JPS6254045A - 炭化ケイ素及び窒化ケイ素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、繊維強化金属複合材料に係り、更に詳細には
炭化ケイ素短繊維、窒化ケイ素短ｍ維、又はこれらの複
合繊維を強化繊維ど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、即ち炭化ケイ素及び窒化ケイ素短
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ｕＡＩＮ
１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 ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ　（０，８〜１．３％Ｃｕ。

１１．０〜１３．Ｏ％ｓ＋１ｏ、７〜１，３％ＭＯ１０
，８〜１．５％Ｎ＋、残部実質的にＡＩ）ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ｂ　（２，０〜４．０％Ｃｕ。

８．５〜１０．５％Ｓｉ　　１０．　５〜１　、５％Ｍ
（＋　　、０６１〜１％Ｎｉ、残部実質的にＡＩ）Ｊ　
ＩＳＭ！Ｆ４ＡＣ４Ｃ（０，２５％≧Ｃｔｌ　、　６゜
５〜７．５％Ｓｉ　Ｎ　　Ｏ−２５〜０．４５％Ｍ９　
、残部実質的にＡＩ） ＡＡ規格Ａ２０１　（４〜５％Ｃｕ、Ｑ、２〜０゜４％
Ｍｎ　、０．１５〜０．３５％Ｍｇ、０．１５〜０．３
５％Ｔｉ１残部実質的にＡＩ＞ＡＡ規格Ａ３５６　（６
，５〜７．５％Ｓｉ　、Ｏ。

２５〜０．４５％Ｍｇ、０．２≧Ｆｅ　、０．２％≧Ｃ
ＬＩ％残部実質的にＡＩ） ＡＩ−２〜３％Ｌｉ合金（デュポン社）展伸用アルミニ
ウム合金。

ＪＩＳ規格６０６１　（０，４〜０．８％Ｓ１．０．１
５〜０．４％Ｃｕ　１０．８〜１．２％Ｍｇ、０．０４
〜０，３５％Ｃ「、残部実質的にＡＩ）ＪＩＳ規格５０
５６　（０，３％≧Ｓ＋　、　０．４％≧Ｆｅ、０．１
％≧Ｃｕ　、０．０５〜０．２％Ｍｎ　、４．５〜５．
６％ＭＱ　、０．０５〜０．２％Ｃｒ、０．１％≧７ｎ
、残部実質的にＡＩ）ＪＩＳ規格２０２４　（０，５％
Ｓｉ％０．５％Ｆｅ　　、　　３．　８〜４．　９％Ｃ
ＩＪ　　、０．　３〜０．　９％Ｍｎ　　、　　１．　
２〜１．　８％Ｍｇ　、０．　１　％≧Ｃｒ。

０．２５％≧Ｚｎ１０．１５％≧Ｔｉ、残部実質的にＡ
Ｉ＞ ＪＩＳ規格７０７５　（０，４％≧Ｓ＋、Ｏ，５％≧Ｆ
ｅ　、１．２〜２．Ｏ％ｃｕ　、０．３≧ｆｙｊｎ。

２．１７２．９％’Ｍｇ、０．１８〜，０．２８％Ｏｒ
、５．１〜６．１％Ｚｎ　１０．２％Ｔｉ１残部実質・
的にＡＩ） 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マトリックス金属と
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、従来より繊維強化金属複合材料
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
強度を有し高温安定性及び強度向上効果に優れた炭化ケ
イ素短繊維若しくは窒化ケイ素ｍ１１ｉ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
Ｓｉ含有量がそれぞれ特定の範囲にあり且ＭＵ　、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
得られた知見に結づき、炭化ケイ素知識維若しくは窒化
ケイ素’ｍｍ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、炭化ケイ素短ｕＡ
維及び窒化ケイ素短編帷の少なくとも一方を強化繊維と
し、Ｃｕ含有量が２〜６％でありＳｉ含有量が０．５〜
３％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炭化ケイ素及び窒化ケイ素短
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高温安定
性及び強度向上効果に優れた炭化ケイ素短編帷若しくは
窒化ケイ素短繊維が使用され、マトリックス金属として
ＣＬＩ含有はが２〜６％でありＳｉ含有量が０．５〜３
％であり残部が実質的にＡＩ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、従来の炭化ケイ素短繊維強化アル
ミニウム合金又は窒化ケイ察知ｍＨ強化アルミニウム合
金と同等の強度が１ｑられれば十分である場合には、炭
化ケイ素若しくは窒化ケイ素短繊維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＄
１ｉＭの醋を低減することができるので、複合材料の被
削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ＡＩ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ω）究の結果によれば、Ｃｕ含有量が２％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Ｓ１含有量が０．５％未満で
は強度向上効果が十分ではなく、逆に３ｉ含有量が３％
を越えると複合材料は脆弱になって甲１１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ＣＩＪ含有量は２〜
６％とされ、３ｉ含有量は０゜５〜３％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、
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、炭化ケイ素ｙｒ１繊維
若しくは窒化ケイ素短繊維の体積率が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−た炭化ケイ
素短繊維若しくは窒化ケイ察知４１雑の体積率が４０％
、特に５０％を越瓦ると、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。また複合材料
の耐摩耗性は炭化ケイ素知識維若しくは窒化ケイ衆知繊
維の体積率の増大と共に向上するが、繊維体積率がＯ〜
５％程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、繊維体積率が約５％以上の領域に於ては、ｍ雄
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め詳細な特徴によれば、
炭化ケイ察知械維若しくは窒化ケイ素短繊維の体積率は
５〜５０％、好ましくは５〜４０％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含有量は比較的高い
値ぐあり、アルミニウム合金中のＣｕ若しくはＳｉ１度
にムラがある場合には、Ｃｕ若しくはＳｉ１度が高い部
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３ｉ
濃度が均一になるよう、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１５０〜
２００’Ｃにて２〜８時間に亙る時効処理が施される。

更に本発明の複合材料に於ける炭化ケイ素短繊維は、炭
化ケイ素ボイス力又は炭化ケイ素の不連続繊維の何れで
あってもよく、炭化ケイ素の不連続ｍ維は炭化ケイ素の
連続繊維が所定の長さに切断されたものであってもよい
。同様に本発明の複合材料に於ける窒化ケイ素短繊維は
、窒化ケイ素ボイス力又は窒化ケイ素の不連続繊維の何
れであってもよく、窒化ケイ素の不連続繊維は窒化ケイ
素の連続繊維が所定の長さに切断されたものであっても
よい。また炭化ケイ素類ｍＭ若しくは窒化ケイ素短繊維
の繊維長は１０μ〜５ｃｍ、特に５０μ〜２０１１１程
度であることが好ましく、繊維径は０゜１〜２５μ、特
に０．１〜２０μ程度であることが好ましい。

尚本明ａ書に於けるバービンテージは繊維の体積率の表
現の場合を除き全て重量％であり、アルミニウム合金の
組成の表現に於ける「実質的にＡＩ」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
、３ｉ以外のＭ（］。

ＦｅＸＺｎ、Ｍｎ１Ｎｉ　、Ｔｉ　、Ｃｒ（Ｄ如キネ可
避的な金属元素の合計が１％以下であることを意味する
。更に水明ｍ占に於ける組成や温度に関する「以上」　
「以下」ｒ〜」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 炭化ケイ察知繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマ
トリックス金属とづ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、炭化ケイ素ホ
イスカ（東海カーボン株式会社製ｒトーカマックスＪ、
繊維長５０〜２００μ、繊緒径０．２〜０．５μ）を強
化１翰とし、ＡＩ　−Ｃｕ−８ｔ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％Ｑｕ／］合金とＡｌ−２５％３ｉ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＄１含有醋を有し残部が実質的にＡｌであるア
ルミニウム合金Ａｌ〜Ａ４２を形成した。次いで炭化ケ
イ素ボイス力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１図に示されている如く個
々の炭化ケイ素ボイス力１が実質的に三次元ランダムに
て配向され繊維体積率が３０％である３８ｘ１００Ｘ１
６ｎｖの繊維成形体２を形成した。次いでＩｌｉ帷成形
成形体２００℃に加熱し、しかる後第２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、該鋳型内に７１０℃のアルミニウム合金の溶湯５
を素早く注渇し。

該溶湯を約２００℃のプランジｖ６により１０００　ｋ
Ｑ／　０１’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覆るまで保持した。′
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繊維体積率が３０％である
複合材料を取出した。

表　　　　　１ 合金Ｎｏ、　　　Ｃｕ含有量（％）　　Ｓｉ含−ｆｆｉ
（％）Ａｌ　　　　　　　　１．　５２　　　　　　　
　　０．　０４Ａ２　　　　　　　１．　５０　　　　
　　　　　０．　５３Ａ３　　　　　　　１．　４９　
　　　　　　　　１．　０１Ａ４　　　　　　　１．　
４６　　　　　　　　　２．　０３Ａ５　　　　　　　
１．　４６　　　　　　　　　２．　９９Ａ６　　　　
　　　１．　４５　　　　　　　　　３．　９７Ａ７　
　　　　　　２．　０３　　　　　　　　　０．　０２
Ａ８　　　　　　　２．　０２　　　　　　　　　０．
　５１Ａ９　　　　　　　２．　００　　　　　　　　
　１．　０４ＡＩＯ１，９９２，０４ Ａｌ１　　　　　　１，９７　　　　　　　　　３．０
１Ａ、１２　　　　　１．９６　　　　　　　　　３．
９６Ａｌ３　　　　　３．０１　　　　　　　　　０．
０３ＡＩ４　　　　　３．０１　　　　　　　　　０．
５０ＡＩ５　　　　　３．００　　　　　　　　　１．
０１Ａｌ６　　　　　２．９８　　　　　　　　　２．
０２ＡＩ７　　　　　２．９７　　　　　　　　　２．
９８Ａｌ８　　　　　２，９５　　　　　　　　　４．
０１ＡＩ９　　　　　４．０４　　　　　　　　０．０
３Ａ２０　　　　　４．０３　　　　　　　　０．５４
Ａ２１　　　　　４．０１　　　　　　　　１．０２Ａ
２２　　　　　３．９９　　　　　　　　２．０３Ａ２
３　　　　　３．９８　　　　　　　　３．０１Ａ２４
　　　　　３．９６　　　　　　　３．９９Ａ２５　　
　　　５．０３　　　　　　　　０．０４△２６　　　
　　５．０３　　　　　　　０．５ＯＡ２７　　　　　
５．００　　　　　　　　０．９８Ａ２８　　　　　４
．９９　　　　　　　　１．９８Ａ２９　　　　　４．
９７　　　　　　　　２．９６△３０　　　　　４．９
５　　　　　　　３．９６Ａ３１　　　−６．０２　　
　　　　　　０．０４Ａ３２　　　　　６．０２　　　
　　　　　０．４７△３３　　　　　６．００　　　　
　　　　１．０ＯＡ３４　　　　　５．９７　　　　　
　　２．０２△３５　　　　　５．９７　　　　　　　
　３．０１Ａ３６　　　　　５．９７　　　　　　　　
３．９９Ａ３７　　　　　６．５１　　　　　　　　０
．０４Ａ３８　　　　　６，５０　　　　　　　０．５
２Ａ３９　　　　　６．４９　　　　　　　０．９６Ａ
４０　　　　６．４８　　　　　　　１．９７Ａ４１　
　　　　６．４６　　　　　　　２．９９△４２　　　
　６．４５　　　　　　　４．０１次いで各複合材料に
対し、５１０℃にて８時間にｎる溶体化処理と１６０℃
にて８時間に亙る人工時効処理を施した。次いで上述の
如く製造され熱処理が施された各複合材料より、長さ５
０１、幅１０ＩＩＩＩｌ、厚さ２ＩｌｌＩ１１の曲げ試
験片を切出し、各曲げ試験片について支点間距離４０Ｉ
ｌｌｌにて３点曲げ試験を行った。尚これらの曲げ試験
に於ては、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第３図に示す。尚第３図は上記
曲げ試験の結果に基づきＣｕ含有量をパラメータとして
Ｓｉ含有量（％）と複合材料の曲げ強さく　ｋｏ／　＋
ｕ２）との関係を表わしている。

第３図より、Ｃｕ含有量が１．５％及び６．５％である
複合材料の曲げ強さはＳｉ含有量が何れの値の場合にも
比較的低い値であり、Ｃｕ含有量が２〜６％である複合
材料の曲げ強さは３ｉ含有吊が０％及び４％である場合
を除きＣＬＩ含有檄が１．５％又は６．５％である複合
材料の曲げ強さに比してかなり高い値であり、従ってＣ
ｕ含有間は２〜６％であることが好ましいことが解る。

またＳｉ含有量が０．５〜３％である複合材料の曲げ強
さはＣｕ含有量が１．５％及び６．５％である場合を除
きＳｉ含有量が０％又は４％である複合材料の曲げ強さ
に比してかなり高い値であり、特にＣＬＩ含有世が２〜
４％と比較的低い値である場合には、複合材料の曲げ強
さは３ｉ含有屋が２％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有
量が５〜６％と比較的高い値である場合には、複合材料
の曲げ強さはＳｉ含有量が０．５〜１％である場合に最
大値となり、従って８１含有量は０．５〜３％であるこ
とが好ましいことが解る。

また第３図に示された多値は、体積率３０％の炭化ケイ
素ボイス力を強化繊維とし、在来の実用合金であるＪＩ
Ｓ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６０ｋｇ／ｍｍ２よりも遥かに高
い値であり、特にＣｕ含有量及び３ｉ含有予がそれぞれ
２〜６％、０．５〜３％である複合材料は上述の従来の
複合材料の約１．４倍〜約１．６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％の炭化ケイ
素ボイス力を強化繊維とし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ｆ４川は２〜６％であり、Ｓｉ
含有量は０．５〜３％であることが好ましいことが解る
。

実施例２ 炭化ケイ素不連続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■を行った。炭化ケイ素
不連続繊維それ自身を供給するメーカがないため、炭化
ケイ素連続繊Ｎ（日本カーボン株式会社製「ニカロン」
、繊維径１０〜１５μ）を約５＋＋ｕｓに切断すること
により炭化ケイ素不連続ｍｒａを形成し、該炭化ケイ素
不連続ｍ維の集合体に有機バインダとしてのポリビニル
アルコールを添加した後その集合体に対し圧縮成形を行
い、かくして得られた圧縮成形体７を第４図に示されて
いる如くステンレス鋼製のケース８内に充填し、圧縮成
形体をり−スごと大気中にて６００℃に１時間加熱する
ことによってポリビニルアルコールを消失させ、これに
より炭化ケイ素不連続繊維９よりなり８１１体積率が４
０％、２０％である３８Ｘ１００Ｘ１６ｍｍの繊維成形
体を形成した。この場合個々の炭化ケイ素不連続繊緒は
３８Ｘ１００＋ｕ＋の平面に平行な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。

次いで実施例１に於て形成されたアルミニウム合金Ａｌ
〜Ａ４２及び上述の如く形成された繊維成形体を使用し
て、実施例１の場合と同一の要領及び同一の条件の高圧
［！ｉにより炭化ケイ素不連続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し繊維体積率が４０
％及び２０％である複合材料を製造した。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１１１！を施し、各複合材料よりｍＨ配
向の二次元ランダム平面が５０Ｘ１０ｍｌｌｌの平面に
平行になるよう実施例１の場合と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。

これらの曲げ試験の結果をそれぞれ第５図及び第６図に
示す。尚第５図及び第６図はそれぞれ上記曲げ試験の結
果に基づきＣｕ含有量をパラメータとして３ｉ含有−量
（％）と複合相半［の曲げ強さく　ｋＱ／　ｍｎ＋＋！
　）との関係を表わしている。

第５図及び第６図より、炭化ケイ素不連続繊維の体積率
が４０％及び２０％の何れの場合に於ても、Ｃｕ含有量
が１．５％及び６．５％である複合材料の曲げ強さはＳ
ｉ含有量が何れの値の場合にも比較的低い値であり、Ｃ
ｕ含有量が２〜６％である複合材料の曲げ強さは３ｉ含
有邑が０％及び４％である場合を除きＣｕ含有量が１．
５％又は６．５％である複合材料の曲げ強さに比してか
なり高い値であり、従ってＣｕ含有量は２〜６％である
ことが好ましいことが解る。また炭化ケイ素不連続繊維
の体積率が４０％及び２０％の何れの場合に於ても、３
ｉ含有量が０．５〜３％である複合材料の曲げ強さはＣ
ｕ含有量が１．５％及び６．５％である場合を除きＳｉ
含有量が０％又は４％である複合材料の曲げ強さに比し
てかなり高い値であり、特にＣｕ含有量が２〜４％と比
較的低い値である場合には、複合材料の曲げ強さはＳｉ
含有量が２％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有論が５〜
６％と比較的高い値である場合には、複合材料の曲げ強
さはＳ１含有量が０．５〜１％である場合に最大値とな
り、従って３ｉ含有邑は０．５〜３％であることが好ま
しいことが解る。

また第５図及び第６図に示された８値は、それぞれ体積
率４０％、２０％の炭化ケイ素不連続繊維を強化ｍｏｗ
とし、在来の実用合金であるＪＴＳ規格ＡＣ４Ｃ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
６３ｋｇ／ｌｌｌ１１２．５５ｋｇ／−鵬２よ−りも遥
かに高い値であり、特にＣｕ含有量及びＳｉ含有量がそ
れぞれ２〜６％、０．５〜３％である複合材料は上述の
従来の複合材料のそれぞれ約１．６倍〜約１．８倍、約
１．４倍〜約１．６倍の曲げ強さを有していることが解
る。

これらの曲げ試験の結果より、繊維体積率４０％、２０
％の炭化ケイ素不連続繊維を強化繊維としＡＩ　−Ｑｕ
−３ｉ系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする
複合材料の場合にも、その強庶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２〜６％であり、Ｓｉ含有量は０．５〜３％である
ことが好ましいことが解る。

実施例３ 炭化ケイ素工連続ｍ雑の体積率が１５％に設定された点
を除き、一実施例２の場合と同一の要領及び条件にて製
造された複合材料について、実施例１の曲げ試験と同様
の曲げ試験を行った。この曲げ試験の結果を第７図に示
す。尚第７図は上記曲げ試験の結果に基づきＣｕ含有量
をパラメータとしてＳｉ含有量（％）と複合材料の曲げ
強さくｋｑ／ｌｌｌ１１２）との関係を表わしている。

第７図より、Ｃ０含有量が１．５％及び６．５％である
複合材料の曲げ強さはＳｉ含有量が何れの値の場合にも
比較的低い値であり、Ｃｕ含有間が２〜６％である複合
材料の曲げ強さはＳ１含有吊が０％及び４％である場合
を除きＣｕ含有量が１．５％又は６．５％である複合材
料の曲げ強さに比してかなり高い値であり、従ってＣＬ
Ｉ含有間は２〜６％であることが好ましいことが解る。

また３ｉ含有はが０．５〜３％である複合材料の曲げ強
さはＣｕ含有量が１．５％及び６．５％である場合を除
きＳｉ含有量が０％又は４％である複合材料の曲げ強さ
に比してかなり高い値であり、特にＣｕ含有間が２〜４
％と比較的低い値である場合には、複合材料の曲げ強さ
はＳｉ含有間が２％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有量
が５〜６％と比較的高い値である場合には、複合材料の
曲げ強さは３ｉ含有量が１％である場合に最大値となり
、従ってＳｉ含有間は０．５〜３％であることが好まし
いことが解る。′ また第７図に示された８値は、Ｓｉ含有聞が０％及び４
％である場合を除き、体積率１５％の炭化ケイ素不連続
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マトリックスとする複合
材料の曲げ強さ５３ｋｇ／　ｍｍ２よりも遥かに高い値
であり、特にＣｕ含有間及びＳｉ含有量がそれぞれ２〜
６％、０．５〜３％である複合材料は、Ｆ述の従来の複
合材料の約１．３倍〜約１．６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１５％の炭化ケイ
素不連続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の場
合にも、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２〜６％
であり、３ｉ含有量は０．５〜３％であることが好まし
いことが解る。

実施例４ 炭化ケイ素ホイスカの体積率が１０％、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
条件にて製造された複合材料について、実施例１の曲げ
試験と同様の曲げ試験を行った。これらの曲げ試験の結
果をそれぞれ第８図及び第９図に示す。尚第８図及び第
９図はそれぞれ上記曲げ試験の結果に基づきＣｕ含有量
をパラメータとして３ｉ含有量（％）と複合材料の曲げ
強さくｋ。

７ｍｍ２）との関係を表わしている。

第８図及び第９図より、炭化ケイ素ボイス力の体積率が
１０％及び５％の何れの場合に於ても、Ｃｕ含有量が１
．５％及び６．５％である複合材料の曲げ強さはＳ１含
有量が何れの値の場合にも比較的低い値であり、Ｃｕ含
有量が２〜６％である複合材料の曲げ強さはＳｉ含有間
が０％及び４％である場合を除きＣｕ含有量が１．５％
又は６゜５％である複合材料の曲げ強さに比してかなり
高い値であり、従ってＣｕ含右Ｂは２〜６％であること
が好ましいことが解る。また炭化ケイ素ボイス力の体積
率が１０％及び５％の何れの場合に於ても、３ｉ含有吊
が０．５〜３％である複合材料の曲げ強さはＣ１含有■
が１．５％及び６．５％である場合を除きＳｉ含有量が
０％又は４％である複合材料の曲げ強さに比してかなり
高い値であり、特にＣｕ含有間が２〜４％と比較的低い
値である場合には、複合材料の曲げ強さは３ｉ含有隋が
２％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有量が５〜６％と比
較的高い値である場合には、複合材料の曲げ強さは３ｉ
含有指が１％である場合に最大値となり、従って３ｉ含
有量は０．５〜３％であることが好ましいことが解る。

また第８図及び第９図に示された８値は、Ｓｉ含有量が
０％及び４％である場合を除き、それぞれ体積率１０％
、５％の炭化ケイ素ボイス力を強化繊維とし、在来の実
用合金であるＪＩＳ規格ＡＣ４Ｃのアルミニウム合金を
マトリックスとする複合材料の曲げ強さ５０　ｋｏ／ａ
ｍ２．４６　ｋＭｍｍ”よりも遥かに高い値であり、特
にＣｕ含有間及びＳｉ含有量がそれぞれ２〜６％、０．
５〜３％である複合材料は上述の従来の複合材料の約１
．３倍〜約１．５倍、約１．２倍〜約１．４倍の曲げ強
さを有していることが解る。

これらの曲げ試験の結果より、繊維体積率１０％、５％
の炭化ケイ素ボイス力を強化繊維とし△１−Ｃｕ−８ｉ
系のアルミニウム合金をマトリックス金属とする複合材
料の場合にも、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
２〜６％であり、Ｓｉ含有量は０．５〜３％であること
が好ましいことが解る。

以上の実施例１〜４より、炭化ケイ素短繊維を強化繊維
とする複合材料の強度を向上させるためには、炭化ケイ
素短繊維の体積率に拘らず、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２〜６％であり、Ｓ
ｉ含有量は０．５〜３％であることが好ましいことが解
る。

実施例５ 窒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、窒化ケイ素
ホイスカ（タテホ化学株式会社製窒化ケイ素ボイスカ、
平均繊維径１μ、平均線ａ艮１００μ）を圧縮成形する
ことにより、繊組体積率が４０％、３０％、２０％であ
り、個々のボイス力が三次元ランダムにて配向された繊
維成形体を形成した。

次いで実施例１に於て形成されたアルミニウム合金△１
〜Ａ４２及び上述の如く形成されたＩＩｉ帷成形成形体
用して、実施例１の場合と同一の要領及び同一の条件の
高圧鋳造により窒化ケイ素ボイス力を強化繊維どしアル
ミニウム合金をマトリックス金属とし繊維体積率が４０
％、３０％、２０％である複合材料を製造した。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の場合と同一寸法の曲げ試験片を切出し、各曲げ試験
片についＣ実施例１の場合と同一の要領及び条件に【曲
げ試験を行った。

これらの曲げ試験の結果をそれぞれ第１０図〜第１２図
に示す。尚第１０図及び第１２図はそれぞれ上記曲げ試
験の結果に基づきＣＩＪ含有最をパラメータとしてＳｉ
含有量（％）と複合材料の曲げ強さくｋｏ／ｌ１ｍ２）
との関係を表わしている。

第１０図〜第１２図より、窒化ケイ素ボイス力の体積率
が４０％、３０％及び２０％の何れ′の場合に於ても、
Ｃｕ含有量が１．５％及び６．５％である複合材料の曲
げ強さはＳｉ含有間が何れの値の場合にも比較的低い値
であり、ＣＩＪ含有吊が２〜６％である複合材料の曲げ
強さはＳｉ含有量が０％及び４％である場合を除きＣｕ
含有層が１゜５％又は６．５％である複合材料の曲げ強
さに比してかなり高い値であり、従ってＣＩＪ含有ｍは
２〜６％であることが好ましいことが解る。また炭化ケ
イ素不連続繊維の体積率が４０％、３０％及び２０％の
何れの場合に於ても、Ｓｉ含有量が０゜５〜３％である
複合材料の曲げ強さはＣｕ含有層が１．５％及び６．５
％である場合を除きＳｉ含有量が０％又は４％である複
合材料の曲げ強さに比してかなり高い値であり、特にＣ
ｕ含有間が２〜４％と比較的低い値である場合には、複
合材料の曲げ強さは８１含有量が２％の場合に最大値と
なり、Ｃｕ含有量が５〜６％と比較的高い値である場合
には、複合材料・の曲げ強さはＳｉ含有量が０．５〜１
％である場合に最大値となり、従って３ｉ含有量は０．
５〜３％であることが好ましいことが解る。

また第１０図〜第１２図に示された各位は、それぞれ体
積率４０％、３０％、２０％の窒化ケイ素ボイス力を強
化ｍｌ１１とし、在来の実用合金であるＪＩＳ規格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６０　ｋＱ／　１Ｕｎ２．５７　ｋ（Ｊ／Ｉ
１１．５３　ｋｇ／ｍｍ２よりも遥かに高い値であり、
特にＣｕ含有量及びＳｉ含有量がそれぞれ２〜６％、０
．５〜３％である複合材料は上述の従来の複合材料のそ
れぞれ約１．５倍〜約１゜８倍、約１．４倍〜約１．６
倍、約１．３倍〜約１．６倍の曲げ強さを有しているこ
とが解る。

これらの曲げ試験の結果より、繊維体積率４０％、３０
％、２０％の窒化ケイ素ボイス力を強化！ＩＮとしＡＩ
　−Ｃｕ−８ｉ系のアルミニウム合金をマトリックス金
属とする複合材料の場合にも、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
Ｃ１含有小は２〜６％であり、３ｉ含有量は０．５〜３
％であることが好ましいことが解る。

実施例６ 窒化ケイ素ホイスカの体積率が１０％、５％に設定され
た点を除き、実施例５の場合と同一の要領及び条件にて
製造された複合材料について、実施例１の曲げ試験と同
様の曲げ試験を行った。これらの曲げ試験の結果をそれ
ぞれ第１３図及び第１４図に示す。尚第１３図及び第１
４図はそれぞれ上記曲げ試験の結果に基づきＣｕ含有量
をパラメータとして３ｉ含有吊（％）と複合材料の曲げ
強さく　ｋ（１／　ｍｍ２　）との関係を表わしている
。

第１３図及び第１４図より、窒化ケイ素ホイスカの体積
率が１０％及び５％の何れの場合に於ても、Ｃｕ含有間
が１．５％及び６．５％である複合材料の曲げ強さは３
ｉ金含有が何れの値の場合にも比較的低い値であり、Ｃ
ｕ含有量が２〜６％である複合材料の曲げ強さはＳｉ含
有間が０％及び４％である場合を除きＣｕ含有量が１．
５％又は６，５％である複合材料の曲げ強さに比してか
なり高い値であり、従ってＣｕ含有量は２〜６％である
ことが好ましいことが解る。また窒化ケイ素ボイス力の
体積率が１０％及び５％の何れの場合に於ても、Ｓｉ含
有間が０．５〜３％である複合材料の曲げ強さはＣｕ含
有量が１．５％及び６゜５％である場合を除きＳｉ含有
量が０％又は４％である複合材料の曲げ強さに比してか
なり高い値であり、特にＣｕ−含有量が２〜４％、と比
較的低い値である場合には、複合材料の曲げ強さはＳｉ
含有間が２％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有量が５〜
６％と比較的高い値である場合には、複合材料の曲げ強
さはＳ１含有蟻が１％である場合に最大値となり、従っ
て３ｉ金含有は０．５〜３％であることが好ましいこと
が解る。

また第１３図及び第１４図に示された多値は、Ｓｉ含有
けが０％及び４％である場合を除き、体積率１０％、５
％の窒化ケイ素ｖＩ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マト
リックスとする複合材料の曲げ強さ４７　ｋｏ／ｌ１ｍ
２．４４　ｋｏ／ａｍ”よりも遥かに高い値であり、特
にＣｕ含有量及び３ｉ含有量がそれぞれ２〜６％、０．
５〜３％でる複合材料は上述の従来の複合材料の約１．
３倍〜約１゜５倍、約１．２倍〜約１．４倍の曲げ強さ
を有していることが解る。

これらの曲げ試験の結果より、繊維体積率１０％、５％
の窒化ケイ察知繊維を強化繊維としＡｌ−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
の場合にも、その強度を向−トさせるためには、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２
〜６％であり、Ｓｉ含有量は０．５〜３％であることが
好ましいことが解る。

以上の実施例５及び６より、窒化ケイ察知繊維を強化ｍ
ｗｔとする複合材料の強度を向上させるためには、窒化
ケイ素短繊維の体積率に拘らず、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２〜６％であり、
Ｓｉ含有潰は０．５〜３％であることが好ましいことが
解る。

実施例７ 炭化ケイ察知繊維と窒化ケイ素類ＩＪＡＭとよりなる複
合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った。

まず実施ａｉに於て使用された炭化ケイ素ホイスカと実
施例５に於て使用された窒化ケイ素ホイスカとを実質的
に１：１の重量比にて均一に混合し、該混合物に対し圧
縮成形を行うことにより、炭化ケイ素ホイスカ及び窒化
ケイ素ボイス力の体積率がそれぞれ１０％であり、全体
の体積率が２０％であり、炭化ケイ素ホイスカ及び炭化
なイ素不連続繊維が互いに均一に混合された状態にて三
次元ランダムに配向されたＩＩ輻成形体を形成した。

また炭化ケイ素ボイス力と窒化ケイ素ホイスカとを実質
的に３：１の重量比にて均一に混合し、該混合物に対し
圧縮成形を行うことにより、炭化ケイ素ホイスカの体積
率が２２．５％であり、窒化ケイ素ボイス力の体積率が
７．５％であり、全体の体積率が３０％であり、炭化ケ
イ素ボイス力及び窒化ケイ素ボイス力が互いに均一に混
合された状態にて三次元ランダムに配向された繊維成形
体を形成した。

次いでこれらの繊維成形体を用いて上述の実施例１の場
合と同一の要領及び条件にて炭化ケイ素ボイス力及び窒
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
トリックス金属とじ繊維体積率が２０％、３０％である
複合材料を製造した。

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。

これらの曲げ試験の結果をそれぞれ第１５図及び第１６
図に示す。尚第１５図及び第１６図はそれぞれ上記曲げ
試験の結果に基づきＣｕ含有量をパラメータとしてＳ１
含有量（％）と複合材料の曲げ強さくｋｏ／ｎ＋−２）
との関係を表わしている。

第１５図及び第１６図より、複合繊維の体積率が２０％
及び３０％の何れの場合に於ても、Ｃｕ含有量が１．５
％及び６．５％である複合材料の曲げ強さはＳｉ含有量
が何れの値の場合にも比較的低いｆ１１″ｃあり、Ｃｕ
含有量が２〜６％である複合材料の曲げ強さはＳｉ含有
量が０％及び４％である場合を除きＣｕ含有量が１．５
％又は６．５％である複合材料の曲げ強さに比してかな
り高い値であり、従って’ＣｕＣｕ含有量〜、６％であ
ることが好ましいことが解る。また複合ＡＩ維の体積率
が２０％及び３０％の何れの場合に於ても、Ｓｉ含有量
が０．５〜３％である複合材料の曲げ強さはＣｕ含有量
が１．５％及び６．５％である場合を除き８１含有婦が
０％又は４％である複合材料の曲げ強さに比してかなり
高い値であり、特にＣｕ含有量が２〜４％と比較的低い
値である場合には、複合材料の曲げ強さは３ｉ含有量が
２％の場合に最大値となり、Ｃｕ含有量が５〜６％と比
較的高い値である場合には、複合材料の曲げ強さは３ｉ
含有吊が０．５〜１％である場合に最大値となり、従っ
てＳｉ含有量は０．５〜３％であることが好ましいこと
が解る。

また第１５図及び第１６図に示された８値は、それぞれ
炭化ケイ素ボイス力及び窒化ケイ素ボイス力の体積比が
上記実施例にそれぞれ対応し全体の体積率がそれぞれ２
０％、３０％である炭化ケイ素ホイスカ及び窒化ケイ素
ボイス力よりなる複合繊維を強化繊維とし、在来の実用
合金であるＪｒｓ７ＪｉｌＡｃ４Ｇ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５４ｋｇ／ｕ
＋ｔ　、５９　ｋａ／■１よりも遥かに高い値であり、
特にＣｕ含有量及びＳ：含有量がそれぞれ２〜６％、０
゜５〜３％である複合材料は上述の従来の複合材料の約
１．３倍〜約１．５倍、約１．４倍〜約１゜６倍の曲げ
強さを有していることが解る。

これらの曲げ試験の結果より、体積率がそれぞれ１０％
の炭化ケイ素ホイスカ及び窒化ケイ素ホイスカよりなり
これらが均一に混合された複合繊維又は体積率が２２．
５％の炭化ケイ素ボイス力と体積率が７．５％の窒化ケ
イ素ボイス力とよりなりこれらが均一に混合された複合
繊維を強化繊維としＡＩ　−Ｑｕ−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の場合にも、
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２〜６％であり、
Ｓｉ含有量は０．５〜３％であることが好ましいことが
解る。

実施例８ 炭化ケイ素ボイス力及び窒化ケイ素ホイスカの体積率が
それぞれ２．５％、７．５％に設定され、全体の体積率
が１０％に設定された点を除き、実施例７の場合と同一
の要領及び条件にて製造された複合材料について、実施
例１の曲げ試験と同様の曲げ試験を行った。この曲げ試
験の結果・を第１７図に示す。尚第１７図は上記曲げ試
験の結果に基づきＣｕ含有量をパラメータとして３ｉ含
有量（％）と複合材料の曲げ強さくｋ（１／ｍ＋ｎｌ　
）との関係を表わしている。

第１７図より、Ｃｕ含有量が１．５％及び６゜５％であ
る複合材料の曲げ強さは３ｉ含有量が何れの値の場合に
も比較的低い値であり、Ｃｕ含有量が２〜６％である複
合材料の曲げ強さは３ｉ含有量が０％及び４％である場
合を除きＣｕ含有量が１．５％又は６．５％である複合
材料の曲げ強さに比してかなり高い値であり、従ってＣ
ＬＩ含有間は２〜６％であることが好ましいことが解る
。

また３ｉ含有量が０．５〜３％である複合材料の曲げ強
さはＣｕ含有量が１．５％及び６．５％である場合を除
きＳｉ含有量が０％又は４％である複合材料の曲げ強さ
に比してかなり高い値であり、特にＣＩＪ含有量が２〜
４％と比較的低い値である場合には、複合材料の曲げ強
さはＳｉ含有量が２％の場合に最大値となり、ＯＬ＋含
有量が５〜６％と比較的高い値である場合には、複合材
料の曲げ強さはＳｉ含有量が１％である場合に最大値と
なり、従ってＳｉ含有量は０．５〜３％であることが好
ましいことが解る。

また第１７図に示された８値はそれぞれ体積率２．５％
、７．５％の炭化ケイ素ボイス力及び窒化ケイ素短繊維
よりなる複合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４８　ｋｏ／　＋ｕｌｌよ
りも遥かに＾い値であり、特にＯＬ＋含有量及び３ｉ含
有量がそれぞれ２〜６％、０．５〜３％である複合材料
は上述の従来の複合材料の約１．３倍〜約１．５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、それぞれ繊維体積率２．５％
、７．５−％の炭化ケイ素ホ、イス力及び窒化ケイ素短
繊維よりなる複合ｍｓを強化繊維としＡｌ−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
料の場合にも、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２
〜６％であり、Ｓｉ含有量は０．５〜３％であることが
好ましいことが解る。

以上の実施例７及び８より、炭化ケイ衆知繊維と窒化ケ
イ素短繊維とよりなる複合繊維を強化繊維とする複合材
料の強度を向上させるためには、炭化ケイ素短繊維及び
窒化ケイ素短繊維の体積率及びそれらの混合比に拘らず
、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２〜６％であり、３ｉ含有量は０．５〜３％であ
ることが好ましいことが解る。

実施例９ 上述の各実施例よりアルミニウム合金のＣＩＪ含有量及
びＳｉ含有量はそれぞれ２〜６％、０．５〜３％である
ことが好ましいことが解ったので、強化繊維である炭化
ケイ素短繊維、窒化ケイ素短繊維及びそれらの複合繊維
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、Ｃｕ含有量が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をマ
トリックス金属とし、実施例１に於て使用された炭化ケ
イ素ボイス力、実施例５に於て使用された窒化ケイ素ボ
イス力、及び体積比１：１にて均一に混合された炭化ケ
イ素ボイス力及び窒化ケイ素ホイスカよりなる複合繊維
の各集合体より、繊維体積率が５％、１０％、１５％、
２０％、３０％、４０％、５０％であり、個々のホイス
カが三次元ランダムにて配向された複合材料８１〜ＢＹ
　、　Ｃ電〜Ｃｒ、Ｄ＋−Ｄマを実施例１の場合と同一
の要領及び条件にて製造し、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ＣＵ
含有量が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
・の場合と同一の条件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の場合と同一寸法の曲げ試
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件にて曲げ試験を行った。これらの
曲げ試験の結果を第１８図〜第２０図に示す。

第１８図〜第２０図より、ボイス力の種類に拘らず、繊
維体積率が０〜５％・の範囲に於ては、繊維体積率が増
大されても複合材料の曲げ強さは僅かしか増大せず、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、繊維体積率が５〜４０％の範囲に於ては、
ｍ雄体積率の増大に伴ない曲げ強さはほぼ直線的に大幅
に向上し、繊維体積率が４０％以上の範囲に於てはｍ雄
体積率が増大されても曲げ強さはそれほど向上しないこ
とが解る。従って強化繊維の体積率は、その種類に拘ら
ず、５〜５０％、特に５〜４０％であることが好ましい
ことが解る。

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図は個々の炭化ケイ素ホイスカが三次元ランダムに
て配向された繊維成形体を示す斜視図、第２図は第１図
に示された繊維成形体を用いて行われる高圧鋳造による
複合材料の製造の鋳造工程を示す解図、第３図は体積率
３０％の炭化ケイ素ボイス力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
果に基き、Ｃｕ含有量をパラメータとして３ｉ含有量と
複合材料の曲げ強さとの関係を示すグラフ、第４図は個
々の炭化ケイ素不連続繊維が二次元ランダムにて配向さ
れステンレス鋼製のケース内に充填された繊維成形体を
示す斜視図、第５図乃至第７図はそれぞれ繊維体積率が
４０％、２０％、１５％である炭化ケイ素不連続繊維に
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塞き、Ｃｕ含有間をパラメ
ータとしてＳｉ含有量と複合材料の曲げ強さとの関係を
示すグラフ、第８図及び第９図はそれぞれ繊維体積率が
１０％、５％である炭化ケイ素ボイス力にて強化された
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
げ試験の結果に基き、Ｃｕ含有量をパラメータとしてＳ
ｉ含有量と複合材料の曲げ強さとの関係を示すグラフ、
第１０図乃至第１４図はそれぞれ繊維体積率が４０％、
３０％、２０％、１０％、５％である窒化ケイ素ホイス
カ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き、Ｃｕ含有量をパ
ラメータとして３ｉ含有量と複合材料の曲げ強さとの関
係を示すグラフ、第１５図は互いに均一に混合された繊
維体積率１０％の炭化ケイ素ボイス力及び繊維体積率１
０％の窒化ケイ素ホイスカ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
に基き、Ｃｕ含有量をパラメータとして３ｉ含有出と複
合材料の曲げ強さとの関係を示すグラフ、第１６図は互
いに均一に混合された繊維体積率２２．５％の炭化ケイ
素ホイスカと繊維体積率７゜５％の窒化ケイ素ボイス力
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き、Ｃｕ含有量をパ
ラメータとして３ｉ含有量と複合材料の曲げ強さとの関
係を示すグラフ、第１７図は互いに均一に混合された繊
維体積率２．５％の炭化ケイ素ボイス力と繊維体積率７
．５％の窒化ケイ素ボイス力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
果に基ぎ、Ｃｕ含有間をパラメータとして３ｉ含有量と
複合材料の曲げ強さとの関係を示すグラフ、第１８図乃
至第２０図はそれぞれ炭化ケイ素ホイスカ、窒化ケイ素
ボイス力、体積比１：１の炭化ケイ素ボイス力及び窒化
ケイ素ホイスカ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き、繊
維体積率と複合材料の曲げ強さとの関係を示すグラフで
ある。 １・・・炭化ケイ素ホイスカ、２・・・繊維成形体、３
・・・鋳型１．４・・・モールドキャビティ、５・・・
アルミニウム合金の溶湯、６・・・プランジャ、７・・
・繊維成形体、８・・・ケース、−９・・・炭化ケイ素
不連続繊維特　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 第２図 第　３　図 ８１含有率（％） ９炭化ケイ素不連続繊維 第５図 Ｓ１含有率（％） ｖ３６図 第　７　図 第　８　図 ８１含有率（％） 第　９　図 ８１含有＄（％） 第１０図 第１１図 第１２　　図 ８１含有率（％） 第　１３　　図 ８１含有率（％） ｖ、１４　　図 第１５図 第１６　　図 ８１含有率（％） 第１７　　図 ８１含有率（％） 第１８図 炭化ケイ禁ボイスカの体積率（％） 第１９　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭化ケイ素短繊維及び窒化ケイ素短繊維の少なく
   とも一方を強化繊維とし、Ｃｕ含有量が２〜６％であり
   Ｓｉ含有間が０．５〜３％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炭化ケ
   イ素及び窒化ケイ素短繊維強化アルミニウム合金。
2. （２）特許請求の範囲第１項の炭化ケイ素及び窒化ケイ
   素短繊維強化アルミニウム合金に於て、前記炭化ケイ素
   短繊維若しくは前記窒化ケイ素短繊維の体積率は５〜５
   ０％であることを特徴とする炭化ケイ素及び窒化ケイ素
   短繊維強化アルミニウム合金。
3. （３）特許請求の範囲第２項の炭化ケイ素及び窒化ケイ
   素短繊維強化アルミニウム合金に於て、前記炭化ケイ素
   短繊維若しくは前記窒化ケイ素短繊維の体積率は５〜４
   ０％であることを特徴とする炭化ケイ素及び窒化ケイ素
   短繊維強化アルミニウム合金。