炭素繊維強化アルミニウム複合材料の製造と機械的強度

抄録

炭素繊維強化アルミニウム複合材料を200kg/cm²(2.03×10⁷Pa)の一定圧力下で,500℃(P-法)と670℃(M-法)の条件下でホットプレスして作製した。Alマトリックスとの接合をよくするために炭素繊維にNi,またはCuコーティングを施した。CF-Al,CF(Ni)AlとCF(Cu)A1の3種類の複合材料を作製した。CF(Cu)Al複合材料の最大引張り強度は(Cu)Al金属複合材料のそれの約3倍であった。P-法とM-法でホットプレスしたが,炭素繊維と金属マトリックス(コーティング剤を含む)間の接合が良好で,かつ金属の炭素繊維への溶解度が小さいために,P-法がM-法より優れていた。CF.(Cu)Al複合材料のEPMA解析から,約50～60%のA1がCuへ拡散していた。しかしCuは5%だけAlへ拡散し,またわずかに炭素繊維にも拡散していた。一方,CF(Ni)Al複合材料の場合,Niは2～10%Alへ拡散したが,Alは約30%Niへ拡散した。
Telelmanのfracture toughness機構を利用して解析した結果から,3種類の複合材料の引張り強度は,その解析結果二とよく一致する。