JPS6225736B2 - - Google Patents
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- JPS6225736B2 JPS6225736B2 JP8391979A JP8391979A JPS6225736B2 JP S6225736 B2 JPS6225736 B2 JP S6225736B2 JP 8391979 A JP8391979 A JP 8391979A JP 8391979 A JP8391979 A JP 8391979A JP S6225736 B2 JPS6225736 B2 JP S6225736B2
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭素繊維強化金属の製造方法に関す
る。
る。
炭素繊維強化金属は、金属単体にくらべて一般
に軽量であり、また高弾性、高強度であるととも
に耐摩耗性、耐熱性などの点においても優れてい
るといわれている。しかしながら、炭素繊維は金
属と濡れにくいという性質を有するため、金属と
炭素繊維とを単に複合することによつては、上記
のような優れた特性を有する炭素繊維強化金属は
なかなか得られない。
に軽量であり、また高弾性、高強度であるととも
に耐摩耗性、耐熱性などの点においても優れてい
るといわれている。しかしながら、炭素繊維は金
属と濡れにくいという性質を有するため、金属と
炭素繊維とを単に複合することによつては、上記
のような優れた特性を有する炭素繊維強化金属は
なかなか得られない。
炭素繊維の濡れ性を改善し、上記のような優れ
た特性を有する炭素繊維強化金属を得るために、
マトリツクスとなる銅やニツケルなどの金属の溶
湯中に、その溶湯に触れても溶融しないほど十分
に高い融点を有する金属、たとえば白金、ロジウ
ム、ルテニウム、パラジウムなどの金属を被覆し
た炭素繊維を浸漬し、次いでこの溶湯中から炭素
繊維を引上げてその所望量を集め、加圧加熱して
一体化する方法が知られている。
た特性を有する炭素繊維強化金属を得るために、
マトリツクスとなる銅やニツケルなどの金属の溶
湯中に、その溶湯に触れても溶融しないほど十分
に高い融点を有する金属、たとえば白金、ロジウ
ム、ルテニウム、パラジウムなどの金属を被覆し
た炭素繊維を浸漬し、次いでこの溶湯中から炭素
繊維を引上げてその所望量を集め、加圧加熱して
一体化する方法が知られている。
しかしながら、このような方法によつて得られ
た炭素繊維強化金属は、炭素繊維の被覆金属がマ
トリツクスとなる銅やニツケルなどの金属中に溶
込まず、炭素繊維の周囲を囲むように残存してい
るので、その金属と被覆金属との接触面で電食が
起つて上記諸特性が低下したり、たとえば摺動材
として使用したような場合には、摺動面の摩耗に
伴つて上記被覆金属が摺動面の表面に露出し、耐
摩耗性が低下したり、相手材を傷損したりすると
いう欠点があつた。
た炭素繊維強化金属は、炭素繊維の被覆金属がマ
トリツクスとなる銅やニツケルなどの金属中に溶
込まず、炭素繊維の周囲を囲むように残存してい
るので、その金属と被覆金属との接触面で電食が
起つて上記諸特性が低下したり、たとえば摺動材
として使用したような場合には、摺動面の摩耗に
伴つて上記被覆金属が摺動面の表面に露出し、耐
摩耗性が低下したり、相手材を傷損したりすると
いう欠点があつた。
一方、上記方法において、アルミニウム溶湯中
にニツケル被覆炭素繊維を浸漬することも行なわ
れている。この場合には、ニツケルがアルミニウ
ム中に拡散し、炭素繊維の表面から離散する。し
かしながら、この離散したニツケルはアルミニウ
ムと反応して非常に脆い金属間化合物を形成する
ので、このような方法によつて得られた炭素繊維
強化金属はマトリツクスの機械的強度が低く、到
底実用に供し得ないものであつた。
にニツケル被覆炭素繊維を浸漬することも行なわ
れている。この場合には、ニツケルがアルミニウ
ム中に拡散し、炭素繊維の表面から離散する。し
かしながら、この離散したニツケルはアルミニウ
ムと反応して非常に脆い金属間化合物を形成する
ので、このような方法によつて得られた炭素繊維
強化金属はマトリツクスの機械的強度が低く、到
底実用に供し得ないものであつた。
本発明の目的は、従来技術の上記欠点を解消
し、機械的強度が高く、かつ耐摩耗性などの諸特
性に優れた炭素繊維強化金属の製造方法を提供す
るにある。
し、機械的強度が高く、かつ耐摩耗性などの諸特
性に優れた炭素繊維強化金属の製造方法を提供す
るにある。
上記目的を達成するために、本発明において
は、ニツケルを被覆した炭素繊維を、銅もしくは
銅を主成分とする金属の溶湯に浸漬して前記ニツ
ケルと金属とを相互に、かつ均一に拡散せしめて
合金化し、次いで前記溶湯から前記炭素繊維を引
上げてその所望量を集め、加圧加熱して一体に成
形することが特徴とする炭素繊維強化金属の製造
方法が提供される。
は、ニツケルを被覆した炭素繊維を、銅もしくは
銅を主成分とする金属の溶湯に浸漬して前記ニツ
ケルと金属とを相互に、かつ均一に拡散せしめて
合金化し、次いで前記溶湯から前記炭素繊維を引
上げてその所望量を集め、加圧加熱して一体に成
形することが特徴とする炭素繊維強化金属の製造
方法が提供される。
本発明を詳細に説明するに、炭素繊維は直径３
〜20（μ）程度のもので、その形態は長さ数十ミ
リメートル以下の短繊維や、長繊維、あるいは織
物、編物、マツト、不織布などの布帛状をしてい
る。そして、このような炭素繊維は、マトリツク
ス中にそのマトリツクスに対し10〜70（体積
％）、好ましくは30〜60（体積％）含有せしめら
れる。
〜20（μ）程度のもので、その形態は長さ数十ミ
リメートル以下の短繊維や、長繊維、あるいは織
物、編物、マツト、不織布などの布帛状をしてい
る。そして、このような炭素繊維は、マトリツク
ス中にそのマトリツクスに対し10〜70（体積
％）、好ましくは30〜60（体積％）含有せしめら
れる。
上記のような炭素繊維へのニツケルの被覆は電
気メツキ、無電解メツキ、蒸着、溶射などの方法
によることができる。なかでも、炭素繊維に損傷
を与えることが少なく、かつ被覆厚を均一にする
ことが容易な電気メツキによる方法が特に好まし
く用いられる。
気メツキ、無電解メツキ、蒸着、溶射などの方法
によることができる。なかでも、炭素繊維に損傷
を与えることが少なく、かつ被覆厚を均一にする
ことが容易な電気メツキによる方法が特に好まし
く用いられる。
炭素繊維に対するニツケルの被覆厚は、製造し
ようとする炭素繊維強化金属のマトリツクス組成
を考慮して決定する。たとえば、マトリツクス中
に占めるニツケルの量を比較的少なくしたい場合
には0.1〜0.5（μ）程度、上記ニツケル量を比較
的多くしたい場合には0.5〜３（μ）程度とす
る。
ようとする炭素繊維強化金属のマトリツクス組成
を考慮して決定する。たとえば、マトリツクス中
に占めるニツケルの量を比較的少なくしたい場合
には0.1〜0.5（μ）程度、上記ニツケル量を比較
的多くしたい場合には0.5〜３（μ）程度とす
る。
炭素繊維強化金属のマトリツクスを形成する金
属としては銅、または銅を主成分とし、その銅中
に少量の錫、亜鉛などを添加したものが用いられ
る。これら錫や亜鉛の添加は、炭素繊維強化金属
の機械的強度や耐摩耗性などの特性を一層向上さ
せるうえで効果がある。
属としては銅、または銅を主成分とし、その銅中
に少量の錫、亜鉛などを添加したものが用いられ
る。これら錫や亜鉛の添加は、炭素繊維強化金属
の機械的強度や耐摩耗性などの特性を一層向上さ
せるうえで効果がある。
さて、上記のようなニツケル被覆炭素繊維と金
属とを用いて炭素繊維強化金属を製造するには、
まず、ニツケルを被覆した炭素繊維を銅または銅
を主成分とする金属の溶湯中に浸漬する。この浸
漬が行なわれている間に、ニツケルを銅または銅
を主成分とする金属中に、また銅または銅を主成
分とする金属をニツケル中にそれぞれ拡散させ、
合金化せしめる。この場合、銅または銅を主成分
とする金属は、その酸化を防止するため不活性ガ
ス雰囲気中におくのが好ましい。
属とを用いて炭素繊維強化金属を製造するには、
まず、ニツケルを被覆した炭素繊維を銅または銅
を主成分とする金属の溶湯中に浸漬する。この浸
漬が行なわれている間に、ニツケルを銅または銅
を主成分とする金属中に、また銅または銅を主成
分とする金属をニツケル中にそれぞれ拡散させ、
合金化せしめる。この場合、銅または銅を主成分
とする金属は、その酸化を防止するため不活性ガ
ス雰囲気中におくのが好ましい。
次いで、炭素繊維を溶湯中から引上げる。この
引上げられた炭素繊維は、銅または銅を主成分と
する金属とニツケルとの合金が一様に被覆された
形になつているので、その所望量をたとえば黒鉛
のダイス中に繊維軸の方向が全くランダムである
ように、または所望の方向を向くように並べ、加
圧加熱して所望の形状に一体成形する。
引上げられた炭素繊維は、銅または銅を主成分と
する金属とニツケルとの合金が一様に被覆された
形になつているので、その所望量をたとえば黒鉛
のダイス中に繊維軸の方向が全くランダムである
ように、または所望の方向を向くように並べ、加
圧加熱して所望の形状に一体成形する。
以上説明したように、本発明の炭素繊維強化金
属の製造方法は、一体化に先立つて、ニツケルを
被覆した炭素繊維を、銅もしくは銅を主成分とす
る金属の溶湯中に浸漬してニツケルと金属とを相
互にかつ均一に拡散せしめ、合金化するものであ
り、ニツケルと銅とが全率固溶であること、およ
びニツケルと銅とは強度に有害な金属間化合物を
生成しないことから、均一なマトリツクス組成が
得られる。そのため、高い機械的強度や耐摩耗性
を有する炭素繊維強化金属を得ることができる。
属の製造方法は、一体化に先立つて、ニツケルを
被覆した炭素繊維を、銅もしくは銅を主成分とす
る金属の溶湯中に浸漬してニツケルと金属とを相
互にかつ均一に拡散せしめ、合金化するものであ
り、ニツケルと銅とが全率固溶であること、およ
びニツケルと銅とは強度に有害な金属間化合物を
生成しないことから、均一なマトリツクス組成が
得られる。そのため、高い機械的強度や耐摩耗性
を有する炭素繊維強化金属を得ることができる。
本発明の方法によつて製造した炭素繊維強化金
属はいろいろな用途に使用可能であるが、特に電
気車両のパンタグラフ用すり板、電気ブラシ、軸
受、ポンプや圧縮機などのベーン、ブレーキ、電
気接点、電極などの材料として有用である。
属はいろいろな用途に使用可能であるが、特に電
気車両のパンタグラフ用すり板、電気ブラシ、軸
受、ポンプや圧縮機などのベーン、ブレーキ、電
気接点、電極などの材料として有用である。
Claims (1)
- １ ニツケルを被覆した炭素繊維を、銅もしくは
銅を主成分とする金属の溶湯に浸漬して前記ニツ
ケルと金属とを相互に、かつ均一に拡散せしめて
合金化し、次いで前記溶湯から前記炭素繊維を引
上げてその所望量を集め、加圧加熱して一体に成
形することを特徴とする炭素繊維強化金属の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8391979A JPS569344A (en) | 1979-07-04 | 1979-07-04 | Preparation of carbon fiber reinforced metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8391979A JPS569344A (en) | 1979-07-04 | 1979-07-04 | Preparation of carbon fiber reinforced metal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS569344A JPS569344A (en) | 1981-01-30 |
| JPS6225736B2 true JPS6225736B2 (ja) | 1987-06-04 |
Family
ID=13816002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8391979A Granted JPS569344A (en) | 1979-07-04 | 1979-07-04 | Preparation of carbon fiber reinforced metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS569344A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233731U (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-27 | ||
| JPH01172636U (ja) * | 1988-05-24 | 1989-12-07 | ||
| CN102071375A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-05-25 | 南京信息工程大学 | 一种耐蚀铜合金材料及制备方法 |
| CN112008087A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-12-01 | 中南大学 | 一种提高碳纳米材料增强镍基高温合金综合性能的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2704479B1 (fr) * | 1993-04-30 | 1995-06-02 | Thomson Csf | Plaques composites à fibres de carbonne dans une matrice de cuivre et leurs procédés de fabrication. |
-
1979
- 1979-07-04 JP JP8391979A patent/JPS569344A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233731U (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-27 | ||
| JPH01172636U (ja) * | 1988-05-24 | 1989-12-07 | ||
| CN102071375A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-05-25 | 南京信息工程大学 | 一种耐蚀铜合金材料及制备方法 |
| CN112008087A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-12-01 | 中南大学 | 一种提高碳纳米材料增强镍基高温合金综合性能的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS569344A (en) | 1981-01-30 |
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