JPS6277433A - アルミナ−シリカ系短繊維強化アルミニウム合金 - 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、綴紐強化金属複合材ｒ１に係り、更に詳細に
はアルミナ−シリカ系短繊維を強化繊維としアルミニウ
ム合金をマトリックス金属とする複合材料、即ちアルミ
ナ−シリカ系短繊維強化アルミニウム合金に係る。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点繊維強化
金属複合材料のマトリックス金属を成すアルミニウム合
金としては、従来より一般に下。

記の如き鋳造用アルミニウム合金又は展伸用アルミニウ
ム合金が使用されている。

鋳造用アルミニウム合金 ＪＩＳｐ格ＡＣ８Ａ　（０，８〜１．３％Ｃｕ。

１１、０〜１３．　Ｏ％ｓ＋　　１　ｏ、　　７〜１　
、３％Ｍｏ、０．８〜１．５％Ｎｉ１残部実質的にＡＩ
）ＪＩＳｍ格ＡＣ８Ｂ（２，０〜４．０％Ｃｕ。

８、５〜１０．５％Ｓ＋　　％　　０．５〜１．５％Ｍ
ｇ　、０．１〜１％Ｎｉ１残部実質的にＡＩ）ＪＩＳｍ
　格ＡＣ４Ｃ（０，２５％≧　ＧＯ１６゜５〜７．５％
Ｓｉ　　、０．　２５〜０．４５％ＭＯ、残部実質的に
ＡＩ） ＡＡ蜆格Ａ３５６　（６，５〜７．５％Ｓｉ、０゜２５
〜０．４５％Ｍｏ　、０．２≧Ｆｅ、０．２％≧Ｃｕ、
残部実質的にＡＩ　） Ａｌ−２〜３％し１合金（デュポン社）展伸用アルミニ
ウム合金 ＪＩＳ規１６０６１　（０，４〜０．８％５ｉ１０．１
５〜０．４％Ｃ０，０，８〜１．２％Ｍ（＋、０．０４
〜０．３５％Ｑｒ、残部実質的ニＡＩ　）ＪＩＳｗＡ格
５０５６　（０，３％≧Ｓｉ　、０．４％≧Ｆｅ１０．
１−％≧Ｃｕ　１０．０５〜０．２％Ｍｎ　、４．５−
５．６％Ｍｇ、０．０５〜０．２％Ｃｒ１０．１％≧ｚ
ｎ１残部実質的ＧＣＡＩ　）ＪＩＳ規格７０７５　（０
，４％≧３ｉ　１０．５％≧Ｆｃ　　、１．２〜２．０
％Ｃｕ　　、０．３≧Ｍｎ。

２）１〜２．９％Ｍ（１，０，１８〜０．２８％Ｃｒ、
５．１〜６．１％Ｚｎ、０．２％Ｔｉ、残部実質的にＡ
Ｉ） これらのアルミニウム合金をマトリックス金属とする複
合材料に関する従来の研究はこれら在来のアルミニウム
合金を使用して複合材料の強度等を向上させる目的で行
われており、従って複合材料の製造に従来より使用され
ているこれらのアルミニウム合金は、強化繊維との関連
に於て必ずしも最適の組成を有するものではなく、その
ため上述の如き従来より使用されているアルミニウム合
金によっては、アルミニウム合金を７トリツクス金属と
する複合材料の機械的性質、特に強度を最適化すること
はできない。

本願発明者等は、従来より一般に使用されているアルミ
ニウム合金をマトリックス金属とする複合材料に於ける
上述の如き問題に鑑み、従来より繊Ｍ強化金属複合材料
の製造に使用されている種々の強化繊維の中でも特に高
強度を有し強度向上効果に優れたアルミナ−シリカ系短
繊維を強化繊維とする複合材料に於て、そのマトリック
ス金属としてのアルミニウム合金が如何なる組成を有す
るものが最適であるかについて゛種々の実験的研究を行
った結果、Ｃｕ及び３ｉ含有量がそれぞれ特定の範囲に
あり且Ｍｇ％　Ｎｉ　％　Ｚｎ等の元素を実質的に含有
しないアルミニウム合金がマトリックス金属として最適
であることを見出した。

本発明は本願発明者等が行った種々の実験的研究の結果
得られた知見に基づき、アルミナ−シリカ系短繊維を強
化繊維としアルミニウム合金をマトリックス金属とする
複合材料であって、曲げ強さの如き機械的性質に優れた
複合材料を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、アルミナ−シリカ
系短繊維を強化ｍ雑とし、Ｃｕ含有量が１．５〜６％で
ありＳｉ含有量が０．５〜２％であり残部が実質的にＡ
ｌであるアルミニウム合金をマトリックス金属とするア
ルミナ−シリカ系短繊維強化アルミニウム合金によって
達成される。

発明の作用及び効果 本発明によれば、強化繊維として高強度を有し強度向上
効果に優れたアルミナ−シリカ系短繊維が使用され、マ
トリックス金属としてＣｕ含有量が１．５〜６％であり
３ｉ含有聞が０．５〜２％であり残部が実質的にＡｌで
あるアルミニウム合金が使用されることにより、後に説
明する本願発明者等が行った実験的研究の結果より明確
である如く、強度等の機械的性質に優れた複合材料を得
ることができる。

また本発明によれば、従来のアルミナ−シリカ系短繊維
強化アルミニウム合金と同等の強度が（９られれば十分
である場合には、アルミナ−シリカ系短繊維の体積率は
従来に比して低い値であってよく、従って使用される短
繊維の聞を低減することができるので、複合材料の被剛
性や生産性を向上させることができ、また複合材料のコ
ストを低減することができる。

複合材料のマトリックス金属としてのＡｌにＣｕ及びＳ
ｉが添加されると、そのＡｌの強度が向上し、これによ
り複合材料の強度が向上する。しかし本願発明者等が行
った実験的研究の結果によれば、Ｃｕ含有量が１．５％
未満では強度向上効果が十分ではなく、逆にＣｕ含有量
が６％を越えると複合材料は極めて脆弱になって、早期
に破壊するようになり、またＳｉ含有■が０．５％未満
では強度向上効果が十分ではなく、逆に３ｉ含有昂が２
％を越えると複合材料は脆弱になって早期に破壊するよ
うになる。従って本発明の複合材料に於けるマトリック
ス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１．５
〜６％とされ、Ｓ−ｉ含有量は０．５〜２％とされる。

尚１９８４年に発行された「材料科学及び工学（ＭＡＴ
ＥＲＩＡＬＳ　　５ＣＩＥＮＣＥ　　＆　　ＥＮＧ　Ｉ
ＮＥＥＲＩＮＧ）Ｊの第６５巻第■号に於て、エム・ジ
ー・バダー（Ｍ　、　Ｑ　、　３　ａｄｅｒ、　７　イ
・ダブリ１−クリン（Ｔ、　Ｗ、　Ｃ１ｙｎｅ）　、ジ
ー・アール・キャプルマン（Ｇ　、　Ｒ、Ｃａｐｐｌｅ
ｍａｎ）、ビー・エイ・ハバート（Ｐ、　Ａ、　１ｌｕ
ｂｅｒｔ　）　ｋ：ヨり著わされた［アルミニウム合金
にて含浸されたアルミナ繊維プリフォームに基づく金属
マトリックス複合材料の製造及び特性（Ｔ　ｈｅ　　ｌ
”　ａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔ
ｉｅｓ　ｏｆ　　ｔｙｌｅｔａｌ　　Ｍａｔｒｉｘ　Ｑ
ｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｂａ５ｅｄ　ｏｎ　Ａ　Ｉｕｍｉ
ｎｕｍ　Ａ　ｌ１ｏｙ　　ｌ　ｎｆｉｌｔｒａｔｃｄ　
　Ａｌｕｍｉｎａ　　Ｆｉｂｃｒ　　ｐｒｅｆｏｒｍｓ
　）　Ｊと題づる記事には、アルミナ短繊維を強化繊維
とし、１０〜１３％Ｓｉ　、０．７〜１．５％Ｃｕ、０
．７〜１．５％Ｍ（＋、１．５％Ｎｉ、残部実質的にＡ
ｌなる組成のアルミニウム合金をマトリックス金属とす
る複合材料が記載されている。

また本願出願人と同一の出願人の出願に係る特願昭６０
−１９３４１６号及び特願昭６０−１９３４１５号には
、それぞれ炭化ケイ素短繊維若しくは窒化ケイ素類ｍＭ
を強化繊維とし、２〜６％Ｃｕ、０．５〜３％Ｓｉ１残
部実質的にＡｌよりなる組成のアルミニウム合金をマト
リックス金属とする複合材料、アルミナ−シリカ系短繊
維を強化繊維としＡＩ−ＣＩＪ合金をマトリックス金属
とし、繊維の体積率をＸ（％）とし、Ｃｕ含有量をＹ（
％）とすると、 Ｙ≦−〇、０００９２Ｘ２−０．００９４　Ｘ＋　７．
８５Ｙ≧−０，０００９２Ｘ’　−０，００９４Ｘ＋　
３．５５（×＝５〜５０） である複合材料が開示されている。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
上述の如き組成を有するアルミニウム合金をマトリック
ス金属とする複合材料に於ては、アルミナ−シリカ系短
繊維の体積率が５％未満の場合には十分な強度を確保す
ることができず、またアルミナ−シリカ系短繊維の体積
率が４０％、特に５０％を越えると、短繊維の体積率が
増大されても複合材料の強度はそれほど増大しない。ま
た複合材わ１の耐摩耗性はアルミナ−シリカ系′Ｉｒ！
繊維の体積率の増大と共に向上するが、繊維体積率がＯ
〜５％稈度の範囲に於ては繊維体積率の増大と共に急激
に増大し、繊維体Ｍ率が約５％以上の領域に於ては、Ｉ
ＮＮ体積率が増大されても複合材料の耐摩耗性はそれほ
ど向上しない。従って本発明の一つの詳細な特徴によれ
ば、アルミナ−シリカ系短繊維の体＠率は５〜５０％、
好ましくは５〜４０％とされる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
アルミナ−シリカ系短繊維の体積率が上述の範囲のうち
の比較的低い範囲、即ち５〜２０％にある場合には、Ｃ
ｕ含有量は２〜６％であることが好ましい。従うて本発
明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、アルミナ−シ
リカ系類１Ｍ１の体積率が５〜２０％である場合には、
Ｃｕ含有量は２〜６％とされる。

また本発明の複合材料のマトリックス金属としてのアル
ミニウム合金のＣｕ含有量及び３ｉ含有吊は比較的高い
値であり、アルミニウム合金中のＣｕ若しくは８１ｍ度
にムラがある場合には、Ｃｕ若しくは５ｉ１１度が高過
ぎる部分が脆弱になり、従って均質なマトリックス金属
を得ることができない。従って本発明の更に他の一つの
詳細な特徴によれば、アルミニウム合金中のＣｕ若しく
はＳｉｍ麿が均一になるよう、４８０〜５２０℃にて２
〜８時間に亙る溶体化処理が施され、好ましくは更に１
５０〜２００℃にて２〜８時間に亙る助動処理が施され
る。

また本発明の複合材料に於番プるアルミナ−シリカ系短
繊維は、アルミナの不連続繊維又はアルミナの連続繊維
が所定の長さに切断されたものの何れであってもよい。

またアルミナ−シリカ系短繊維は８０〜１００％Ａｌｇ
Ｏｓ、残部実質的に５ｉ０２なる組成を有するアルミナ
短繊維、Ａｌ２Ｏ３含有量が３５％以上８０％未満であ
り残部が実質的に５ｔｏｐである結晶質又は非晶質アル
ミナ“−シリカ短繊維のいずれであってもよく、アルミ
ナ−シリカ系類１１ＡＨがアルミナ短繊維である場合に
於けるＡｌ２０ｉの結晶構造はα、γ、δの何れであっ
てもよい。更にアルミナルシリカ系知繊維の繊維長は１
０μ〜７ｃｍ、特に１０μ〜５Ｃ１ｌｆｊ麿であること
が好ましく、繊維径は１〜３０μ、特に１〜２５μｅｉ
！度であることが好ましい。

特にアルミナ−シリカ系短繊維として結晶質アルミナ−
シリカ短線［（ムライト結晶を含むアルミナ−シリカ’
ｆｎｔ＆ｌｉ［＞が使用される場合に於ては、マトリッ
クス金属が上述の組成のアルミニウム合金である場合に
は、ムライト結晶量が比較的小さい場合にも複合材料の
曲げ強さは比較的高い値であり、ムライト結晶ｊｆｄの
如何による複合材わ１の曲げ強さの変化量は小さいので
、結晶質アルミナ−シリｈ短線舵のムライト結晶量は如
何なる値であってもよい。

尚本明細内に於けるパーセンテージは［１の体積率の表
現の場合を除き全て重量％であり、アルミニウム合金の
組成の表現に於１）る「実質的にＡｌ」とはマトリック
ス金属としてのアルミニウム合金中に含まれるＡＩ　、
Ｃｕ及びＳｉ以外のＭｇ。

Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｌ、Ｔｉ、０ｒ（７）如き不可避
的な金属元素の合計が１％以下であることを意味し、ア
ルミナ−シリカ系類＃Ａｍの組成の表現に於ける［実質
的にＳｔ　０２　Ｊとはアルミナ−シリカ系短繊維を構
成するＡｌ２０ａ及び５ｌｏｐ以外の元素が不純物！￥
度にしか含まれていないことを意味する。更に本明細書
に於ける組成や温度に関する１以上」　「以下」　「〜
」による範囲の表示に於ては、それら自身の値がその範
囲に含まれているものとする。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例１ アルミナ短繊維を強化ｌＩ！＃１としアルミニウム合金
をマトリックス金属とする複合材料に於てその強度を向
上させるためにはアルミニウム合金が如何なる組成のも
のが適切であるかについての検討を行うべく、アルミナ
短繊維（１，０，１株式会社製［サフィルＲＦＪ、９５
％δ−７６１１２０３゜残部実質的にＳ＋　ａ２）平均
繊維長２ＣＩ１１繊維径３μ、粒径１５０μ以上の非繊
維化粒子含有ｆｆ１０゜５％）を強化繊維とし、ＡＩ　
−Ｃｕ−８ｉ系の種々の組成のアルミニウム合金をマト
リックス金属とする複合材料を高圧鋳造法により製造し
、各複合材料について曲げ強さの評価を行った。

まず純アルミニウムの地金（純、度９９％以上）とＡｌ
−５０％Ｃｕ母合金とＡｌ−２５％Ｓｉ母合金とを配合
することにより、下記の表１に示されている如く種々の
Ｃｕ及びＳ１含有量を有し残部が実質的にＡＩであるア
ルミニウム台金Ａｌ〜Ａ６４を形成した。次いでアルミ
ナ短ｍ雑の集合体に対しバインダを使用しないで圧縮成
形を行うことにより、第１８図に示されている如く個々
のアルミナ短繊維１よりなり繊維体積率が４０％である
３８Ｘ１００Ｘ１６１１１１１１の＃Ｊ＆雑成形成形体
２成した。この場合個々のアルミナ短繊維１は第１７図
に示されている如く、３８Ｘ１００ｍ−の平面に沿う平
面内に於てはランダムに配向され、この平面に垂直な高
さ方向に積重ねられた二次元ランダムに配向された。

次いで第１９図に示されている如く、ｍＭ成形体２をス
テンレス鋼製の両端にて開口した四角柱状のケース２ａ
内に充填し、繊組成形体２をケースごと６００℃に加熱
し、しかる後第２０図に示されている如く２５０℃の鋳
型３のモールドキャビティ４内に配置し、該モールドキ
ャビティ内に７１０℃のアルミニウム合金の溶湯５を素
♀く注渇し、該溶湯を約２００℃のプランジャ６により
１０００ｋａ／σ２の圧力にて加圧し、その加圧状態を
アルミニウム合金の溶湯が完全に凝固するまで保持した
。かくして鋳型３内の溶湯が完全に凝固した後、その凝
固体を鋳型より取出し、凝固体の外周部に存在するアル
ミニウム合金のみよりなる部分を切削により除去し、こ
れにより炭化ケイ素ボイス力を強化繊維としアルミニウ
ム合金をマトリックス金属としｍｌＥ体積率が４０％で
ある複合材料を取出した。

表　　１（その１） 合金ＮＯ８Ｃｕ含有ｆｆ１（％）　　Ｓｉ含有量（％）
Ａｌ　　　０．０４　　　　　０．０４△２　　　　１
．０１　　　　　０．０３△３　　　　１．９８　　　
　　０．０３Ａ４　　　　２．５０　　　　　０．０３
△５　　　　３．０２　　　　　０．０３Ａ６　　　　
３．４９　　　　　０．０２Ａ７　　　　３，９７　　
　　　０．０２Ａ８　　　　４．５１　　　　　０．０
３Ａ９　　　　５．０３　　　　　０．０３ＡＩＯ５，
４９０，０３ Ａｌ１　　　５．９６　　　　　０．０２Ａｌ２　　　
６．４５　　　　　０．０３ＡＩ３　　　０．０３　　
　　　０．５４Ａｌ４　　　１．０４　　　　　０．５
３ＡＩ５　　　１．５１　　　　　０．５３Ａｌ６　　
　１，９６　　　　　０．５２ＡＩ７　　　２．５２　
　　　　０．５３Ａｌ８　　　２，９９　　　　　０．
５１表　　１（その２） 合金ＮＯ０Ｃｕ含有ｆｆ１（％）　　Ｓｉ含有ｆｆ１（
％）Ａｌ１　　　３．４７　　　　　０．５０Ａ２０　
　　４．０３　　　　　０．４９Ａ２１　　　４．５４
　　　　　０．４８△２２　　　５．０１　　　　　０
．４８Ａ２３　　　５．４８　　　　　０．４７Ａ２４
　　　６．０２　　　　　０．４５Ａ２５　　　６．５
１　　　　　０．４５△２６　　　０．０２　　　　　
１．０３Δ２７　　　０．９７　　　　　１．０２Ａ２
８　　　１．４５　　　　　１．０２Ａ２９　　　１．
９６　　　　　１．０１Ａ３０　　　２．４８　　　　
　１．０１△３１　　　３．０３　　　　　１．０ＯＡ
３２　　　３．５１　　　　　１．００Ａ３３　　　４
．０２　　　　　０．９９△３４　　　４．４９　　　
　　０．９８Ａ３５　　　５．０４　　　　　０．９９
Ａ３６　　　５．５３　　　　　０．９６表　　１（そ
の３） 合金Ｎｏ、　　Ｃｕ含有量（％）　　Ｓｉ含有量（％）
Ａ３７　　　５，９９　　　　　０．９６Ａ３８　　　
６．４７　　　　　０．９５Ａ３９　　　０．０３　　
　　　２．０２Ａ４０　　　１．００　　　　　２．０
１Ａ４１　　　１．４７　　　　　２．００Ａ４２　　
　１．９８　　　　　２．００Ａ４３　　　２．５３　
　　　　２．０１Ａ４４　　　３．０１　　　　　２．
０ＯＡ４５　　　３．５４　　　　　１．９９Ａ４６　
　　３．９７　　　　　１．９７Ａ４７　　　４．４６
　　　　　１．９８Ａ４８　　　５．０２　　　　　１
．９６Ａ４９　　　５．４５　　　　　１．９５Ａ５０
　　　６．０４　　　　　１．９７Ａ５１　　　６，５
２　　　　　１．９６Ａ５２　　　０．０４　　　　　
３．０３Ａ５３　　　０．９５　　　　　３．０２Ａ５
４　　　１．４７　　　　　３．０２表　　１（その４
） 合金Ｎｏ、　Ｃｕ含有量（％＞　　ｓｒ含有量（％）Ａ
５５　　　１．９８　　　　　３．０３△５６　　　２
．５３　　　　　３．００Ａ５７　　　３．００　　　
　　３．０１Ａ５８　　　３．５１　　　　　２．９７
△５９　　　４．０２　　　　　２．９９Ａ６０　　　
４．４６　　　　　２．９７△６１　　　４．９９　　
　　　２．９７Ａ６２　　　５．５３　　　　　２．９
５Ａ６３　　　６．０１　　　　　２．９５Ａ６４　　
　６．５０　　　　　２．９６次いで各複合材料に対し
、５１０℃にて８時間に亙る溶体化処理と１６０℃にて
８時間に亙る人工０！ｇ効処理を施した。次いで上述の
如く製造され熱処］１１が施された各複合材料より、繊
維配向の二次元ランダム平面に沿って長さ５Ｑｍｍ、幅
１０１０ｌｌ１厚さ２１１１１１の曲げ試験片を切出し
、各曲げ試験片について支点開路ｌｌｆｔ４０ｍｍにて
３点曲げ試験を行った。尚これらの曲げ試験に於て１よ
、破断時に於ける表面応力Ｍ／Ｚ　（Ｍ−破断時に於け
る曲げモーメント、Ｚ−曲げ試験片の断面係数）を複合
材料の曲げ強さとして測定した。

この曲げ試験の結果を表２及び第１図に示ず。

尚表２の各数値は複合材料の曲げ強さく　ｋｏ／　ｎｖ
２　）を表わしており、第１図は表２に示されたデータ
に基づき３ｉ含有聞をパラメータとしてＣｕ含有ｔＩｋ
（％）と複合材料の曲げ強さくｋｇ／ｍｍ”　）との関
係を表わしている。

表　　２（その１） アルミナ短繊維の体積率（％） 合金Ｎｏ、　　　　５　１０　２０　３０　４０Ａｌ　
　　　３４　３７　３９　４１　４５Ａ２　　　３６　
３９　４２　４７　４９Ａ３　　　３６　４１　４６　
５３　５６Ａ４　　　３７　４２　４８　５６　５８Ａ
５　　　３８　４３　５１　５７　６０Ａ６　　　４０
　４６　５３　６１　．６５Ａ７　　　４２　４８　５
５　６４　６６Ａ８　　　４４　５０　５７　６８　７
０Ａ９　　　４６　５２　５９　６７　６８Ａｌ０　　
４８　５４　６１　６４　６６Ａｌ１　　５０　５６　
５９　６１　６４Ａｌ２　　４９　５５　５７　６０　
５０Ａｌ３　　３５　３８　４０　４２　４６Ａｌ４　
　３６　４０　４３　４８　５０Ａｌ５　　３７　４１
　４６　５７　５７Ａｌ６　　３９　４３　５２　６０
　６１△１７　　４１　４７　５６　６３　６５表　　
２（その２） アルミナ短繊維の体積率（％） 合金Ｎｏ、　　　　５　１０　２０　３０　４０Ａｌ８
　　４３　５０　６０　６６　６８Ａｌ９　　４５　５
３　６３　６８　７２Ａ２０　　４７　５６　６５　７
０　７４△２１　　４９　５９　６６　６９　７３Ａ２
２　　５１　６１　６７　６８　７２Ａ２３　　５０　
５９　６５　６５　６７Ａ２４　　４５　５２　５８　
５８　６ＯＡ２５　　３５　４０　４６　５０　５３Ａ
２６　　３６　３９　４１　４３　４７Ａ２７　　３７
　４１　４４　５０　５２Ａ２８　　３８　４２　４７
　６０　６０Ａ２９　　４２　４６　５４　６３　６５
Ａ３０　　４５　５０　５９　６７　７０△３１　　４
８　５４　６２　７０　７３Ａ３２５１５７６５ピア６ Ａ３３　　５３　６１　６７　７１　７５Ａ３４　　５
４　６４　６８　７０　７４表　　２（その３〉 アルミノ短ｌｉｔ雑の体積率（％） 合金Ｎｏ、　　　　５　１０　２０　３０　４０Ａ３５
　　５３　６３　６８　６９　７３△３６　　５１　６
０　６５　６５　６７Ａ３７　　４４　５１　５７　５
７　５９Ａ３８　　３４　３８　４４　４９　５１Ａ３
９　　３７　４１　４３　４５　４９△４０　　３８　
４３　４５　５２　５３△４１　　３９　４５　４９　
６３　６２△４２　　４５　５０　５７　６６　６８Ａ
４３　　５０　５４　６４　７０　７３Ａ４４　　５３
　５８　６８　７４　７８△４５　　５５　６２　７１
　７４　７７Ａ４８　　５６　６６　７０　７３　７６
Ａ４７　　５５　６５　６９　７２　７５Ａ４８　　５
４　６４　６７　７１　７３Ａ４９　　５１　６２　６
４　６６　６６Ａ５０　　４２　５１　５５　５７　５
７Ａ５１　　３４　３８　４２　４８　５０表　　２（
その４） アルミナ短繊維の体積率（％） 合金Ｎｏ、　　　　５　１０　２０　３０　４０Ａ５２
　　３８　４３　４５　４６　５１Ａ５３　　３９　４
４　４７　５４　５５△５４　　３９　４５　５０　５
６　５９Ａ５５　　４０　４５　５２　５７　６１Ａ５
６　　４１　４７　５３　５９　６４△５７　　４１　
４９　５４　６０　６４Ａ５８　　４２　５０　５４　
５９　６３Ａ５９　　４１　４９　５３　５８　６２Ａ
６０　　４１　４９　５３　５８　６０Ａ６１　　４０
　４８　５２　５７　５７Ａ６２　　３９　４８　５０
　５４　５３Ａ６３　　３７　４６　４６　５０　４７
Ａ６４　　３４　３７　４０　４５　３９表２及び第１
図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％を越える複合材
料の曲げ強さは８１含有量が何れの場合にも比較的低い
値であごとが解る。

またＳｉ含イｊｆｆｉが０．５％、１％、２％である複
合材料の曲げ強さはＣｕ含有量が６％前後の範囲を除ぎ
３ｉ含有量が０％である複合材料の曲げ強さと同等若し
くはそれよりも高い値であり、Ｃｕ含有量が１％以下の
範囲を除き３ｉ含有量が３％である複合材料の曲げ強さ
と同等若しくはそれよりも逃かに高い値であることが解
る。更に３ｉ含有昂が０８５％、１％、２％である複合
材料の曲げ強さは、それぞれ１〜３．５％、１〜２．５
％、１〜３％の範囲に於てＣｕ含有量の増大と共に比較
的急激に増大し、それぞれＣｕ含有量が４％、３．５％
、３％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有量が５％を越え
る範囲に於てＣｕ含有量の増大と共に急激に低下し、Ｃ
ｕ含有量が６％、６．５％である場合の曲げ強さはそれ
ぞれＯＬ＋含有量が１゜５％、１％である場合の曲げ強
さと同等の値になることが解る。

またＣｕ含有量及び８１含有量がそれぞれ１゜５〜６％
、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に於て使
用されたアルミナ短繊維と同一の体積率４０％のアルミ
ナ短繊維を強化＃＆維とし、在来の実用合金であるＪＩ
ＳＭ！ＦｒＡＣ４Ｇのアルミニウム合金をマトリックス
とする複合材料の曲げ強さ５０　ｋＱ／　ｍｌの１．１
４倍〜１．５４倍の曲げ強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積率４０％のアルミナ
短繊維を強化繊組としＡＩ　−ｃｕ　−ｓｔ系のアルミ
ニウム合金をマトリックス金属とする複合材料に於てそ
の強度を向上させるためには、マトリックス金属として
のアルミニウム合金のＣｕ含右聞は１．５〜６％であり
、Ｓｉ含含量量０゜５〜２％であることが好ましいこと
が解る。

実施例２ アルミナ′ｇＪ繊維の体積率が３０％に設定された点を
除き、実施例１の場合と同一の要領及び条件にて製造さ
れ熱処理が施された複合材料について、実施例１の場合
と同一の要領及び条件にて曲げ試験を行った。この曲げ
試験の結果を土掘の表２及び第２図に示す。尚第２図は
表２に示されたデータに基きＳｉ含有船をパラメータと
してＣｕ含有量（％）と複合材料の曲げ強さくｋｇ／ｌ
ｌ１ｍ’　）との関係を表わしている。

表２及び第２図より、Ｃ１含有量が１％以下及び６％を
越える複合材料の曲げ強さはＳ：含有量が０％である複
合材料を除き５ｉ含有量が何れの場合にも比較的低い値
であごとが解る。またＳ１含＋５　ｆｆｉが０．５％、
１％、２％である複合材料の曲げ強さは３ｉ金含有が０
％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれよりも
高い値であり、Ｓｉ含有量が３％である複合材料の曲げ
強さと同等若しくはそれよりもかなり高い狛であること
が解る。更にＳｉ含有鏝が０．５％、１％、２％である
複合材料の曲げ強さは、それぞれ１〜１．５％の範囲に
於てＣｕ含有量の増大と共に急激に増大し、それぞれＣ
ｕ含有量が４％、３．５〜４％、３％の場合に最大値と
なり、Ｃｕ含有齢が５．５％を越える範囲に於てＣｕ含
有量の増大と共に急激に低下し、Ｃ１１含有量が６％、
６．５％である場合の曲げ強さはそれぞれＣＬＩ含有含
有１．５％、１％である場合の曲げ強さと同等の値にな
ることが解る。

また特にＣｕ含有量及びＳｉ含ｌｉ量がそれぞれ１．５
〜６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に
於て使用されたアルミナｍｉｓと同一の体積率３０％の
アルミナ短繊維を強化繊維とし、在来の実用合金である
ＪＩＳ規格ＡＣ４Ｇのアルミニウム合金をマトリックス
とする複合材料の曲げ強さ４７ｋｏ／ｍｍ２（７）　１
　、２１倍〜１．５７倍の曲げ強さを有していることが
解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積率３０％のアルミナ
短繊維を強化綴紐としＡＩ　−Ｃｕ　−８ｉ系のアルミ
ニウム合金をマトリックス金属とする複合材料に於てそ
の強度を向上させるためには、マトリックス金属として
のアルミニウム合金のＣｕ含有量は１．５〜６％であり
、５（含有量は０５〜２％であることが好ましいことが
解る。

実施例３ アルミナ類ｌ１Ｍの体積率が２０％に設定された点を除
き、実施例１の場合と同一の要領及び条件にて製造され
熱処理が施された複合材料について、実施例１の場合と
同一の要領及び条件にて曲げ試験を行った。この曲げ試
験の結果を土掘の表２及び第３図に示す。尚第３図は表
２に示されたデータに基き３ｉ金含有をパラメータとし
てＣｕ含有量（％）と複合材料の曲げ強さくｋ（１／１
１１１１’　）との関係を表わしている。

表２及び第３図より、ＣＬＩ含有量が１％以下及び６％
を越える複合材料の曲げ強さはＣｕ含有量が６．５９６
でありＳｉ含有量が０％である複合材料を除きＳｉ含有
量が何れの場合にも比較的低い値であことが解る。また
３ｉ含有量が０．５％、１％、２％である複合材料の曲
げ強さはＣｕ含有量が６％を越える範囲を除きＳｉ含有
量が０％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれ
よりも道かに高い値であり、Ｃｕ含＃ｆｉ５が１％以下
の範囲を除きＳｉ含有量が３％である複合材料の曲げ強
さと同等若しくはそれよりも逃かに高い値であることが
°解る。更に５ｉ含有量が０．５％、１％、２％である
複合材料の曲げ強さは、それぞれ１．５〜３％、１．５
〜２．５％、１．５〜３％の範囲に於てＣｕ含有量の増
大と共に＠激にほぼ直線的に増大し、それぞれＣ０含有
量が５％、４゜５〜５％、３．５％の場合に最大値とな
り、Ｃｕ含有量が５．５％を越える範囲に於てＣＬＩ含
有量の増大と共に急激に低下し、Ｃｕ含有量が６．５％
である場合の曲げ強さはＣＬＩ含有量が１％である場合
の曲げ強さと同等の値になることが解る。

また特にＣＬＩ含有ｍ及び３ｉ含有吊がそれぞれ１．５
〜６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に
於て使用されたアルミナ短繊維と同一の体積率２０％の
アルミナ短繊維を強化繊維とし、在来の実用合金である
ＪＩＳｌｌＡ格八〇４Ｃのへルミニウム合金をマトリッ
クスとする複合材料の曲げ強さ４３　ｋｏ／　ｍ＋＋＋
’の１．０７倍〜１．６５倍の曲げ強さを有しているこ
とが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積率２０％のアルミナ
短繊維を強化繊維としＡＩ　−Ｃｕ　−８（系のアルミ
ニウム合金をマトリックス金属とする複合材料に於てそ
の強度を向上させるためには、マトリックス金属として
のアルミニウム合金のＣｕ含有量は１．５〜６％、特に
２〜６％であり、Ｓｉ含有量は０．５〜２％であること
が好ましいことが解る。

実施例４ アルミナ短Ｕ＆雑の体積率が１０％に設定された肖を除
き、実施例１の場合と同一の要領及び条件にて製造され
熱処理が施された複合材わ１について、実施例１の場合
と同一の要領及び条件にて曲げ試験を行った。この曲げ
試験の結果を１掲の表２及び第４図に示す。尚第４図は
表２に示されたデータに基さＳｉ含有量をパラメータと
してＣＬＩ含有量（％）と複合材料の曲げ強さくｋａ／
ａ１）との関係を表わしている。

表２及び第４図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％を
越える複合材料の曲げ強さはＣｕ含有間が６．５％であ
りＳｉ含有量が０％である複合材料を除きＳｉ含有量が
何れの場合にも比較的低い値であことが解る。またＳｉ
含有量が０．５％、１％、２％である複合材料の曲げ強
さはＣｕ含有間が６％以上の範囲を除き３ｉ含有醋が０
％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれよりも
道かに高い値であり、Ｃｕ含有間が１％以下の範囲を除
きＳｉ含有量が３％である複合材料の曲げ強さと同等若
しくはそれよりも遥かに高い値であることが解る。更に
Ｓｉ含有量が０．５％、１％、２％である複合材料の曲
げ強さは、それぞれ１゜５〜５％、１．５〜４．５％、
１．５〜４％の範囲に於てＣｕ含有間の増大と共に比較
的り激に直線的に増大し、それぞれＣｕ含有量が５％、
４゜５％、４％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有間が５
．５％を越える範囲に於てＣｕ含有間の増大と共に急激
（７低下し、Ｃｕ含有間が６．５％である場合の曲げ強
さはＣｕ含有間が１．５％である場合の曲げ強さよりも
低い値になることが解る。

また特にＣｕ含有間及びＳ１含有量がそれぞれ１．５〜
６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に於
て使用されたアルミナ類ｉａｍと同一の体Ｖ１：＄１０
％のアルミナ′Ｆｊｌｌｉ雑を強化ｍＭとし、在来の実
用合金であるＪＩＳ規格△Ｃ４Ｃのアルミニウム合金を
マトリックスとする複合材料の曲げ強さ３８　ｋ＜１／
　ｗｕｎ２の１．０８倍〜１．７４侶の曲げ強ざを右し
ていることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体８Ｉ率１０％のアルミ
ナ知謀随を強化ｕ＆紺としＡＩ　−Ｃｕ　−８ｉ系のア
ルミニウム合金をマトリックス金属とブる複合材料に於
てその強度を向上させるためには、マトリックス金属と
してのアルミニウム合金の００合も量は１．５〜６％、
特に２〜６％ひあり、Ｓ１含有吊は０．５〜２％である
ことが好ましいことが解る。

実施例５ アルミナ短線紹の体積率が５％に設定された点を除き、
実施例１の場合と同一の要領及び条ｆ［にて製造され熱
処理が施された複合材料について、実施例１の場合と同
一の要領及び条件にて曲げ試験を行った。この曲げ試験
の結果を［掲の表２及び第５図に示す。尚第５図は表２
に示されたデータに基きＳｉ含有量をパラメータとして
Ｃｕ含有ｆｆ１（％）と複合材料の曲げ強さく　ｋｏ／
　ｍｍ２）との関係を表わしている。

表２及び第５図より、Ｃｕ＠右量が１％以下及び６％を
越える複合材料の曲げ強さはＣｕ含有間が６．５％であ
り８１含有量が０％である複合材料を除きＳｉ含有量が
何れの場合にも比較的低い値であごとが解る。またＳ１
含有量が０．５％、１％、２％である複合材料の曲げ強
さはＣｕ含有量が６％以上の範囲を除き３ｉ含有量が０
％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれよりも
かなり高い値であり、３ｉ含有量が３％である複合材料
の曲げ強さと同等若しくはそれよりもかなり高い（ｎで
あることが解る。更にＱｉ金含有か０゜５％、１％、２
％である複合材料の曲げ強さは、イれぞれ１．５〜５％
、１．５〜３．５％、１゜５〜２．５％の範囲に於てＣ
ｕ含有量の増大と共に比較的急激に直線的に増大し、そ
れぞれＣｕ含有間が５％、４．５％、４％の場合に最大
値となり、Ｃｕ含有量が５．５％を越える範囲に於てＣ
ｕ含有量の増大と共に急激に低下し、ＣＬＩ含有含有６
．５％である場合の曲げ強さはＣｕ含有量が１．５％で
ある場合の曲げ強さよりも低い値になることが解る。

また特にＣＩＪ含有量及びＳｉ含有量がそれぞれ１．５
〜６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に
於て使用されたアルミナ知繊維と同一の体８１率５％の
アルミナ短＃＆緒を強化繊維とし、在来の実用合金であ
るＪＩＳＡＩＩ格ＡＣ４Ｃのアルミニーラム合金をマト
リックスとする複合材料の曲げ強さ３５　ｋｇ／ｌ＋１
１２の１．０６倍〜１．６０倍の曲げ強さを有している
ことが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積：＄５％のアルミナ
ｍｍｅｉを強化繊維としＡＩ　−Ｃｕ−８ｉ系のアルミ
ニウム合金をマトリックス金属とする複合材料に於てそ
の強度を向上させるためには、７１〜リツクス金屈とし
てのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１．５〜６％、特
に２〜６％であり、Ｓｉ含有量は０．５〜２％であるこ
とが好ましいことが解る。

上述の実流例１〜５より、アルミナラΩ繊維を強化繊維
とし△ｌ　−ＣＬＩ−３＋系のアルミニウム合金をマト
リックス金属とする複合材料に於てその強度を向上させ
るためには、マトリックス金属としてのアルミニウム合
金のＣｕ含有量は、アルミナ知繊舵の体積率に拘らず、
１，５〜６％であり、３ｉ含右吊は０．５〜２％である
ことが好ましく、特にアルミナ短繊維の体Ｖ１率が５〜
２０％である構台には、Ｃｕ含有量は２〜６％であるこ
とが好ましいことが解る。

尚アルミナ−シリカ系短繊維として、アルミナ３１続謀
８（住友化学工業株式会社製「住化アルミナ繊紐」、８
５％γ−ＡｌｓＯａ、残部実質的に５ｔｏ２）平均１１
１［径１７μ）′を約１ＣＩｌｌに切断ブることにより
得られたアルミナｍｍｍ、及びアルミナ連続縁Ｈ（デュ
ポン社製ｒＦＰファイバー」、９９．５％α−ＡＩ２０
８、平均線Ｈ径２０μ）を約１ｃｍに切断することによ
り得られたアルミナ短繊維が使用された点を除き、上述
の実施例１〜５の場合と同一の要領及び条件にて曲げ試
験を行ったところ、それぞれ実施例１〜５の結果と同様
の傾向を示す結果が（ｑられＩＣｅ 実施例６ 結晶質アルミナ−シリカ知繊維を強化繊維としアルミニ
ウム合金をマトリックス金属とする複合材料に於て、そ
の強腹を向上させるためにはアルミニウム合金が如伺な
る組成のものが適切であるかについての検討を行うべく
、非晶質アルミナ−シリカ短編Ｍ（イソライト・バブコ
ック耐火株式会社製「カオウール」、４９％ＡＩ　！ｌ
　Ｏｓ　ｓ残部実質的にＳｉＯ’ｔ、平均Ｉｌｌ長１１
１１１１１、平均繊Ｍ径３μ、粒径１５０μ以上の非繊
維化粒子含有量０゜７％）に対し熱処理を行ってムライ
ト結晶量を６０％とし、かくして形成された結晶質アル
ミナーシリカ短繊維を強化繊維とし、実施例１に於て形
成されたアルミニウム合金Ａｌ〜Ａ６４をマトリックス
金属とし、繊維体積欅が４０％である複合材料を実施例
１の場合と同一の要領及び同一の条件の高圧紡造により
製造した。次いで各複合材料に対し実施例１の場合と同
一の条件にて溶体化処理及び人工時効処理を施し、各複
合材料より実施例１の場合と同一の要領にて同一寸法の
曲げ試験片を切出し、各曲げ試験片について実施例１の
場合と同一の要領及び条件にて複合材料の曲げ試験を行
った。

この曲げ試験の結果を下記の表３及び第６図に示す。尚
表３の各数値は複合材料の曲げ強さくｋｇ／ｌ１ｌ１２
）を表わしており、第６図は表３に示されたデータに基
づきＳｉ含有量をパラメータとしてＣｕ含＠量（％）と
複合材料の曲げ強さく　ｋｇ／　ａｍ２）との関係を表
わしている。

表　　３（その１） アルミナ−シリカ類［ｆｆの体Ｆｉ’ｉ宰（％）合金Ｎ
ｏ、　　　　５　１０　２０　３０　４０Ａｌ　　　３
４　３６　３９　４１　４４△２　　　３５　３８　４
１　４３　４７△３　　　３６　３９　４４　４６　５
３Ａ４　　　３７　４１　４５　５３　５６Ａ５　　　
３８　４２　５１　５７　６０△６　　　４１　４５　
５３　６０　６３Ａ７　　　４２　４７　５６　６３　
６６△８　　　４４　４９　５７　６５　６８Ａ９　　
　４５　５１　５９　６４　６６Ａｌ０　　４７　５２
　６０　６２　６３Ａｌ１　　４８　５４　５８　６０
　５９Ａｌ２　　４７　５３　５６　５７　４９Ａｌ３
　　３４　３７　４０　４２　４６Ａｌ４　　３５　３
９　４２　４４　４８Ａｌ５　　３６　４０　４５　５
０　５４Ａｌ６　　３９　４３　５０　５４　５９△１
７　　４０　４６　５３　５８　６３表　　３（その２
） アルミナ−シリカ短繊維の体積率（％）合金ＮＯ１１上
広　ｌ堡　旦　血止 Ａｌ８　　４２　４８　５７　６２　６６Ａｌ９　　４
４　５０　６０　６５　６８Ａ２０　　４６　５２　６
１　６７　７ＯＡ２１　　４８　５４　６２　６６　６
９Ａ２２　　５０　５６　６３　６４　６７△２３　　
４９　５５　６１　６０　６３△２４　　４３　４９　
５４　５５　５７△２５　　３３　３８　４５　４３　
４９Ａ２６　　３５　３８　４１　４７　４７Ａ２７　
　３６　４０　４３　４７　４９Ａ２８　　３７　４１
　４６　５３　５６Ａ２９　　４０　４６　５２　５８
　６３Ａ３０　　４４　５０　５６　６３　６８Ａ３１
　　４７　５３　６１　６７　７０Ａ３２　　４９　５
６　６３　６９　７２Ａ３３　　５１　５８　６４　６
８　７１△３４　　５２　５９　６５　６７　７０表　
　３（その３） アルミナ−シリカ短繊維の体積率（％）合金Ｎｏ、　　
　　５　１０　２０　３０　４０Ａ３５　　５０　５８
　６３　６５　６８Ａ３６　　４８　５６　６１　６０
　６３Ａ３７　　４２　４９　５４　５４　５７Ａ３８
　　３２　３７　４４　４６　４８Ａ３９　　３６　４
０　４３　４４　４９Ａ４０　　３７　４１　４４　４
８　５０Ａ４１　　３８　４２　４７　５５　６０Δ４
２　　４３　４７　５５　６１　６６△４３　　４７　
５２　６１　６７　７２Ａ４４　　５０　５６　６６　
７１　７６Ａ４５　　５２　５９　６８　７０　７５Δ
４６　　５４　６１　６８　６９　７４Ａ４７　　５３
　６０　６６　６８　７２Ａ４８　　５１　５９　６４
　６５　７０Ａ４７　　５０　５７　６２　５９　６４
△５０　　４６　４８　５３　５３　５７△５１　　３
２　３７　４３　４４　４７表　　３（その４） アルミナ−シリカ知謀雑の体積率（％）合＆Ｎｏ、　　
　　５　１０　２０　３０　４０Ａ５２　　３７　４１
　４５　４５　５１Ａ５３　　３８　４２　４６　４７
　５２Ａ５４　　３８　４３　４７　４８　５３Ａ５５
　　３８　４４　４９　４９　５５△５６　　３９　４
５　５０　５０　５６Ａ５７　　４０　４６　５１　５
０　５７Δ５８　　４０　４７　５１　４９　５８△５
９　　３９　４７　５１　４９　５８△６０　　３９　
４６　５０　４９　５７△６１　　３８　４５　４９　
４８　５６Ａ６２　　３７　４３　４９　４６　５５△
６３　　３６　４０　４８　４３　５３△６４　　３５
　３６　４６　４１　５゜表３及び第６図より、Ｃｕ含
有量が１％以下及び６％を越える複合材ｖ１の曲げ強さ
はＳｉ含有量が何れの場合にも比較的低い値であごとが
解る。

また３ｉ含右量が０．５％、１％、２％である複合材料
の曲げ強さはＳ１含有量が０％である複合−材料の曲げ
強さと同等若しくはそれよりも高い値であり、Ｃ０含有
聞が１％以下及び６％以上の範囲を除きＳｉ含有量が３
％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれよりも
道かに高い値であることが解る。更に３ｉ含有量が０．
５％、１％、２％である複合材料の曲げ強さは、それぞ
れ１〜２．５％、１〜２．５％、１〜３％の範囲に於て
Ｃｕ含有量の増大と共に比較的急激に増大し、それぞれ
Ｃｕ含有量が４％、３．５％、３％の場合に最大値とな
り、Ｃｕ含有量が５％を越える範囲に於てＣｕ含有量の
増大と共に急激に低下し、Ｃｕ含有量が６％である場合
の曲げ強さはＣｕ含有量が１．５％である場合の曲げ強
さと同等の値になることが解る。

また特にＣｕ含有量及びＳｉ含有量がそれぞれ１．５〜
６％、０．５〜２％である複合材料は、この実流例に於
℃使用された結晶質アルミナーシリカ短繊維と同一の体
積率７ＩＯ％の結晶質アルミナ−シリカ短線屑ｔを強化
繊維とし、在来の実用合金であるＪＩＳＩＩＪ格ＡＣ４
Ｃのアルミニウム合金をマトリックスとする複合材料の
曲げ強さ４７に９／ｍｍ２の１．１５倍〜１．６２（８
の曲げ強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊紺体偵亭４０％の結晶ａア
ルミナーシリカ知繊維を強化繊維としＡＩ　−０ＬＩ−
８ｔ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする複
合材料に於てその強度を向卜させるためには、マトリッ
クス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１．
５〜６％であり、３ｉ含有かは０．５〜２％であること
が好ましいことが解る。

実施＠７ 結晶質アルミブーシリカ類ｗ４Ｎの体積率が３０％に設
定された点を除き、実施例６の場合と同一の要領及び条
件にて製造され熱処理が施された複合材料について、実
施例６の場合と同一の要領及び条件にて曲げ試験を行っ
た。この曲げ試験の結果を上線の表３及び第７図に示１
゜尚第７図は表３に示されたデータに基き３ｉ含右量を
パラメータとしてＣｕ含有量（％）と複合材料の曲げ強
さくｋｃｌ／１１１＋１２＞との関係を表わしている。

表３及び第７図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％を
越える複合材料の曲げ強さはＣｕ含有量が６．５％であ
りＳｉ含有量が０％である複合材料を除きＳｉ含有量が
何れの場合にも比較的低い値であごとが解る。またＳ１
含有吊が０．５％、１％、２％である複合材料の曲げ強
さはＣｕ含有量が５．５％以上の範１１１１を除きＳ１
含有量が０％である複合材料の曲げ強さと同等名しくは
それよりも高い値であり、Ｓ１含有吊が３％である複合
材料の曲げ強さと同等若しくはそれよりも道かに高い値
であることが解る。更に８１含有聞が０゜５％、１％、
２％である複合材料の曲げ強さは、それぞれ１〜３．５
％、１〜３％、１〜３％の範囲に於てＣｕ含有量の増大
と共に比較的＠檄に直線的に増大し、それぞれＣｕ含有
量が４％、３゜５％、３％の場合に最大飴となり、Ｃｕ
含有量が５％を越える範囲に於てＣＬＩ含有量の増大と
共に急激に低下し、Ｃｕ含有量が６．５％である場合の
曲げ強さはＣｕ含有量が１％である場合の曲げ強さと同
等の＆１になることが解る。

また特にＣｕ含有量及び３ｉ含有量がそれぞれ１．５〜
６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に於
て使用された結晶質アルミナーシリカ短繊維と同一の休
Ｍ＊３０％の結晶質アルミナ−シリカ＞ｓＪ織繊維強化
繊維とし、在来の実用合金であるＪＩＳ規格ＡＣ４Ｃの
アルミニウム合金を隋トリックスとする複合材料の曲げ
強さ４４ｋ（］／１ＩＩＩｌ１２の１．１４倍〜１．６
１（８の曲げ強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積＄３０％の結晶質ア
ルミナ−シリカ知繊鞘を強化繊維としＡＩ　−Ｃｕ−８
ｔ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする複合
材料に於てその強電を向上させるためには、マトリック
ス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１，５
〜６％で・あり、Ｓｉ含有量は０．５〜２％であること
が好ましいことが解る。

実施例８ 結晶質アルミナ−シリカ知識層の体積率が２０％に設定
された点を除き、実施例６の場合と同一の要領及び条件
にて製造され熱処理が施された複合材料について、実施
例６の場合とｆｉ１］−の要領及び条何にて曲げ試験を
行った。この曲げ試験の結果を上掲の表３及び第８図に
示す。尚第３図は表２に示されたデータに阜きＳｉ含有
量をパラメータとしてＣｕ含有量（％）と複合材料の曲
げ強さく　ＩＤＩ／　＋ｎｍ２　＞との関係を表わして
いる。

表３及び第８図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％を
越える複合材１３１の曲げ強さはＣｕ含有量が６．５％
でありＳｉ含有量が０％である複合材料を除ぎ３ｉ含′
４−ｉ量が何れの場合にも比較的低い値であことが解る
。またＳ１含有聞が０．５％、１％、２％である複合材
料の曲げ強さはＣｕ含有量が６％以上の範囲を除きＳｉ
含有量が０％である複合Ｕ料の曲げ強さと同等若しくは
それよりもかなり高い（的であり、ＣＬＩ含有量が１％
以下の範囲を除きＳ；含有量が３％である複合材料の曲
げ強さと同等名しくはそれよりも違かに高い伯であるこ
とが解る。更に３ｉ金含有が０．５％、１％、２％であ
る複合材料の曲げ強さは、それぞれ１〜３．５％、１．
５〜３％、１．５〜３％の範囲に於てＣｕ含有量の増大
と共に比較的急激に直線的に１１ツ大し、それぞれＣＬ
Ｉ含右昂が５％、４．５％、３．５〜４％の場合に最大
値となり、Ｃｕ含有量が５．５％を越える範囲に於てＣ
ｕ含有量の増大と共に急激に低下し、Ｃｕ含有量が６％
である場合の曲げ強さはＣｕ含有量が１％である場合の
曲げ強さと同等の値になることが解る。

また特にＣｕ含有量及び３ｉ含有量がそれぞれ１．５〜
６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に於
て使用された結晶質アルミナ−シリカ′Ｉｒ１ＩＩ＆緒
と同一の体積率２０％の結晶質アルミナ−シリカ短繊維
を強化＃Ｊ＆ｍとし、在来の実用合金であるＪＩＳＪＪ
２格Ａ０４Ｇのアルミニウム合金をマトリックスとする
複合材料の曲げ強さ４１　ｋｇ／　ｍｍ２の１．１０倍
〜１．６６１８の曲げ強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積率２０％の結晶質ア
ルミナ−シリカ短繊維を強化繊維とし△１−ＣＬＩ−３
ｉ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする複合
材料に於てその強度を向上させるためには、マトリック
ス金属としてのアルミニウム合金のＣＬＩ含有局は１．
５〜６％、特に２〜６％であり、３ｉ含右量は０．５〜
２％であることが好ましいことが解る。

実施例９ 結晶質アルミナ−シリカ短繊維の体積率が１０％に設定
された点を除き、実施例６の場合と同一の要領及び条件
にて製造され熱処理が施された複合材料について、実施
例６の場合と同一の要領及び条件にて曲げ試験を行った
。この曲げ試験の結果を上掲の表３及び第９図に示１゜
尚第９図は表２に示されたデータに基ぎ３ｉ含有量をパ
ラメータとしてＣｕ含有ｆｆ１（％）と複合材料の曲げ
強さく　ｋｇ／　１ｌｌｎ２）との関係を表わしている
。

表３及び第９図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％を
越える複合材料の曲げ強さはＣｕ含有量が６．５％であ
りＳｉ含有かが０％であるｐ２合材判を除き３ｉ含有吊
が何れの場合にも比較的低い値ぐあことが解る。またＳ
ｉ含４′５量が０．５％、１％、２％である複合材料の
曲げ強さはＣＬＩ含有含有６％以上の範囲を除き３ｉ含
有量が０％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそ
れよりも道かに高い値であり、Ｓｉ含有量が３％である
複合材料の曲げ強さと同等若しくはイれよりム追かに高
い値であることが解る。更にＳ１含有量が０゜５％、１
％、２％である複合材料の曲げ強さは、それぞれ１．５
〜２．５％、１．５〜２，５％、１．５〜３％の範囲に
於てＣｕＳ右吊の増大と共に比較的急激に直線的に増大
し、それぞれＣｕ含有量が５％、４．５％、４％の場合
に最大値となり、ＣＯ含右かが５．５％を越える範囲に
於てＣＩＩ含有闇の増大と共に急激に低下し、Ｃｕ含有
量が６．５％である場合の曲げ強さはＣｕ含有量が１％
である場合の曲げ強さよりも低い値になることが解る。

また特にＣｕ＠有聞及びＳｉ含有ｆ１１がそれぞれ１．
５〜６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例
に於て使用された結晶質アルミナ−シリカ短繊維と同一
の体積率１０％の結晶質アルミナ−シリカ短繊維を強化
繊維とし、在来の実用合金であるＪＩＳ規格Δ０４Ｃの
アルミニウム合金をマ［・リツクスとする複合材１１の
曲げ強さ３９　ｋｇ、’ｍｍ２の１，０３倍〜１．５６
倍の曲げ強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、ｌ＆１体積！＄１０％の結晶
質アルミナ−シリカ短繊維を強化繊維としＡＩ　−Ｃｕ
−８ｉ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする
複合材料に於てその強度を向上させるためには、マトリ
ックス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１
．５〜６％、特に２〜６％であり、Ｓｉ含有量は０．５
〜２％であることが好ましいことが解る。

実施例１０ 結晶質アルミナ−シリカ短繊維の体積率が５％に設定さ
れた点を除き、実施例６の場合と同一の要領及び条件に
て製造され熱処理が施された複合１料について、実施例
６の場合と同一の要領及び条イ１にて曲げ試験を行った
。この曲げ試験の結果を上線の表３及び第１０図に示１
゜尚第１０図は表３に示されたデータに早きＳ１含有量
をパラメータとしてＣｕ含有量（％）と複合材ｒ１の曲
げ強さくｋｌＪ／ｍ１１１２　）との関係を表わしてい
る。

表３及び第１０図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％
を越える複合材料の曲げ強さはＣｕ含有州が６．５％で
ありＳ１含有りが０％である複合材料を除きＳｉ含有間
が何れの場合にも低い値であごとが解る。また３ｉ含右
吊が０．５％、１％、２％である複合材料の曲げ強さは
Ｃｕ含有量が６％以上の範囲を除きＳｉ含有量が０％で
ある複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれよりも高い
値であり、Ｓ１含有量が３％である複合材料の曲げ強さ
と同等若しくはそれよりもかなり高い値であることが解
る。更に３ｉ含有φが０．５％、１％、２％である複合
材料の曲げ強さは、イれぞれ１〜５％、１．５〜２．５
％、１．５〜２．５％の範囲に於てＣｕ含有量の増大と
共に比較的急激に直線的に増大し、それぞれＣｕ含有量
が５％、４゜５％、４％の場合に最大値となり、Ｃｕ含
有量が５．５％を越える範囲に於てＣｕ含有量の増大と
共に急激に低下し、Ｃｕ含有量が６．５％である場合の
曲げ強さはＣＩＪ含有含有１．５％である場合の曲げ強
さよりも低い伯になることが解る。

また特にＣｕ含有量及びＳｉ含有間がそれぞれ１．５〜
６％、０．５〜２％である複合材料は、この実Ｒ例に於
Ｃ使用された結晶質アルミナ−シリカ短繊維と同一の体
積″＃５％の結晶質アルミナ−シリカ短繊維を強化繊維
とし、在来の実用合金であるＪ　Ｉ　Ｓ　）、Ｑ格ＡＣ
４Ｃのアルミニウム合金をマトリックスとする複合材料
の曲げ強さ３５　ｋｇ／ｍｍ２の１．０３倍〜１．５４
イ８の曲げ強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積率５％の結晶質アル
ミナ−シリカ短繊維を強化ＩＩ維としＡｌ−Ｃｕ−３ｉ
系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする複合材
料に於てその強度を向上させるためには、マトリックス
金属としてのアルミニウム合金のＣＬＩ含有量は１．５
〜６％、特に２〜６％であり、Ｓｉ含有間は０．５〜２
％であることが好ましいことが解る。

上述の実加例６〜１０より、結晶質アルミナ−シリカ短
ｌ＆維を強化繊維としΔｌ　−Ｃｕ−３ｉ系のアルミニ
ウム合金をマトリックス金属とする複合材料に於てその
強度を向上させるためには、マトリックス金属としての
アルミニ・クム合金のＣ１含イｊ損は、結晶質アルミナ
−シリカ短繊維の体積率に拘らず、１．５〜６％であり
、３ｉ含有量は０．５〜２％であることが好ましく、特
に結晶質アルミナ−シリカ短繊維の体積率が５〜２０％
である場合には、Ｃｕ含有量は２〜６％であることがり
了ましいことが解る。

実施例１１ 非晶質アルミナーシリカ知繊舵を強化繊維としアルミニ
ウム合金をマトリックス金属とする枚合材料に於て、そ
の強度を向上させるためにはアルミニウム合金が如何な
る組成のものが適切であるかについての検討を行うべ（
、非品質アルミナーシリカラυ繊維（イソライト・バブ
コック耐火株式会社製「カオウール」、４８％Ａｌ２Ｏ
３、残部実質的に５ｉＯｐ、平均８Ｉ＆雑長１ｍ＋ｎ、
平均繊［径３μ、粒１ｆｉ　１５０μ以上の非ＩＩＨ化
粒子含有吊０゜８％）を強化繊維とし、実施例１に於て
形成されたアルミニウム合金△１〜Ａ６４を７１−リッ
クス金属とし、繊維体積率が４０％である複合材料を実
施例１の場合と同一の要領及び同一の条ｆ１の高圧Ｕ造
により製造した。次いで各複合材料に対し実施例１の場
合と同一の条件にて溶体化処理及び人工時効処理を施し
、各複合材ｒ１より実施例１の場合と同一の要領にて同
一寸法の曲げ試験片を切出し、各曲げ試験片について実
施例１の場合と同一の要領及び条件にて複合材料の曲げ
試験を行った。

この曲げ試験の結果を下記の表４及び第１１図に示す。

置去４の各数値は複合材料の曲げ強さく　ｋＱ／　ｍｍ
２　）を表わしており、第１１図は表４に示されたデー
タに夫！づき３ｉ含右行：をパラメータとしてＣｕ含含
有（％）と複合材料の曲げ強さくｋＱ／ｍｍ２　）との
関係を表わしている。

表　　４（ぞの１） アルミナ−シリカ知繊麗の体積率（％）合金Ｎｏ、　　
　　５　１０　２０　３０　４０△１　　　３３　３５
　３８　４０　４１Ａ２　　　３４　３６　３９　４２
　４３△３　　　３６　３８　４１　４４　４９Ａ４　
　　３７　３９　４２　４８　５１Ａ５　　　３８　４
０　４７　５１　５３Ａ６　　　４１　４２　４９　５
４　５７Ａ７　　　４３　４５　５２　５７　６０Ａ８
　　　４５　４７　５３　５９　６２Δ９　　　　／１
７　　／１９　５５　５８　５９Ａｌ０　　４９　５１
　５６　５４　５６△１１　　５１　５２　５３　５２
　５２Ａｌ２　　４９　５１　５０　５０　４５Δ１３
　　３３　３４　３９　４１　４３△１４　　３４　３
５　４０　４３　４５Ａｌ５　　３５　３６　４３　４
８　５３△１６　　３８　４０　４８　５２　５７△１
７　　４０　４３　５２　５５　６１表　　４（その２
） アルミナ−シリカ短線鞘の体積率（％）合金Ｎｏ、　　
　　５　１０　２０　３０　４０Ａ　１８　　４３　４
６　５６　５７　６４Ａｌ９　　４５　４９　５８　６
０　６６△２０　　４７　５１　５９　　Ｇ２　　Ｇ８
△２１　　４９　６１　６０　５３　６６△２２　　５
１　５４　６１　６０　６４Ａ２３　　５０　５３　６
０　５４　６１Ａ２４　　４３　４７　５３　５０　５
６△２５　　３２　３６　４２　４２　４４Ａ２６　　
３４　３５　４０　４２　４５Ａ２７　　３５　３６　
　／１１　４５　４７△２８　　３６　３８　４４　５
０　５５Ａ２９　　４０　４４　５０　５５　６０Ａ３
０　　４３　４８　５４　５９　６５△３１　　４７　
　ｂ２　５９　６２　６８Ａ３２　　４９　５４　６１
　６４　７０Ａ３３　　５１　５６　６２　６３　６９
△３４　　５２　５７　６３　６２　６８表　　７１（
その３） アルミナ−シリカ′Ｊｒｉ繊維の体積率（％）合金Ｎｏ
、　　　　５　１０　２０　　、”１０　　／１０Δ３
５　　５１　５６　６２　６１　６６△３６　　５０　
５４　６０　５６　６３△３７　　４２　４７　５２　
４９　５６△３８　　３１　３５　４２　４０　４３Δ
３９　　３５　３６　４２　４３　４７△４０　　３６
　３７　４３　４６　　’１８△４１　　３７　３９　
４６　５２　５８Ａ４２　　４２　４６　５３　５７　
６４Ａ４３　　４６　５１　５９　６２　７０△４４　
５０５５　６４　６６　７４ Ａ４５　　５３　５７　６６　６５　７３Ａ４６　　５
５　５９　６７　６４　７１△４７　　５４　５８　６
６　６３　６９Ａ４８　　５２　５７　６４　６１　６
６△４９　　５０　５４　６２　５５　６２Ａ５０　　
４３　４５　５３　４７　５６△５１　　３１　３４　
４１　３７　４２表　　４（その４） アルミナ−シリカ短繊維の体積率（％）合金Ｎｏ、　　
　　５　１０　２０　３０　４０△５２　　３６　　３
７　４３　４４　４８Ａ５３　　３７　　３８　４４　
４７　５０△５４　　３７　　３９　４５　４８　５１
Ａ５５　　３７　　４０　４６　４９　５２△５６　　
３８　　４１　４７　５０　５３△５７　　３８　　４
２　４８　５０　５４△５８　　３９　　４３　４９　
４９　５４△５９　　３８　　４２　４８　４９　５３
Ａ６０　　３７　　４８　４７　４２　５２Ａ６１　　
３６　　４２　４６　４７　５１△６２　　３５　　３
９　４５　４４　４９Ａ６３　　３４　　３４　４４　
４０　４６Ａ６４　　３３　　３３　４２　３６　４３
表４及び第１１図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％
を越える複合材料の曲げ強さはＳｉ含有庁が何れの場合
にも比較的低い値であごとが解る。

またＳｉ含有量が０．５％、１％、２％である複合材料
の曲げ強さはＳｉ含有量が０％である複合４４＊’＝＋
の曲げ強さと同等若しくはそれよりもかなり高い値であ
り、Ｓ１含有世が３％である複合材料の曲げ強さと同等
若しくはそれより６遥かに高い蛸であることが解る。更
に３ｉ含有量が０．５％、１％、２％である複合材料の
曲げ強さは、それぞれ１〜２．５％、１〜２．５％、１
〜３％の範囲に於てＣｕ含右１の増大と共に比較的急激
に増大し、それぞれＣｕ含有量が４％、３．５％、３％
の場合に最大値となり、Ｃｕ含有量が５．５％を越える
範囲に於てＣＬＩ含右昂の増大と杖に急激に低下し、Ｃ
ＩＪ含有含有６％である場合の曲げ強さはＣＩ＋＋有量
が１．５％である場合の曲げ強さと同等の値になること
が解る。

また特に０１１含有量及びＳ＋合合量量それぞれ１．５
〜６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に
於て使用された非晶質アルミナ−シリカ短繊維と同一の
体積ヰ１０％の非晶質アルミナ−シリカ短繊維を強化繊
維とし、在来の実用合金であるＪＩＳ規格ＡＣ４Ｃのア
ルミニウム合金を７１へワックスとする複合材料の曲げ
強さ４６ｋｑ／ｍｍ２の１．１５倍〜１．６１倍の曲げ
強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積率４０％の非晶質ア
ルミナ−シリカ短繊維を強化繊維とし△１−Ｃｕ−８ｉ
系のアルミニウム合金をマトリックス金属とづる複合材
料に於てその強度を向上させるためには、マトリックス
金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１．５〜
６％であり、Ｓｉ含有量は０．５〜２％であることが好
ましいことが解る。

実施例１２ 非晶質アルミナーシリカ短線耗の体積率が３０％に設定
された点を除き、実施例１１の場合と同一の要領及び条
４！１にて製造され熱処理が施された初会材料について
、実施例１１の場合と同一の要領及び条件にて曲げ試験
を行った。この曲げ試験の結果を１掲の表４及び第１２
図に示す。尚第１２図は表４に示されたデータに基きＳ
１含有吊をパラメータとしてＣｕ含有量（％〉と複合材
料の曲げ強さく　ｋｇ／　ｍｍ２）との関係を表わして
いる。

表４及び第１２図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％
を越える複合材料の曲げ強さはＣｕ含有量が６．５％で
ありＳｉ含有量が０％である複合月利を除きＳｉ含有量
が何れのＪ５Ｊ合にも比較的低い値であごとが解る。Ｊ
、たＳｉ含有量が０．５％、１％、２％である複合材料
の曲げ強さはＣｌ含イｊ吊が６％以上の範囲を除さＳｉ
含有量が０％である複合材料の曲げ強さと同等若しくは
それよりム高い値であり、Ｓｉ含有量が３％である複合
材料の曲げ強さと同等若しくはそれよりも逃かに高い値
であることが解る。更にＳｉ含有量が０．５％、１％、
２％である複合材料の曲げ強さは、それぞれ１〜２％、
１〜２．５％、１〜３．５％の範囲に於てＣｕ含有量の
増大と共に比較的急激に直線的に増大し、それぞれＣｕ
含有量が４％、３．５％、３％の場合に最大値となり、
Ｃｕ含有廿ｌが５％を越える範囲に於てＣ１含イｉｆの
増大と其に急激に低下し、Ｃｕ含右…が６％である場合
の曲げ強さはＣＬｌ含有品が１．５％である場合の曲げ
強さと同等の蛸になることが解る。

また特にＣＬＩ含有含有びＳｉ含有量がそれぞれ１．５
〜６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に
於て使用された非晶質アルミナ−シリｊｊ′）、ｔｉ　
ＩＪＪｚ郭と同一の体積率３０％の非晶質アルミナーシ
リカ短繊維を強化綴紐とし、在来の実用合金であるＪＩ
Ｓ規格ΔＣ４Ｃのアルミニウム合金をマトリックスとす
る複合材料の曲げ強さ４３ｋＱ／１ＩＴｒ１２の１．１
２倍〜１．５３倍の曲げ強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊鮪体積率３０％の非晶質ア
ルミナ−シリカ知４１維を強化ａ雑としＡＩ　−ＣＯ−
３ｉ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする複
合材料に於てその強電を向上させるためには、マトリッ
クス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１．
５〜６％であり、Ｓｉ含有品は０．５〜２％であること
が好ましいことが解る。

実施例１３ 非晶質アルミナ−シリカ短繊維の体積率が２０％に設定
された点を除き、実施例１１の場合と同一の他領及び条
件にて製造され熱処理が施された複合材料について、実
施例１１の場合と同一の要領及び条件にて曲げ試験を行
った。この曲げ試験の結果を１掲の表４及び第１３図に
示す。尚第１３図は表４に示されたデータにすきＳｉ含
有量をパラメータとしてＣｕ金含有ｔ　＜％）と複合月
利の曲げ強さく　ｋｇ／　ｍｍ２）との関係を表わして
いる。

表４及び第１３図より、Ｃｕ含有量が１％以下及び６％
を越える複合Ｕ　ＩＩの曲げ強さはＣ１含有吊が６．５
％でありＳｉ含有量が０％である複合月利を除き３ｉ含
有量が何れの場合にも比較的低い稙であごとが解る。ま
た３ｉ金含有が０．５％、１％、２％である複合月利の
曲げ強さはＣＬＩ含右品が６．５％前４１２の範囲を除
き３ｉ金含有が０％である複合材料の曲げ強さと同等若
しくはそれよりも逼かに高い飴であり、Ｓｉ含有量が３
％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれよりも
道かに高い値ぐあることが解る。更にＳｉ含有量が０．
５％、１％、２％である複合材料の曲げ強さは、それぞ
れ１．５〜３％の範囲に於てＣｕ含有量の増大と共に急
激に直線的に増大し、それぞれＣＩ＋ＩＩ量が５％、４
．５％、４％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有量が５．
５％を越える範囲に於てＣｕ含有量の増大と共に急激に
低下し、Ｃｕ含有量が６．５％である場合の曲げ強さは
Ｃｕ含イｉｈｉが１％である場合の曲げ強さと同等の伯
になることが解る。

また特にＣｕ含有量及びＳｉ含有量がそれぞれ１．５〜
６％、０．５〜２％である複合オイ料は、この実施例に
於て使用された非晶質アルミニウムり力知繊斡と同一の
体積率２０％の非晶質アルミナーシリカ短線軒１を強化
繊翰どし、在来の実用合金であるＪＩＳ規格△Ｃ４Ｃの
アルミニウム合金をマトリックスと覆る複合月利の曲げ
強さ４０ｋｇ／ｍｍ２の１．０８倍〜１．６８倍の曲げ
強さを右していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積率２０％の非晶質ア
ルミナ−シリカ知繊維を強化繊維としＡＩ　−Ｃｕ−３
ｉ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とザる複合
材料に於てその強麿を向上させるためには、マトリック
ス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１．５
〜６％、特に２〜６％であり、Ｓｉ含有量は０．５〜２
％であることがりＹましいことが解る。

実施例１４ 非晶質アルミナ−シリカ短繊維の体積率が１０％に設定
された点を除き、実施例１１の場合と同一の′ｆ５領及
び条件にて製造され熱処理が施された複合材料について
、実施例１１の場合と同一の要領及び条件にて曲げ試験
を行った。この曲げ試験の結果を上掲の表４及び第１４
図に示す。尚第１４図は表４に示されたデータに基き３
ｉ含有量をパラメータとしてＣｕ含有間（％）と複合材
料の曲げ強さくｋ（］／ｌ１ｍ２　）との関係を表わし
ている。

表４及び第１４図より、Ｃｕ含有間が１％以下及び６％
を越える複合材料の曲げ強さはＣＩＪ含右含有６．５％
でありＳｉ含有量が０％である複合材料を除きＳｉ含有
量が何れの場合にも比較的低い値であごとが解る。また
３ｉ含右量が０．５％、１％、２％である複合材料の曲
げ強さはＣＩＪ含有がが６％以上の範囲を除きＳｉ含有
量が０％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれ
よりも道かに高い値であり、Ｓｉ含有量が３％である複
合＄１１の曲げ強さと同等若しくはそれよりも逃かに高
い値であることが解る。更にＳｉ含有量が０゜５％、１
％、２％である複合材料の曲げ強さは、それぞれ１．５
〜３．５％、１．５〜３％、１゜５〜３％の範囲に於て
Ｃｕ含有間の増大と共に比較的ｇ＋激にほぼ直線的に増
大し、それぞれＣＬＩ含右…が５％、４．５％、４％の
場合に最大値となり、Ｃｕ含有量が５．５％を越える範
囲に於てＣｕ含有間の増大と共に急激に低下し、Ｃ１１
含有間が６．５％である場合の曲げ強さはＣｕ含有量が
１．５％である場合の曲げ強さよりも低い伯になること
が解る。

また特にＣｕ含有間及び３ｉ含有吊がそれぞれ１．５〜
６％、０．５〜２％ｒある複合材ｔ３１は、この実施例
に於て使用された非晶質アルミナーシリカ短Ｕ＆維と同
一の体積率１０％の非晶質アルミブーシリカ短繊維を強
化繊維とし、在来の実用合金であるＪＩＳ蜆格Ａ０４Ｃ
のアルミニウム合金をマトリックスとする複合材料の曲
げ強さ３８ｋ。

／　ｍｍ２の１．０５倍〜１．６１倍の曲げ強さを有し
ていることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体ＶＩ率１０％のノＶ晶
貿アルミナーシリカ知繊紺を強化繊維としＡＩ　−Ｃｕ
−３ｉ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする
複合材料に於てその強電を向上さυるためには、マトリ
ックス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有間は１
．５〜６％、特に２〜６％であり、３ｉ含有量は０．５
〜２％であることが好ましいことが解る。

実施例１５ 非晶質アルミナ−シリカ知繊維の体積率が５％に設定さ
れた点を除き、実施例１１の場合と同一の要領及び条件
にて製造され熱処理が施された複合材料について、実施
例１１の場合と同一の要領及び条件にて曲げ試験を行っ
た。この曲げ試験の結果を上掲の表４及び第１５図に示
す。尚第１５図は表４に示されたデータに基き３ｉ含有
量をパラメータとしてＣｕ含有量（％）と複合材Ｉｔの
曲げ強さくＪｌ／ｍｍ２　）との関係を表わしている。

表４及び第１５図より、Ｃｕ含有かが１％以下及び６％
を越える複合材料の曲げ強さはＣＯ含右岸が６．５％で
ありＳｉ含有量が０％である複合材料を除き３ｉ含有聞
が何れの場合にも比較的低い値であごとが解る。また３
ｉ含有量が０．５％、１％、２％である複合材料の曲げ
強さはＣＬＩ含有含有６％以上の範囲を除きＳ１含有吊
が０％である複合材料の曲げ強さと同等若しくはそれよ
りも高い値であり、３ｉ含右量が３％である複合材料の
曲げ強さと同等若しくはそれよりもかなり高い１「１ｒ
あることが解る。更にＳｉ含有Ｗが０．５％、１％、２
％である複合材料の曲げ強さは、１．５〜３％の範囲に
於てＣｕ含有間の増大と共に比較的急激に直線的に増大
し、それぞれＣｕ金含Ｗが５％、４．５％、４％の場合
に最大値となり、Ｃｕ含有量が５．５％を越える範囲に
於てＣｕ含有量の増大と共に急激に低下し、Ｃｕ含有量
が６゜５％である場合の曲げ強さはＣＩ＋含有量が１．
５％である場合の曲げ強さよりも低い値になることが解
る。

また特にＣｕ含有量及びＳｉ含右量がそれぞれ１．５〜
６％、０．５〜２％である複合材料は、この実施例に於
て使用された非晶質アルミナ−シリカ短繊維と同一の体
積率５％の非晶質アルミナ−シリカ１．ｕ　１１　Ｈを
強化繊維とし、在来の実用合金であるＪＩＳ規格ＡＣ４
Ｇのアルミニウム合金をマトリックスとする複合材料の
曲げ強さ３４　ｋｇ／ｍｍ２の１．０３倍〜１．６２倍
の曲げ強さを有していることが解る。

この曲げ試験の結果より、繊維体積率５％の非晶質アル
ミナ−シリカ短ｌＩＪ＆緒を強化繊維としＡｌ−ＣＬＩ
−８ｉ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする
複合材料に於てその強度を向上させるためには、マトリ
ックス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は１
．５〜６％、特に２〜６％であり、Ｓｉ含含有は０．５
〜２％であることかに「ましいことが解る。

上述の実施例１１〜１５より、非晶質アルミナ−シリカ
短繊維を強化繊維どしＡＩ　−Ｃｕ　−３ｉ系のアルミ
ニウム合金をマトリックス＃ＬＪｉｉ１とする複合４１
１Ｆ＋に・於てその強度を向上させるためには、７１〜
リツクス金属としてのアルミニウム合金のＣｕ含有量は
、非晶質アルミナ−シリカ短繊維の体Ｊ’Ａ率に拘らず
、１．５〜６％であり、Ｓｉ含含有は０．５〜２％であ
ることが好ましく、特に非晶質アルミナ−シリカ短繊維
の体積率が５〜２０％である場合には、Ｃｕ含有量は２
〜６％であることが好ましいことが解る。

実施例１６ 上述の各実施例よりアルミニウム合金のＣｕ含有量及び
３ｉ含有吊はそれぞれ１，５〜６％、０゜５〜２％であ
ることが好ましいことが解ったので、強化繊維であるア
ルミナ−シリカ系知謀肺の体積率が如何なる値であるこ
とが適切であるかの検討を行うべく、Ｃ１ｌ含有量が３
．５％でありＳｉ含含有が１％であり残部が実質的にＡ
ｌであるアルミニウム合金をマトリックス金属とし、そ
れぞれ実施例１〜５に於て使用されたアルミナ短繊維、
実施例６〜１０に於て使用された結晶質アルミナ−シリ
カ短繊維、実施例１１〜１５に於て使用された非晶質ア
ルミナ−シリカ類１［を強化繊維とし、ｍ　Ｍ　体積率
が５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０　％　
テアル’ｌｒ）合材ＩＩＢ＋　−Ｂｅ　、Ｃ＋〜Ｃ５、
Ｄ＋〜Ｄ６を実施例１の場合と同一の要領及び条イ１に
て製造し、各複合材わｌに対し実施例１の場合と同一の
条件にて溶体化処理及び人工時効処理を施し、各複合材
わ１より実施例１の場合と同一の要領にて同一寸法の曲
げ試験片を切出し、各曲げ試験片について実施例１の場
合と同一の要領及び条件にて曲げ試験を行った。

またＣ０含有量が３．５％であり３ｉ含有量が１％であ
り残部が実質的にＡｌであるアルミニウム合金の鋳物に
対し実施例１の場合と同一の条例にて溶体化処理及び人
工時効処理を施し、該鋳物より実施例１の場合と同一の
刈払の曲げ試験片を切出し、該曲げ試験片についても実
施例１の場合と同一の要領及び条イ１にて曲げ試験を行
った。これらの曲げ試験の結果を第１６図に示ｔ。

第１６図より、繊維の種類に拘らず、繊維体積率が０〜
５％の範囲に於ては、繊維体Ｖ４：＄＝が増大されても
複合材料の曲げ強さは僅かしか向上せず、マトリックス
金属であるアルミニウム合金の曲げ強さに近い値であり
、繊麗体枯率が５〜４０％の範囲に於ては、繊維体積率
の増大に伴ない曲げ強さは大幅に向上し、繊Ｍ体積率が
４０％以上の範囲に於ては、曲げ強さは繊維体積率が増
大されても殆ど向上しないことが解る。従って強化繊肩
１としてのアルミナ−シリカ系知謀＠（の体積率（よ、
その種類に拘らず、５〜５０％、特に５〜４０％である
ことが望ましいことが解る。

実施例１７ アルミナ−シリカ系短繊維として結晶質アルミナ−シリ
カ短繊維が使用される場合に於て、結晶貿アルミナーシ
リカ短線紹のムライ］〜結晶吊が複合材料の曲げ強さに
対し如何なる影響を及ぼすかについての検討を行うべく
、上述の実施例１１〜１５）に於て使用された非晶質ア
ルミナ−シリカ短繊維に対し種々の条件にて熱処理を行
うことにより、ムライト結晶化（％）がＯ１５，１０，
１５，２０，２５，３０，３５，４０，４５，５０１５
５，６０，６５である結晶質アルミナ−シリカ短繊維を
形成し、各結晶質アルミナーシリカ知繊維にて実施例６
〜１０の場合と同一の要領及び条件にて繊維体積率１５
％の繊維成形体を形成し、各ＮＪ＆Ｉｆｆ成形体を強化
繊維とし、ＣＬＩ含有量が３％であり８１含有吊が２％
であり残部が実質的にＡＩであるアルミニウム合金をマ
トリックス金属とする複合材料を製造し、各複合材料に
対し実施例６〜１０の場合と同一の条件にて溶体化処理
及び人工時効処理を行い、各複合材料より実施例６〜１
０の場合と同一の要領及び条件にて曲げ試験片を切出し
、各曲げ試験片について曲げ試験を行った。

この曲げ試験の結果を第１７図に示す。尚第１７図に於
て横軸は強化繊維としての結晶質アルミナ−シリカ知繊
維のムライ］−結晶量（％）を示している。

第１７図より、マトリックス金属として上述の組成のア
ルミニウム合金が使用される場合には、ムライト帖品州
が比較的小さい場合にも複合材料の曲げ強さは比較的高
い値であり、ムライ］・結晶量の如何による複合材料の
曲げ強さの変化量は小ざく、従ってアルミナ−シリカ系
短繊維として結晶質アルミナ−シリカＵ＆紺が使用され
る場合にはムライト結晶化は如何なる値であってもよい
ことが解る。

尚上述の各実施例の複合材料は、粒径１５０μ以上の非
繊維化粒子含有量がそれぞれ７％、５％、７％程度であ
る通常のアルミナ短繊維、結晶質アルミナーシリカ短繊
維、非晶質アルミナ−シリカ短繊維を強化繊維とする複
合材わ１に比して、自らの耐摩耗性及び相手材に対する
摩擦摩耗特性に優れていることが認められた。

以上に於ては、本発明を本願発明者等が行った実験的研
究との関連に於て幾つかの実施例について詳細に説明し
たが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はそれぞれ体積率４０％、３０％、２
０％、１０％、５％のアルミナ短繊維にて強化されたア
ルミニウム合金よりなる複合材料について行われた曲げ
試験の結果に基づき、Ｓｉ含有ｍをパラメータとしてＣ
ｕ含有量と複合材料の曲げ強さとの関係を示すグラフ、
第６図乃至第１０図はそれぞれ体積：＄４０％、３０％
、２０％、１０％、５％の結晶質アルミナ−シリカ知繊
維にて強化されたアルミラム合金よりなる複合Ｕｒｌに
ついて行われた曲げ試験の結果に基づき、３ｉ含右がを
パラメータとしてＣｕ含有量と複合材料の曲げ強さとの
関係を示すグラフ、第１１図乃至第１５図はそれぞれ体
積率４０％、３０％、２０％、１０％、５％の非晶質ア
ルミナーシリカ知謀雑にて強化されたアルミニウム合金
よりなる複合材料について行われた曲げ試験の結果に１
４づき、３ｉ含有吊をパラメータとしてＣｕ含有量と複
合材料の曲げ強さとの関係を示すグラフ、第１６図は種
々のアルミナ−シリカ基部繊維を強化繊維とし、Ｃｕ含
有量が３．５％であり３ｉ含有量が１％であり残部が実
質的にΔ１であるアルミニウム合金をマトリックス金属
とする種々の複合材わ１について行われた曲げ試験の結
果に基づき、繊維体積率ど複合材料の曲げ強ざとの関係
を示すグラフ、第１７図はムライト結晶化が種々の値で
ある結品貿アルミナーシリカ知繊維を強化ｍｌとし、Ｃ
ｕ含有量が３％でありＳｉ含含有が２％であり残部が実
７１的に△１であるアルミニウム合金をマトリックス金
属とづる複合材料について行われた曲げ試験の６１．東
に基づき、ムライト結晶化と複合材ｒ１の曲げ強さとの
関係を示すグラフ、第１８図は個々のアルミナ′Ｎｊ１
３１　Ｍが二次元ランダムにて配向された繊維成形体を
示す斜視図、第１９図は第１８図に示されたｕ＆組成形
体がステンレス鋼製のグース内に充填された状態を示？
＋斜視図、第２０図は第１９図に示されたステンレスｔ
ｌｉｌ製のケース内に充填されたＡｉｌ　ｔｆｌ成形体
を用いて行われる高圧鋳造による複合材料の製造のＵ造
工稈を示覆解図である。 １・・・アルミナ短線射１．２ａ・・・ケース、２・・
・繊維成形体、３・・・鋳型、４・・・モールドキトビ
ティ、５・・・アルミニウム合金の溶湯、６・・・プラ
ンジャ特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社
代　　　理　　　人　　　弁理士　　明石　昌毅第　１
　図 Ｃｕ含有量（％） 第２図 Ｃｕ含有量（％） 第　３　図 Ｃｕ含有」（％） 第　４　図 Ｃｕ含有量（％） 第５図 Ｃｕ金含量ｃ％） 第　６　図 Ｃｕ含有量（％） 第７図 Ｃｕ含有量（％） 第　８　図 Ｃｕ含有量（％） 第９図 Ｃｕ含有量（％） 第１０　　図 Ｃｕ含有量（％） 第１１図 Ｃｕ含有量（％） 第　１２　　図 Ｃｕ含有量（％） 第１３図 Ｃｕ含有量（％） 第　１４　　図 Ｃｕ含有量（％） 第１５　　図 Ｃｕ含有量（％） 第１６　　図 繊維体積率 第１７図 ムライト結晶量（％） 第　１８　図 １アルミナ鵠１鍼壓「

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミナ−シリカ系短繊維を強化繊維とし、Ｃｕ
   含有量が１．５〜６％でありＳｉ含有量が０．５〜２％
   であり残部が実質的にＡｌであるアルミニウム合金をマ
   トリックス金属とするアルミナ−シリカ系短繊維強化ア
   ルミニウム合金。
2. （２）特許請求の範囲第１項のアルミナ−シリカ系短繊
   維強化アルミニウム合金に於て、前記アルミナ−シリカ
   系短繊維の体積率は５〜５０％であることを特徴とする
   アルミナ−シリカ系短繊維強化アルミニウム合金。
3. （３）特許請求の範囲第２項のアルミナ−シリカ系短繊
   維強化アルミニウム合金に於て、前記アルミナ−シリカ
   系短繊維の体積率は５〜４０％であることを特徴とする
   アルミナ−シリカ系短繊維強化アルミニウム合金。
4. （４）特許請求の範囲第３項のアルミナ−シリカ系短繊
   維強化アルミニウム合金に於て、前記アルミナ−シリカ
   系短繊維に体積率は５〜２０％であり、前記アルミニウ
   ム合金のＣｕ含有量は２〜６％であることを特徴とする
   アルミナ−シリカ系短繊維強化アルミニウム合金。