた。そのセラミック繊維は３
０秒後にその溶液から取り出されて、金Ｈ４ニッケルの
黒色被覆が得られる迄空気中で３００’Ｏに加熱された
。そこでその繊維は約Ｑ、５．マイクロ、メータの厚さ
のニッケル汲置が沈澱される迄数分間熱゛尼解ニッケル
溶液中へ戻された。次いでそのニッケルを被覆された繊
維は実質上２５°０の水中に硫酸鋼及びホルムアルデヒ
ドを含有する溶液中で無電解的に銅めつきを篇された。
その繊維は約０．５マイクロメータの厚さの銅が沈澱さ
れる迄か又は約１５分間溶液中に保持された。次いでそ
のニッケル及び銅めつきを施された繊維はその中ではへ
１マイクロメータの銀がｌａｍｐ　／　ｄｍ”の電流密
度で電気めっきされる２５°０に維持されたシアン化銀
めっき浴中へ移された。めっきが終った後に顕微鏡でｔ
ｌへｆｅ所その繊維束中のすべてのフィラメントは一様
に金属で被ａされている事が判った。
複合セラミック・鉛体は約１０ストランドの単糸を束に
してこれを４５０°Ｏの空気中に保持され之溶融鉛浴の
表面下へ浸漬する事によって上述の被覆された材料で作
られ念。その複合体を取り出して冷却させると、その俸
は整くしかもその外側は鉛で一様に被覆されている串が
判った。この材料の断面を顕ＷＩ鏡で調べると、鉛はす
べてのフィラメントｆｌ”Ｊのあらゆる隙間へしみ込ん
で居り、セラミック上へ予めめっきされ且つその繊維に
付、１して残っているニッケルのリングに密接に付着さ
れている事が判った。
例　　　　　　　２ ’Ｆｉｂｅｒ　ＦＰ”として知られている酸化アルミニ
ウム繊維がイー９アイ・デ工ホン　トリ　ネモアーズア
ンドカンパコーによって製造されている。この繊維も亦
例１におけるセラミック繊維と同様に処理されて、０．
６マイクロメータの厚さのニッケル被覆を無電解的に、
そして０．８マイクロメータの厚さの銅を無電解的に施
され次いで約０．１マイクロメータの厚さの銀をめっき
された。この繊維を４５０’　Ｏの溶融船中に３ｏ８″
間浸漬した後取り出して冷却させる時には、その繊維は
鉛にしみ込まれて全く堅くなっていた。
例　　　　　　　３ グラファイト・鉛複合棒はプラスター鋳型中で従来の焼
流し精密鋳造法によって作られた。Ｐ型グラファイト繊
維は先づ７５°〇−持された錯酸ニッケル及びジ。
メチルアミンボランの水溶液から０．５マイクロメータ
の厚さのニッケルを無電解的にめっきされた。次いです
べての連続した繊維をして６０００に維持されたシアン
化銅の水溶液中を通過させ且つ２分間１５ａｍｐ／ｄが
の密度の直流を印加する事によってそのニッケルを被覆
されたグラファイト上に０．７マイクロメータの厚さの
銅を電気めっきされた。最後に、すべてのニッケル及び
銅を被覆された繊絞はシアン化銀溶液中を通過させられ
、そこで銀の薄い被覆がすべての繊維の銅被覆上へ化学
的に置換させられた。これらの繊維束が％インチ（０，
３１７５ｃｍ）　Ｘ％インチで長さ８インチ（２０，！
ａｍ）のプラスター鋳型の穴中へ置かれて５００°０の
溶融鉛が加えられた時にその穴は完全に充填されて、す
べての被覆はれたＰａ紛は鋳造鉛体中へ合体された。
その結果出来たグラ７アイ）−鉛鋳造Ｉｌ！は鉛がよく
しみ込んだグラファイト繊維の約１０容量％を有する事
を特徴としていた。そのＷ４は純粋船よりもはるかに堅
くて、約３０．０００　ｐｓ　ｉ　（２，１００Ｋｇ　
７０ｍ　２）の引張り強さを有して居り、その値は繊維
で補強されていない鉛よりもはるかに強い。
上述のすべての例及びこの方法は特殊な真空炉又は保護
ふん囲気を使用する事なく普１ｍの大気条件の下で遂行
される事を特に注意する必要がある。
本発明はその良好な実施例について説明されて米たが、
本発明の精神及びその適当な範囲から逸脱しない限り種
々の変更を加えて実施しつる事勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は先づニッケルを被覆され次いで銅を被筺された
グラファイト繊維アルミニウムマトリックス複合体の断
面を示す拡大図、そして第２図は先づニッケルを被覆さ
れ、次いで銅を被覆されて５％のアンチモン、５％の銅
及び残りの錫からなる溶融バビット会金中に浸漬させら
れたグラファイト繊維の断面を拡大して示す第１図と同
様な図である。 １・・・・・・グラファイト繊維、　　　２・・・・・
・反応を起した被ｌ。 ３・・・・・・銅の多い相、　　４・・・・・・アルミ
ニウムマトリックス、５・・・・・・ポリアクリロニト
リル繊維、６・・・・・・液体バビット金属、　　　７
・・・・・・ニッケル被覆特許出願人　マテリアル　コ
ンセプツ　インコーホ゛レーテッド〜　　゛、℃ト　　
２ Ｌ′　　　　　　　　ぼ） １、　　　＼、 ・−（≧ 手続補正書 昭和６１年１１月１　日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）グラファイト及びセラミック類からなる群から選
    択された繊維上にニッケルを被覆し、その繊維上に銅を
    被覆し、次いで上記銅被覆工程の直後にその繊維上に銀
    又はその他の適当な貴金属を被覆し、次いでその被覆さ
    れた繊維を鉛、アルミニウム、錫又はそれらをベースと
    する合金の内から選択された溶融金属中へ浸漬させる工
    程からなる事を特徴とするグラファイト及びセラミック
    類からなる群から選択された繊維を処理する方法。
  2. （２）上記繊維がその中へ浸漬される溶融金属は鉛であ
    る事を更に特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
    。
JP61141557A 1981-01-14 1986-06-19 グラフアイト及びセラミツク類からなる群から選択された繊維を処理する方法 Granted JPS6286134A (ja)

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US06/224,869 US4341823A (en) 1981-01-14 1981-01-14 Method of fabricating a fiber reinforced metal composite
US224869 1981-01-14

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JPS6286134A true JPS6286134A (ja) 1987-04-20
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JP61141557A Granted JPS6286134A (ja) 1981-01-14 1986-06-19 グラフアイト及びセラミツク類からなる群から選択された繊維を処理する方法

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