KR100686581B1 - 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼(preform)의 제조방법 - Google Patents

금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼(preform)의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼을 제조하는 방법을 제공하고, 여기서, 금속은 전형적으로는 마그네슘, 알루미늄, 및 그들의 합금이고, 강화재는 전형적으로는 탄화규소, 그래파이트, 탄소, 실리카, 알루미나, 티탄 디보라이드, 질화붕소, 및 탄화붕소로부터 선택되고, 휘스커, 섬유, 토우(tow) 또는 미립자로 이루어져 있다. 얻어진 프리폼은 취급되기에 충분한 강도를 가지고, 또한, 예를 들어, 스퀴즈 캐스팅법에 의해 액체 금속을 용침시키기에 충분한 강도를 가진다. 이 프리폼을 제조하기 위해, 바인더 재료와 희생 충전재의 특정 선택이 사용된다. 제1 단계에서는, 강화재와 바인더를 혼합하고, 이것에 희생 충전재를 혼합하여, 주조 가능한 슬러리를 얻고, 이 슬러리를 금형 내에 넣어, 생 프리폼을 형성한다. 제2 단계에서는, 이 생 프리폼을 건조시켜, 잔존하는 물 및/또는 용매를 슬러리로부터 제거한다. 제3 단계에서는, 이 생 프리폼을 비교적 낮은 온도에서 소성하여, 희생 충전재를 태워 없앤다. 제4 단계에서는, 이 생 프리폼을, 바인더를 소결시켜 강화재를 결합시키기에 충븐히 높은 온도에서 소성한다. 제3 및 제4 단계에서는, 온도 및 시간의 특정 조합을 사용하여, 희생 충전재의 분해를 확실하게 하고, 이어서, 바인더를 소성하여 소결시킴으로써, 생 프리폼의 파괴 또는 균열 없이 프리폼을 결합시킨다. 본 방법은 또한, 금속 매트릭스 복합물이 휘스커를 적어도 8 체적%까지 또는 미립자를 적어도 15 체적%까지 함유하도록 저 체적 분율 프리폼을 제공하는데 사용될 수 있다.
금속 매트릭스 복합물, 프리폼, 강화재, 바인더, 충전재

Description

금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼(preform)의 제조방법{Process for fabricating a low volume fraction preform for the fabrication of a metal matrix composite}
본 발명은 금속 매트릭스 복합물(metal matrix composite)의 제조에 사용되는 프리폼(preform)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 금속 매트릭스 복합물, 특히 알루미늄, 마그네슘, 티탄, 및 이들의 합금과 같은 경금속 매트릭스 복합물의 제조에 사용되는 저 체적 분율(low volume fraction) 프리폼에 관한 것이다. 본 발명의 프리폼은 감압 용침(pressureless infiltration)법 및 스퀴즈 캐스팅(squeeze casting)법에 특히 관련이 있다.
주조 금속 또는 금속 합금, 특히 알루미늄, 마그네슘, 및 그들의 합금(종종 소량의 여러가지 다른 원소를 함유하는)과 같은 소위 경금속의 합금으로부터 많은 물품이 형성되고 있다. 마그네슘에 대한 전형적인 합금 원소로서는, 알루미늄, 베릴륨, 칼슘, 구리, 리튬, 망간, 희토류 금속, 규소, 은, 토륨, 아연, 지르코늄, 이트륨을 들 수 있고, 알루미늄에 대한 전형적인 합금 원소로서는, 규소, 철, 구리, 망간, 마그네슘, 크롬, 니켈, 아연, 바나듐, 티탄, 및 갈륨을 들 수 있다. 이들 합금이 널리 사용되고 있지만, 몇 가지 단점을 가지고 있다. 특히, 중요한 단점으로는, 서서히 승온한 경우에도 고온에 대한 내성이 없다는 것, 철 합금과 같은 금속에 비하여 고유 강도가 부족하다는 것, 및 충분한 내마모성이 결여되어 있다는 것이다.
특히 항공기 산업 및 자동차 산업에서의 경량 및 고강도의 부품의 요구 때문에, 강화된 금속 매트릭스 복합물이 개발되었다. 이들 금속 매트릭스 복합물에서는, 강화상(相)이 금속 매트릭스 내에 분산되기 때문에, 그 복합물이 금속 단독에서의 기계적, 물리적 및 다른 성질의 결여를 상쇄한다. 분산상은 입자, 휘스커(wisker), 섬유 형태일 수 있고, 또는 탄소 또는 그래파이트 섬유 강화재의 경우에는 토우(tow)의 형태일 수 있다. 강화재는 교반 주조 기술을 사용하여 용융 금속 내에 분산될 수 있거나, 또는 감압 용침에 의해 또는 약 100 MPa의 압력에서의 스퀴즈 캐스팅에 의해 용융 금속이 용침된 프리폼으로서 제조될 수 있다. 프리폼을 사용하는 경우, 프리폼은 거의 손상 없이 용침 공정에 견딜 수 있어야 한다.
그러한 복합물을 제조하기 위한 전형적인 절차가 미국 특허 제3,529,655호, 미국 특허 제4,548,774호, 미국 특허 제4,715,422호, 미국 특허 제4,932,099호, 미국 특허 제4,995,444호, 미국 특허 제5,360,662호, 미국 특허 제5,458,181호, 미국 특허 제5,711,362호, 캐나다 특허 제2,040,499호, 및 캐나다 특허 제2,238,520호에 기재되어 있다. 금속 매트릭스 복합물에서 강화재로서 사용되는 전형적인 재료로서는 아래의 것들을 들 수 있다.
섬유 형태로서는, 탄화규소, 그래파이트, 탄소, 알루미나, 및 알루미나와 실리카의 혼합물;
휘스커 형태로서는, 탄화규소;
토우 형태로서는, 탄소 및 그래파이트;
미립자 형태로서는, 탄화규소, 탄소, 알루미나, 티탄 디보라이드(titanium diboride), 탄화붕소, 및 질화붕소.
이들 금속 매트릭스 복합물은 유사한 비강화 금속 제품이 가지는 문제들 중 다수를 해결하지만, 그들의 이용을 방해하는 몇 가지 단점을 가지고 있다. 특히 탄화규소와 같은 재료의 휘스커를 사용하는 경우, 사용되는 강화재가 고가(高價)이다. 또한, 이 금속 매트릭스 복합물은 기계가공이 어려운 경우가 있고, 많은 경우, 다이아몬드 절삭공구가 필요하고, 이것도 제조비용을 증가시키는 원인이 된다. 비교적 높은 체적 분율의 강화재를 사용하면, 예를 들어, 경금속을 사용하여 압출성형을 행하는 경우에 널리 요구되는 연성(延性)이 현저하게 손상되거나 사실상 상실된다. 본 명세서에서, "체적 분율"이란 용어는, 금속 매트릭스 복합물의 체적에서 강화재가 차지하는 비율을 말하고, 예를 들어, 강화재 체적 분율이 25%인 경우, 복합체의 체적의 1/4이 강화재로 이루어지고, 3/4이 금속으로 이루어진다. 다른 단점은, 구조체 설계에 필요한, 높은 체적 분율의 강화재를 함유하는 금속 매트릭스 복합물에 관련되는 신뢰성 있는 공학적 데이터가 부족하다는 것이다.
이들 단점은 2가지 방책에 의해 어느 정도 해결될 수 있다. 이론적으로는, 금속 매트릭스의 선택된 일부 또는 부분들, 예를 들어, 높은 응력에 노출되는 영역만을 강화시킴으로써 사용되는 강화재의 양을 감소시킬 수 있고, 또한, 저 체적 분율의 강화재를 사용하는 것에 의해서도 강화재의 양을 감소시킬 수 있다. 이들 기술 중 어느 하나 또는 이들 기술의 조합에 의해, 이론적으로는, 금속을 주성분으로 하고 선택된 영역만이 강화재를 포함하거나 또는 충분하지만 비교적 소량의 강화재가 금속 매트릭스 전체에 분산되어 있는 금속 매트릭스 복합물을 제조하여, 어느 경우에도 금속 매트릭스 복합물에 요구되는 성질을 제공하도록 하는 것이 가능하다. 이것은 사용되는 강화재의 비용을 감소시키고, 제품을 통상의 공구로 기계가공할 수 있어 생산비용을 낮출 수 있게 한다. 또한, 금속 매트릭스 복합물의 구조적 성질은 금속 매트릭스의 성질에 가깝기 때문에, 금속 매트릭스 복합물에 사용되는 금속 및 합금의 성질은 잘 이해되고 있으므로 설계 과정을 간략화할 수 있다.
그러나, 특히 어려운 문제가 아직도 남아 있다. 국부적 응력 또는 마모에 노출되는 지점과 같은 특정 부위에 선택적으로 사용하는 강화재로서 또는 금속 매트릭스 전체에 균질하게 분포되는 강화재로서 저 체적 분율의 강화재를 사용할 수 있게 하기 위해서는, 강화재료를 프리폼으로서 사용할 필요가 있다. 이러한 관계에 있어서는, 저 체적 분율의 강화재료는 휘스커 강화재의 경우에는 일반적으로 약 8% 미만이 바람직하고, 미립자 강화재의 경우에는 약 15% 미만이 바람직하다. 또한, 요구되는 저 체적 분율을 실현하는 것에 추가하여, 완성된 프리폼은 취급하기에 충분한 그리고 약 100 MPa의 압력에서 행해지는 스퀴즈 캐스팅 공정이 사용되는 일이 많은 금속 용침법에 견디기에 충분한 구조적 강도를 가져야 한다.
현재, 그러한 강화재가 균일하게 분포된 저 체적 분율의 복합체에 대응하는 강화재 프리폼을 제조할 수 있는 방법은 제안되어 있지 않다. 금속 매트릭스 복합물 내의 강화재의 불균일한 분포 또는 부품의 강화된 부분 내의 강화재의 불균일한 분포는 여러 이유로 바람직하지 않고, 그러한 이유들 중 하나로는, 금속 매트릭스 복합물 또는 비교적 큰 부품의 강화된 부분의 성질이, 예측할 수 없고 크게 불규칙한 형태로 변화한다는 것이다.
본 발명은, 강화재가 휘스커, 섬유, 또는 미립자로 이루어져 있는 저 체적 분율의 프리폼을 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다. 얻어진 프리폼은, 용이하게 취급될 수 있고, 예를 들어, 약 100 MPa의 압력에서 행해지는 스퀴즈 캐스팅법에 의해 액체 금속을 용침하기에 충분한 강도를 가진다. 본 발명의 방법에서는, 프리폼을 제조하기 위해 바인더(binder) 재료와 희생 충전재의 특정 선택이 사용되고, 이 프리폼은 특정의 건조 및 소성 기술에 의해 고화된다. 본 발명의 방법은 대체로 4개의 단계를 포함한다.
제1 단계에서는, 강화재와 바인더를 혼합하고, 이것에 희생 충전재를 혼합하여, 주조 가능한 슬러리를 얻고, 이 슬러리를 금형 내에 넣어, 생(green) 프리폼을 형성한다. 제2 단계에서는, 이 생 프리폼을 건조시켜, 잔존하는 물 및/또는 용매를 슬러리로부터 제거한다. 제3 단계에서는, 이 생 프리폼을 비교적 낮은 온도에서 소성하여, 희생 충전재를 태워 없앤다. 제4 단계에서는, 이 생 프리폼을, 바인더를 소결시켜 강화재를 결합시키기에 충븐히 높은 온도에서 소성한다. 제3 및 제4 단계에서는, 온도 및 시간의 특정 조합을 사용하여, 희생 충전재의 분해를 확실하게 하고, 이어서, 바인더를 소성하여 소결시킴으로써, 생 프리폼의 파괴 또는 균열 없이 프리폼을 결합시킨다.
제1 단계에서의 적절한 혼합, 및 건조 및 소성 단계의 적절한 제어에 의해, 적절한 주의 하에 취급하기에 충분한 구조적 강도를 가지는, 실질적으로 네트(net)에 가까운 형상의 프리폼을 제조할 수 있다. 또한, 이들 프리폼은 스퀴즈 캐스팅법에서 가해지는 응력에도 견딘다. 본 발명의 방법에 의하면, 미립자의 경우에는 적어도 15%까지 그리고 휘스커의 경우에는 적어도 8%까지 체적 분율이 감소된 프리폼이 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법에 의하면, 매트릭스 금속을 85% 이상 함유하는 금속 매트릭스 복합물을 제조하는 것이 가능하다. 또한, 적어도 약 5 cm까지의 단면 두께와 약 30 cm까지의 길이 또는 직경을 가지는 대형 프리폼을 성공적으로 제조할 수 있다.
그리하여, 제1 실시양태에서, 본 발명은, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위해 강화재로부터 저 체적 분율 프리폼을 제조하는 방법으로서,
(a) 희생 충전재, 소결가능한 바인더, 및 충분한 양의 액체의 배합물과 상기 강화재를 혼합하여, 성형가능한 슬러리를 얻는 단계;
(b) 상기 성형가능한 슬러리를 프리폼 금형(mould)에 넣는 단계;
(c) 건조한 생 프리폼을 얻는데 충분한 온도 및 시간동안, 상기 프리폼 금형 내의 상기 성형가능한 슬러리를 경화시키는 단계;
(d) 연속적인 순서로서 아래의 (i)∼(vi)에 나타낸 시간 및 온도의 조합, 즉,
(i) 시간당 30℃의 승온속도로 약 50℃로부터 약 210℃까지 가열한 후, 약 210℃에서 30분간 유지시키고,
(ii) 시간당 20℃의 승온속도로 약 210℃로부터 약 260℃까지 가열한 후, 약 260℃에서 60분간 유지시키고,
(iii) 시간당 20℃의 승온속도로 약 260℃로부터 약 500℃까지 가열한 후, 약 500℃에서 30분간 유지시키고,
(iv) 시간당 10℃의 승온속도로 약 500℃로부터 약 560℃까지 가열한 후, 약 560℃에서 30분간 유지시키고,
(v) 시간당 100℃의 승온속도로 약 560℃로부터 약 1,100℃까지 가열한 후, 약 1,100℃에서 4시간 유지시키고,
(vi) 주위 온도까지 서냉시키는
시간 및 온도의 조합으로 제어된 노(爐) 내에서 상기 건조한 생 프리폼을 소성하여, 소성된 프리폼을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법을 제공한다.
상기 단계 (c)에서의 초기 경화가 약 50℃에서 약 18시간 행해지는 것이 바람직하다.
상기 최종 냉각 단계는 소성된 프리폼을 노 내에서 냉각시킴으로써 행해지는 것이 바람직하다.
상기 단계 (d)의 소성 시간 및 온도의 연속 순서는 프로그램된 노 내에서 행해지는 것이 바람직하다.
사용되는 강화재는, 탄화규소, 탄소, 그래파이트, 탄화붕소, 질화붕소, 티탄 디보라이드, 실리카, 알루미나, 및 알루미나와 실리카의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
사용되는 강화재는 미립자, 섬유, 토우, 휘스커, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 한가지 물리적 형태를 가지는 것이 바람직하다.
상기 희생 충전재 및 바인더는 본질적으로 3가지 목표를 달성하도록 선택된다. 첫째, 충전재는 강화재와 바인더 모두가 생 프리폼 내에 균일하게 분포되는 것을 확실하게 한다. 둘째, 건조 후의 생 프리폼은 적절한 정도의 취급에 견디기에 충분한 기계적 강도를 가져야 한다. 셋째, 희생 충전재는 적어도 약 560℃까지 소성 순서의 시간 및 온도의 조합에 의해 처리된 때, 생 프리폼의 어떠한 왜곡, 붕괴, 균열 또는 다른 파괴 없이 원할하고 균일하게 분해한다.
희생 충전재의 전형적인 예는 다음과 같다.
셀룰로오스 재료인 옥수수 전분,
불활성 플라스틱 재료인 분말상(狀) 폴리올레핀, 예를 들어, 분말상 폴리프로필렌.
또한, 옥수수 전분과 같은 셀룰로오스 재료는, 생 프리폼으로 주조될 슬러리 전체에 걸쳐 균일하게 고체 강화재료를 분포시키고 또한 안정된 슬러리를 제공하는 것을 돕는다.
희생 바인더의 전형적인 예는, 공지의 과산화물 촉매형 폴리에스터 수지와 같은 주조가능한 중합체이다.
소결가능한 비희생 바인더의 전형적인 예는, 분말 실리카, 콜로이드 실리카, 분말 알루미나, 콜로이드 알루미나, 실리카와 알루미나의 2 성분을 혼합하여 조제되거나 또는 상기 두 성분을 함유하는 광물 자원을 사용하여 조제될 수 있는 실리카-알루미나 혼합물이다.
또한, 프리폼 주조 단계에서 사용되는 금형에 대해서도 약간의 주의가 필요하다. 이 금형은 생 프리폼을 서서히 그리고 균일하게 건조시켜 변형 및 균열의 발생을 회피하도록 설계된다. 편리하게는, 다공질 금형을 사용할 수 있다. 프리폼이 주조된 후, 초기의 비교적 낮은 온도의 건조 단계가 행해지는데, 여기서, 초기의 주조가능한 혼합물을 조제하는데 사용된 액체, 주로 물이 제거된다. 이때의 건조 조건은, 주조된 생 프리폼이 균열 또는 변형 없이 균일하고 완전하게 건조되도록 선택된다. 액체의 주성분이 물인 주조가능한 혼합물에 대해서는, 약 50℃로 유지된 환기식 저온 오븐에서 행해지는 저속 건조 공정과, 약 150℃의 환기식 오븐에서 행해지는 단시간 건조 공정 모두 만족스러운 것으로 판명되었다. 대형의 생 프리폼은 보다 더 긴 시간을 필요로 할 수도 있다.
[실시예 1]
체적 분율 25%의 강화재를 하기의 재료로부터 제조하였다.
탄화규소 분말 100g
분말상 폴리프로필렌 15g
폴리에스터 수지 6g
수지 촉매 4g
옥수수 전분 15g
알루마나 분말 5g
콜로이드 실리카 15g
폴리에스터 수지 및 촉매에는, 애쉬랜드 캐미칼스(Ashland Chemicals)로부터 입수가능한 소위 "웜 박스(warm box) 바인더" 및 "웜 박스 촉매"가 사용되었다. 다른 과산화물 촉매형 수지계도 자유롭게 입수가능하다. 사용된 콜로이드 실리카는 수성 현탁액으로서 자유롭게 입수가능하다. 이들 재료를 혼합하여, 다공질 프리폼 금형 내에서 성형될 수 있는 젖은 페이스트를 얻었다. 보다 복잡한 금형 형상에서는, 금형 전체를 채우는 것을 보조하기 위해, 젖은 페이스트에 진동 또는 압력을 가할 수도 있다. 혼합물이 프리폼 금형의 공동 전체를 완전히 채우는 것을 확실하게 하기 위해 충분한 액체가 사용된다. 이 액체의 양은, 사용되는 콜로이드 실리카의 양을 변경하거나 또는 물을 첨가하여, 혼합물에서의 소망의 농도를 얻도록 조절될 수 있다. 또한, 금형 내에서 둘 이상의 프리폼이 동시에 주조될 수도 있다.
다음에, 혼합물을 수용하는 다공질 금형을 초기에는 저온 오븐에서 150℃로 약 2시간 건조시킨 후, 특정 순서의 시간 및 온도 조합을 제공하도록 프로그램된 오븐 내에서 소성하였다. 얻어진 프리폼은, 적절한 취급에 견디기에 충분한 물리적 강도를 가지고, 또한, 알루미늄 합금계 금속 매트릭스 복합물을 제공하도록 용융 알루미늄 합금을 용침시키는 스퀴즈 캐스팅 공정에도 견디는 것으로 판명되었다.
[실시예 2]
체적 분율 10%의 강화재에 대응하는 휘스커 프리폼을 하기의 재료로부터 제조하였다.
탄화규소 휘스커 100g
분말상 폴리프로필렌 50g
옥수수 전분 50g
콜로이드 실리카 45g
이들 재료를 함께 혼합하고, 콜로이드 실리카 바인더로 습윤시켜, 다공질 프리폼 금형의 공동 전체를 채울 수 있는 주입가능한 슬러리를 얻었다. 필요에 따라서는, 콜로이드 실리카의 양을 변경하거나 물을 첨가하여 혼합물의 농도를 조절한다. 혼합물을 수용하는 다공질 금형을 저온 오븐에서 50℃로 약 18시간 건조시킨 후, 특정 순서의 시간 및 온도 조합을 제공하도록 프로그램된 오븐 내에서 생 프리폼을 소성하였다. 얻어진 프리폼은, 적절한 취급에 견디기에 충분한 물리적 강도를 가지고, 또한, 알루미늄 합금계 금속 매트릭스 복합물을 제공하도록 용융 알루미늄 합금을 용침시키는 스퀴즈 캐스팅 공정에도 견디는 것으로 판명되었다.
본 발명에 의하면, 용이하게 취급될 수 있고, 예를 들어, 스퀴즈 캐스팅법에 의해 액체 금속을 용침하기에 충분한 강도를 가지는 저 체적 분율의 프리폼을 제조할 수 있다.

Claims (9)

  1. 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위해 강화재로부터 저 체적 분율 프리폼(low volume fraction preform)을 제조하는 방법으로서,
    (a) 희생 충전재, 소결가능한 바인더, 및 충분한 양의 액체의 배합물과 상기 강화재를 혼합하여, 성형가능한 슬러리를 얻는 단계;
    (b) 상기 성형가능한 슬러리를 프리폼 금형에 넣는 단계;
    (c) 건조한 생(green) 프리폼을 얻는데 충분한 온도 및 시간동안, 상기 프리폼 금형 내의 상기 성형가능한 슬러리를 경화시키는 단계;
    (d) 연속적인 순서로서 아래의 (i)∼(vi)에 나타낸 시간 및 온도의 조합, 즉,
    (i) 시간당 30℃의 승온속도로 50℃로부터 210℃까지 가열한 후, 210℃에서 30분간 유지시키고,
    (ii) 시간당 20℃의 승온속도로 210℃로부터 260℃까지 가열한 후, 260℃에서 60분간 유지시키고,
    (iii) 시간당 20℃의 승온속도로 260℃로부터 500℃까지 가열한 후, 500℃에서 30분간 유지시키고,
    (iv) 시간당 10℃의 승온속도로 500℃로부터 560℃까지 가열한 후, 560℃에서 30분간 유지시키고,
    (v) 시간당 100℃의 승온속도로 560℃로부터 1,100℃까지 가열한 후, 1,100℃에서 4시간 유지시키고,
    (vi) 주위 온도까지 서냉시키는
    시간 및 온도의 조합으로 제어된 노(爐) 내에서 상기 건조한 생 프리폼을 소성하여, 소성된 프리폼을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (c)에서의 경화가 50℃에서 18시간 행해지는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (c)에서의 경화가 150℃에서 2시간 행해지는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d)의 (vi) 부분에서의 냉각이 상기 소성된 프리폼을 상기 노 내에서 냉각시킴으로써 행해지는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d)의 소성 시간 및 온도 순서가 프로그램된 노 내에서 행해지는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 강화재는, 탄화규소, 탄소, 그래파이트, 탄화붕소, 질화붕소, 티탄 디보라이드, 실리카, 알루미나, 및 알루미나와 실리카의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 다수인 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 강화재는, 미립자, 섬유, 토우, 휘스커, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 다수의 물리적 형태를 가지는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서, 상기 프리폼 금형 내에의 상기 성형가능한 슬러리의 배치가 진동의 사용에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서, 상기 프리폼 금형 내에의 상기 성형가능한 슬러리의 배치가 압력의 사용에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 금속 매트릭스 복합물의 제조를 위한 저 체적 분율 프리폼의 제조방법.
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