JPS63109129A - 無機繊維強化金属複合体 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、−内部層と表面層とからなりかつ色調の豊な
高強度無機繊維で強化された。美麗な外観を有すると共
に機械的強度の高い無機繊維強化金属複合体に関するう 〔従来の技術及びその問題点〕 従来、アルミニウム、マグネシウム、又はチタンあるい
は、アルミニウム合金、マグネシウム合金又はチタン合
金等の金属を強化する繊維としては１表面処理された炭
素繊維が使用されている。

さらに、特開昭５２−７８Ｍ号、特開昭５２−２４１１
１号、特開昭５３−３０４０７号、特開昭５２−２６３
０５号等に開示されている炭化珪素繊維は、炭素繊維よ
り優れた機械的強度を有するとされ、金属類の強化用繊
維として採用されている。

これらの繊維はマトリックスとして使用される金属類に
対するぬれ性が乏しく、金属類と繊維間の結合強度が不
充分である。このためこれら繊維で強化された複合体の
機械的な強度は充分なものではなかった。

また、これら繊維自体の色調が黒色であるため強化され
た金属複合体の色調も必然的に黒色となシ、複合体の表
面を塗布するか、あるいはこの複合体に着色樹脂を積層
するかしない限り９種々の色調を有する美麗な外観の複
合体を得ることができなかった。

無機繊維強化金属は１強度と軽量性とを要求、される製
品１例えばテニスラケット、釣竿、スキーストック、ス
キーエツジ、レーシングカー、パイプ等から航空機、自
動車にわたる広範囲の製品として使用される。これらの
用途には１機械的強度は勿論のこと外観の美しさ、ファ
ツション性も同時に重要な因子とされる。

従来知られていた無機繊維強化金属複合体では。

上記の外観上の要求及びより過酷な条件下での使用に耐
えうる機械的強度の要求の両者を満足することができな
かった。

〔発明の要旨〕

本発明の目的は、上に述べた二つの問題を一挙に解決し
た無機繊維強化金属を提供することにある。

本発明によれば、内部層と表面層とからなる無機繊維で
強化された金属複合体であって、前記無機繊維が １）　　Ｓｌ、　Ｍ、　ｃ　及び０から実質的になる非
晶質物質、又は （ｉｉ）実質的にβ−５ｉｃ、　ＭＣ，β−８１０とＭ
Ｏの固溶体及びムはＭＣ１Ｌ’ｉの粒径が５００λ以下
の各結晶質超微粒子、及び非晶質の５ｉｎ２とＭＣ２か
らなる集合体、又は。

（ｉｉｉ）　　上記（１）の非晶質物質と上記（ｉｉ）
の結晶質超微粒子集合体の混合系。

からなる珪素、チタン又はジルコニウム、炭素及び酸素
含有する無機質物質からなる内部層と。

Ｑｖ）　　ｓｌ、Ｍ、及びＯから実質的になる非晶質物
質。

（■）結晶質のＳｉＯ２とＭＯ２からなる集合体、又は （ｖｉ）　　上記ＱＶ）の非晶質物質と上記（Ｖ）の結
晶質集合体の混合系 （但し、上式中のＭはＴｉ又はＺｒを示し、Ｘは０ニジ
大きく１未満の数である。） からなる珪素、チタン又はジルコニウム及び酸素。

場合によ゛す５重量％以下の炭素を含有する無機質物質
からなる表面層とからなることを特徴とする無機繊維強
化金属複合体が提供される。

〔発明の詳細な説明〕

本発明において、無機繊維の大部分を占める内部層は。

（：）　　ｓｌ、Ｍ、ｃ及び０から実質的になる非晶質
物質、又は （ｉｉ）実質的にβ−ＳｉＣ，ＭＯ，β−５ｉｃとＭＯ
の固溶体及び／又ヒＭＣド、の粒径が５００λ以下の各
結晶質超微粒子、及び非晶質の５１ｏ２とＭＣ２からな
る集合体、又は。

（ｉｉｉ）　　上記（ｉ）の非晶質物質と上記（ｉｉ）
の結晶質超微粒子集合体の混合系（Ｍ：Ｔｉ又はＺ　ｒ
、　０（ｘ（１）　。

からなる珪素、チタン又はジルコニウム、炭素及び酸素
含有無機質物質からなっている。

また１本発明における表面層は。

ｈ）　　Ｓｉ、Ｍ、及び０から実質的になる非晶質物質
。

（Ｖ）　　結晶質の８１０２とＭｏ２からなる集合体、
又は （■り上記ＱＶ）の非晶質物質と上記（Ｖ）の結晶質集
合体の混合系（Ｍ：Ｔｉ又はｚｒ） からなる珪素、チタン又はジルコニウム及び酸素。

場合により５重量％以下の炭素を含有する無機質物質か
らなっている。

上記の無機繊維は１例えば、まず内部層と同一の組成を
有する無機繊維を調製した後、この繊維を酸化性雰囲気
中で加熱して表面層を形成させることによって得ること
ができる。

内部層と同一の組成を有する無機繊維は２例えば、ヨー
ロッパ特許第３０１４５号明細書及び同第５７２０９号
明細書に記載の下記方法に従って調製することができる
。

（１）数平均分子量が約５００〜１００００の主として
式÷５ｉ−ＯＨ２＋の構造単位からなる主鎖骨格を有し
１式中の珪素原子は実質的に水素原子、低級アル、キル
基及びフェニル基からなる群から選ばれた側鎖基を２個
有するポリカルボシラン。

及び （２）数平均分子量が約５００〜１ｏｏｏｏの。

メタロキサン結合単位＋Ｍ−０−）−（Ｍ：Ｔｉ又はＺ
ｒ）及びシロキサン結合単位＋８１−０＋からなる主鎖
骨格を有し、かつメタロキサン結合単位の全数体シロキ
サン結合単位の全数の比率がＳＯ：１〜１：３０の範囲
内にあシ、該シロキサン結合単位の珪素原子の大部分が
低級アルキル基及びフェニル基からなる群から選ばれた
側鎖基を１個又は２個有し、そして該メタロキサン結合
単位の金属原子の大部分が側鎖基として低級アルキル基
を１個又は２個有するポリメタロシロキサンを、該ポリ
カルボシランの＋Ｓ　ｉ　−Ｃ１−１２÷の構造単位の
全数体該ポリメタロシロキサンの＋Ｍ−０＋結合単位の
全数の比率が１００：１〜１：１００の範囲内となる量
比で混合し、得られた混合物を有機溶媒中で、かつ反応
に対して不活性な雰囲気下において加熱して、該ポリカ
ルボシランの珪素原子の少なくとも一部を、該ポリメタ
ロシロキサンの珪素原子及び／又は金属原子の少なくと
も一部と酸素原子を介して結合させることによって。

架橋したポリカルボシラン部分とポリメタロシロキサン
部分とからなる数平均分子量が約１０００〜５００００
の有機金属重合体を生成させる第１工程と、上記重合体
の紡糸原液を造シ紡糸する第２工程と、該紡糸原繊維を
張力あるいは無張力下で不融化する第３工程と、不融化
した前記紡糸繊維を真空中あるいは不活性ガス雰囲気中
で８００〜１８００°Ｃの範囲の温度で焼成する第４工
程から、実質的にＳ　ｉ＋　Ｔ　ｉ又はＺｒ、Ｃ及びＯ
からなる無機繊維を製造することができる。

また、別法として。

主として式 ％式％ （但し１式中のＲは水素原子、低級アルキル基又はフェ
ニル基を示す。） で表される主鎖骨格を有する数平均分子量が２００〜１
００００のポリカルボシラン、及び式　　　ＭＸ４ （但し１式中のＭはＴｉ又はＺｒを示し、Ｘは炭素数１
〜２０個を有するアルコキシ基、フェノキシ基又はアセ
チルアセトキシ基を示す。）で表される有機金属化合物
を、前記ポリカルボシランの＋５ｉ−ＯＨ２÷の構造単
位の全数体前記有機金属化金環の＋Ｍ−０＋の構造単位
の全数の比率が２：１〜２００：１の範囲内となる量比
に１加え１反応に対して不活性な雰囲気中において加熱
反応して、前記ポリカルボシランの珪素原子の少なくと
も一部を、前記有機金属化合物の金属原子と酸素原子を
介して結合させて、数平均分子量が約７００〜１０００
００の有機金属重合体を生成させる第１工程と、上記有
機金属重合体の紡糸原液を造シ紡糸する第２工程と、該
紡糸繊維を張力あるいは無張力下で不融化する第５工程
と、不融化した前記紡糸繊維を真空中あるいは不活性ガ
ス雰囲気中で８００〜１８００°Ｃの範囲の温度で焼成
する第４工程から、実質的にＳｉ、　Ｔｉ又はＺｒ、　
　Ｃｊ及び０からなる無機繊維を製造することができる
。

無機繊維中の各元素の割合は、８１：３０〜６０重量％
、Ｔｉ又はＺｒ：０．５〜３５重量％、特に好ましくは
１〜１０重量％、Ｃ：２５〜４０重量％。

０：０．０１〜５０重量％である。

こうして得られた無機繊維を通常５００〜１６００°Ｃ
の範囲の温度で酸化性雰囲気下に加熱することによって
９表面層が形成され１本発明における無機繊維が得られ
る。酸化性雰囲気としては、空気。

純酸素、オゾン、水蒸気、炭酸ガス等の雰囲気が挙げら
れる。

この処理により、無機繊維に種々の色調１例えば赤、紫
、青、緑、橙、茶、桃等が付与される。

無機繊維の色調は、酸化性雰囲気での加熱条件を変化さ
せて表面層の厚さ及び構造を調整することによって任意
に変えることができる。−例を挙げると、酸化条件が穏
やかであると赤ないし紫色になυ２頭次酸化条件を厳し
くするに従って、青色。

緑色になる。色調の調整は上記教示に従い画業者が容易
に行うことができる。

こうして得られる無機繊維の内部層の各元素の割合は実
質的に上記と変わらず１表面層の各元素の割合はＳｉ：
２０〜６５重量％、０：ろ０〜５５重量％、　Ｔｉ又は
Ｚｒ：０．３〜４０重量％、好ましくは１〜１５重量％
、炭素１〜５重量％である。

本発明における無機繊維の内部層の直径は通常ろ〜２０
μｍであり２表面層の厚さは通常０．０１〜５μｍであ
る。

該無機繊維は繊維そのものを単軸方向、多軸方向に配合
させる方法、あるいは平織、朱子織、模紗織、綾織、か
らみ織、らせん織物、三次元織物等の各模織物にして使
用する方法、あるいはチョツプドファイバーとして使用
する方法等がある。

次に本発明に使用することのできる金属類としてはアル
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、チタン、チタン合金があげられる。

本発明に係る無機繊維のマトリックス中の混合割合は体
積百分率で１０〜７０％が好ましい。

これらの金属複合材料を製造するには次のような通常の
繊維強化金属複合材料の製造方法によることができる。

すなわち（１）拡散結合法、（２）液体浸透法、（３）
溶射法、（４）電析法、（５）押出し及びホットロール
法、（６）化学気相析出法、（力焼結法の諸方法である
。

（１）拡散結合法によれば、無機繊維とマトリックス金
属線とを交互に一方向に配列し、その上下をマトリック
ス金属の薄膜でおおうか、あるいは下だけを前記薄膜で
おおい、上は有機質結合剤と混和されたマトリックス金
属粉末でおおい複合層となし、この層を数段積層した後
、加熱下で加圧して無機繊維でマ）　ＩＪワックス属と
の複合材料を製造することができる。前記有機質結合剤
としては、マトリックス金属と炭化物を生成するに至る
温度まで昇温される以前に揮発散逸するものが望ましく
２例えば、　ＣＭＯ，パラフィン、レジン、鉱油等を使
用することができる。

また無機繊維の周囲に有機結合剤と混和したマトリック
ス金属粉末を貼着被覆したものを配列積層し、これを加
熱下で加圧して、複合材料とすることができる。

（２）　　液体浸透法によれば溶融したアルミニウム。

アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、
チタンあるいはチタン合金をもって配列された無機繊維
の間隙をうめて複合材料とすることができる。この場合
特に金属を被覆した繊維とマトリックス金属との漏れ性
がよいため、配列した繊維の間隙をまんべんなくマトリ
ックス金属で満すことができる。

（３）溶射法によれば配列した無機繊維の表面に２°ラ
ズマ溶射あるいはガス溶射によりマトリックス金属を塗
布しテープ状複合材料を製造することができる。このま
まで使用するかあるいはさらに前記テープ状複合材料を
積層し、前記（１）の拡散結合法により複合材料を製造
することができる。

（４）電解析出法によれば、繊維の表面にマトリックス
金属を電解析出させ複合体とし、さらにこれを積層配列
し、前記（１）の拡散結合法により複合材料とすること
ができる。

（５）　　押し出し及びホットロール法によれば、−方
向に繊維を配列し、これをマトリックス金属箔で挟んで
、サンドウィッチ状とし、これを必要により加熱された
ロールの間を通して、繊維とマトリックス金属とを接合
させて、複合材料を製造することができる。

（６）化学気相析出法によれば、繊維を加熱炉に入れ１
例えは塩化アルミニウムと水素ガスの混合ガスを導入し
て熱分解し、繊維の表面にアルミニウム金属を析出させ
て複合体とする。さらにこの金属析出繊維を積層配列し
、前記（１）の拡散結合法により複合材料とすることが
できる。

（７）焼結法によれば、配列した繊維の間隙をマド４ノ
ツクス金属粉末で充填し、ついで加圧あるいは無加圧で
加熱焼結し、複合材料とすることができる。

無機繊維と金属マトリックスとから製造された複合材料
の引張強度（σ。）は下記式で表わされる。

σ。＝　σｆＶｆ＋σｍＶｍ σＣ；複合材料の引張強度 σｆ　：無機繊維の引張強度 σｍ　＝金属マトリックスの引張強度 ｖｆ：無機繊維の体積百分率 ■ｍ：金属マトリックスの体積百分率 上記式で示されるように、複合材料の強度は。

複合材料中の無機繊維の体積割合が、多くなるに従って
大きくなる。従って２強度の大きい複合材料を製造する
ためには、複合させる無機繊維体積割合を多くする必要
がある。しかしながら無機繊維の体積割合が７０％を超
えると、金属マトリックスの量が少ないため、無機繊維
の間隙を充分に金属マトリックスで充填することができ
なくなるため、複合材料を製造しても両式で示されるよ
うな強度が発揮されなくなる。また繊維の数を少なくし
てゆくと、両式で示されるように複合材料の硬度は低下
するから、実用性のある複合材料とす、るためには１層
チ以上の無機繊維を複合させることが必要である。従っ
て１本発明の無機繊維強化金属複合材料の製造において
、複合させる無機繊維の体積割合を１０〜７０％とする
と最も良い効果が得られる。

複合材料を製造する際、前述したように金属類を溶融温
度付近あるいは溶融温度以上に加熱して無機繊維と複合
化する必要がある。そのため、無機繊維と金属類とが反
応して無機繊維の強度の低下が起シ、複合材料の引張強
度（σ。）を十分に満足させることができない。

しかしながら１本発明に係る無機繊維を溶融金属類に浸
漬した場合１通常の炭化ケイ素繊維に認められるような
急激な無機繊維の劣化が認められなかった。

本発明の好ましい複合材料は１層関せん断強度が約６匂
／−以上、繊維に垂直方向の引張強度が約４Ｋｇ／ｉｊ
以上及び疲労限度と引張強度との比が約０．３５以上で
あり、さらに複合材料形成時における複合材料中の無機
繊維は、初期反応劣化速度が約０．５　Ｋ９／−・５ｅ
ｃ−’以下及び繊維強度低下率が約５５％以下であると
いう機械的特性を有するものである。

さらに好ましい機械的特性は、マトリックスを形成する
金属の種類によって異っている。

本発明で用いる各種機械的特性の測定法を次に述べる。

（ａ）初期反応劣化速度 （イ）融点が１２００°Ｃ以下の金属および合金の場合 無機繊維を使用する金属の融点よりも５０°Ｃ高い温度
に加熱した溶融金属中に１分、５分、１０分、６０分浸
漬し、その後繊維を抽出し繊維引張強度を測定する。こ
の結果から浸漬時間と繊維引張強度との関係、すなわち
反応劣化曲線を求め。

浸漬時間０分における接線から初期反応劣化速度（Ｋｐ
／ｒｘａ　・５ｅａ−’　）　ヲ求メル。

（ロ）融点が１２００°Ｃ以上の金属および合金の場合 無機繊維と金属箔を積層し、これを真空中において金属
箔の融点Ｘ（０，６〜０．７）の温度に加熱しｒ　５に
７　／ｍｊの加圧下で５分、１０分、２０分。

ろ０分保持し、その後繊維を抽出し線維引張強度を測定
する。この結果からビ）と同様な手順で初期反応劣化速
度を求める。

（ｂ）　　繊維強度低下率 繊維強度低下率は（ａ）において、浸漬時間および保持
時間がそれぞれ６０分での繊維強度を求め。

初期強度−上記繊維強度を初期強度で除して求めた。

初期反応劣化速度は、繊維強化金属を短時間で製造する
場合の繊維とマトリックスの反応の程度を示し、この値
が小さい程繊維とマトリックスの適合性がよく、繊維の
強化効果が大きいことを示すＯ 繊維強度低下率は、繊維強化金属を長時間かけて製造す
る場合の繊維とマトリックスの反応の程度を示し、この
値が小さい程、ｆＲ維とマトリックスの適合性がよく、
繊維の強化効果が大きいことを示す。

（Ｃ）　　層間せん断強度試験 層間せん断応力を求めるための試験法で曲率半径６　Ｗ
ｎ　’りの２コのビン（長さ２０　ｍｍ　）の上に１０
×１・２Ｘ２ｍの無機繊維を単軸方向に配向させた複合
材料を置き、先端曲率半径５．５１φの圧子で圧縮し、
いわゆる５点曲げ方式で試験を行い１層間せん断応力を
測定する。せん断応力（Ｋｙ／ｍＡ）により表示する。

（ａ）　　繊維に垂直方向の引張強度 厚さ２順の単軸方向繊維強化複合材料を製造し。

これより試験片の軸方向が繊維配列方向と直交するよう
に試験片を採取する。試験片の厚さは２Ｍで中央部の板
厚方向に１２５．Ｈの曲率をつけ厚さ約１閣に仕上げる
。引張速度は１ｍｍ／分で行った。引張強度（Ｋｆ　／
ｍａ　）により表示する。

層間せん断強度及び繊維に垂直方向の引張強度は、マト
リックスと繊維との結合の強さを表示する指標である。

（ｅ）　　疲労試験 無機繊維を単軸方向に配向させた複合材料の軸方向が長
軸方向となるように、１０ρＸ１００゜の丸棒を製造し
、これを所定の回転曲げ疲労試験片に加工して容量が１
．５に９ｍの回転曲げ疲労試験を行い１０７回の疲労強
度を求め疲労限度とした。

疲労限度と引張強度との比は、マトリックスと繊維との
結合の強さを表示する指標である。

〔本発明の効果〕

本発明で使用される無機繊維は金属類に対するぬれ性が
優れているため、特に表面処理する必要がなく、また金
属類との結合強度が太きいため。

本発明の複合体は極めて良好な機械的特性を有している
。さらに、この無機繊維は繊維自体が美麗な反射光を発
するところから、マトリックスである金属の自然なる射
光と融和して、美しい色調の複合体が得られる。

〔実施例〕

以下の実施例によって本発明を説明する。

無機繊維ＣＩ）の製法 ジメチルジクロロシランを金属ナトリウムで脱塩素縮合
して合成されるポリジメチルシラン１００重量部に対し
てポリポロシロキサン５重量部を添加し、窒素中、５５
０°Ｃで熱縮合して得られる。

式＋Ｓ　ｉ　−ＣＨ２＋のカルボシラン単位から主とし
てなる主鎖骨格を有し、該カルボシラン単位の珪素原子
に水素原子及びメチル基を有しているポリカルボシラン
に、チタンアルコキシドを加えて。

窒素中、５４０°Ｃで架橋重合することにより、カルボ
シラン単位１００部と式＋Ｔｉ−ｏ＋のチタノキサン１
０部とからなるポリチタノカルボシランを得た。このポ
リマーを溶融紡糸し、空気中１９０°Ｃで不融化処理し
、さらに引き続いて窒素中１己００°Ｃで焼成して、繊
維径１３μｍ、引張強度３１０Ｋｇ／−＋引張弾性率１
６ｔ／−の主として珪素、チタン、炭素及び酸素からな
るチタン元素含量６Ｎ量チの無機繊維（１）を得た。無
機繊維〔■〕はＳｉ、Ｔｉ、Ｃ！及びＯからなる非晶質
物質と、β−５ｉｃとＴｉＣの固溶体及びＴｉｃ（但し
０（ｘ（１）の粒径が５０久の各結晶質超微粒子及び非
晶質のＳｉＯ２とＴ　ｉ　０２からなる集合体との混合
系からなる無機繊維であった。

無機繊維〔■、〕の製法 前述のようにして得られたポリカルボシランにテトラキ
スアセチルアセトナトシルコニウムを加えて、窒素中５
５０°Ｃで架橋重合することにより。

カルボシラン１００部と１式（Ｚｒ−０）のジルコノシ
ロキサン５０部とからなるポリジルコノカルボシランを
得た。このポリマーをベンゼンに溶解して乾式紡糸し、
空気中で１７０°Ｃで不融化処理し、引き続いて窒素中
１２００°Ｃで焼成して。

繊維径１０μｍ、引張強度３５０　ＫＳＩ　／−、引張
弾性率１８ｔ／−の主として珪素、ジルコニウム。

炭素及び酸素からなるジルコニウム元素含量４５重量％
め非晶質無機繊維〔■〕を得た。

〔参考例１〕炭化ケイ素繊維の製法 比較例で使用するポリカルボシランのみから得られる炭
化ケイ素繊維は下記のようにして製造する。

ジメチルジクロロシランを金属ナトリウムで脱塩素縮合
して合成されるポリジメチルシラン１００重量部に対し
ポリボロシロキサン６重量部を添加し、窒素中、１５０
°Ｃで熱縮合して１式＋５ｉ−ＯＨ２＋　のカルボシラ
ン単位から主としてなる主鎖骨格を有し、該カルボシラ
ン単位のケイ素原子に水素原子およびメチル基を有して
いるポリカルボシランを得た。このポリマーを溶融紡糸
し、空気中１９０°Ｃで不融化処理し、さらに引きつづ
いて窒素中１己００°Ｃで焼成して、繊維径１５μ。

引張強度”　ＯＲ３／　ｍｍ　＋引張弾性率１　’　６
　ｔ／　ｍｍの・主としてケイ素、炭素および酸素から
なる炭化ケイ素繊維を得た。

実施例１ 無機繊維〔Ｉ′３を９００’Ｃの空気中で１時間加熱処
理することにより、鮮やかな青色の反射光を発する無機
繊維を得た。この繊維は、繊維径１６２μｍ、引張強度
”　ＯＫｆ／　ｍｊ　＋引張弾性率１５．己ｔ／−の機
械的物性を有しておシ、繊維表面に０．２μｍの非晶質
のガラス層を有していた。

厚さ０．５閣の純アルミニウム箔（１０７０）の上に、
上記繊維を単軸方向に配列し、その上にアルミ箔をかぶ
せ、６７０°Ｃの温度の熱間ロールにより、繊維と・ア
ルミニウムを複合させた複合箔を製造した。この複合箔
を２７枚重ねて真空下６７０°Ｃの温度で１０分間放置
後、さらに６００°Ｃでホットプレスして、無機繊維強
化アルミニウム複合材料を製造した。この複合材料の繊
維含有率は５０体積チで、マトリックスであるアルミの
自然な金属光たくと、含有無機繊維の表面から発生され
る青色の反射光が融和して、マイルドな青色の色調を示
した。

製造された複合材料の引張強度は６０に９／ｍａｒ弾性
率はｓ、ｏｏｏＫ７／−であった。

比較例１ 実施例１で使用した無機繊維〔Ｉ〕の空気中熱処理物の
代わシに、参考例１で得られた炭化ケイ素繊維を用いた
他は、実施例１と同様に実施して炭化ケイ素繊維強化複
合材料を製造した。

この複合材料の繊維含有率は３０体積チであった。得ら
れた複合材料は炭化ケイ素繊維自身の色を反映して木炭
色であシ、引張強度が５７にり／−２弾性率が６．３０
０　Ｋｇ　／１１Ｒであシ、実施例１の本発明の複合材
料に比べ著しく劣るものであった。

比較例２ 実施例１で使用した無機繊維〔Ｉ〕の空気中熱処理物の
代わシに、ポリアクリロニトリル系、高強度炭素繊維を
用いた他は、実施ＩＦＩＪ　１と同様に実施して炭素繊
維強化複合材料を製造した。この複合材料の繊維含有率
はろ０体積チである。得られた複合材料は、炭素繊維自
身の黒色を反映して木炭色で、引張強度が２５Ｋｙ／−
であシ、実施列１の本発明の複合材料に比べ著しく劣る
ものであった。

実施例２ 無機繊維（１）を８００°Ｃの空気中で１時間加熱処理
することにより、鮮かな赤色の反射光を発する無機繊維
を得た。この繊維は、゛繊維径１３．０μｍ、引張強度
５０５Ｋｇ／−１引張弾性率１５８ｔ／−の機械的物性
を有しており、繊維表面に０．２μｍの非晶質のガラス
層を有していた。

この無機繊維を用いて実施例１におけると同様にして複
合材料を製造した。得られた複合材料はマイルドな赤色
の色調を示した。複合材料の引張強度は６５ＫＬ１／−
、弾性率は８．２００Ｋｑ／−であったＯ 実施例ろ 無機繊維［Ｉ［）を８００°Ｃの空気中で１時間加熱処
理して、青紫色の反射光を発する無機繊維を得た。この
繊維は繊維径１０．２μｍであシ、引張強度ロロ７に９
　／ｒｉａ　＋引張弾性率１″７．２　ｔ　／−の機械
的特性を有しており、繊維表面に０．！Ｉμｍの非晶質
のガラス層を有していた。

この無機繊維を用いて実施例１におけると同様にして複
合材料を製造した。得られた複合材料はマイルドな青紫
色の色調を示した。複合材料の引張強度は７４にり／−
１弾性率は９．ｏｏｏＫ９／−であった。

実施例１及び比較例１で得られたアルミニウム複合材料
について、初期反応劣化速度、繊維強度低下率１層関せ
ん断強度、繊維に垂直方向の引張強度および疲労限度と
引張強度との比を求めた。

結果を第１表に示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部層と表面層とからなる無機繊維で強化された
   金属複合体であって、前記無機繊維が（ｉ）Ｓｉ、Ｍ、
   Ｃ及びＯから実質的になる非晶質物質、又は （ｉｉ）実質的にβ−ＳｉＣ、ＭＣ、β−ＳｉＣとＭＣ
   の固溶体及び／又はＭＣ＿１＿−＿ｘの粒径が５００Å
   以下の各結晶質超微粒子、及び非晶質のＳｉＯ＿２とＭ
   Ｏ＿２からなる集合体、又は、 （ｉｉｉ）上記（ｉ）の非晶質物質と上記（ｉｉ）の結
   晶質超微粒子集合体の混合系、 からなる珪素、チタン又はジルコニウム、炭素及び酸素
   を含有する無機質物質からなる内部層と、（ｉｖ）Ｓｉ
   、Ｍ、及びＯから実質的になる非晶質物質、 （ｖ）結晶質のＳｉＯ＿２とＭＯ＿２からなる集合体、
   又は （ｖｉ）上記（ｉｖ）の非晶質物質と上記（ｖ）の結晶
   質集合体の混合系 （但し、上式中のＭはＴｉ又はＺｒを示し、ｘは０より
   大きく１未満の数である。） からなる珪素、チタン又はジルコニウム及び酸素、場合
   により５重量％以下の炭素を含有する無機質物質からな
   る表面層とからなることを特徴とする無機繊維強化金属
   複合体。
2. （２）前記金属がアルミニウム、マグネシウム、又はチ
   タンあるいは、アルミニウム合金、マグネシウム合金又
   はチタン合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の無機繊維強化金属複合材料。
3. （３）前記無機繊維は、前記複合材料中において１０〜
   ７０体積％である特許請求の範囲第１項記載の無機繊維
   強化複合材料。