(57)【要約】  本発明の実施形態は、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維、ガラス繊維、及び樹脂相溶剤を含み、上記の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維と上記のガラス繊維とのハイブリッド比は、１：４０〜３：５３である単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維に基づく層間ハイブリッド複合材料、及びその調製方法を開示した。当該複合材料は、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維との添加割合を制御することによって、高温状態で非常に優れた機械的特性を維持し、引張り能力を顕著に向上させることができ、航空宇宙製品などの劣悪環境での耐熱部品の製造に見事に適用できる。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維、ガラス繊維、及び樹脂相溶剤を含み、
前記単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維と前記ガラス繊維とのハイブリッド比は、１：４０〜３：５３であることを特徴とする単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維に基づく層間ハイブリッド複合材料。
【請求項２】
前記樹脂相溶剤は、エポキシ樹脂、ポリエチレンエラストマー、ポリプロピレンエラストマー、又はポリテトラフルオロエチレンエラストマーの中の１種又は複数種であることを特徴とする請求項１に記載の層間ハイブリッド複合材料。
【請求項３】
前記単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維と前記ガラス繊維とのハイブリッド比は、１：３８、２：４９、又は３：６１であることを特徴とする請求項１に記載の層間ハイブリッド複合材料。
【請求項４】
前記ガラス繊維の直径は、３〜６μｍであることを特徴とする請求項１に記載の層間ハイブリッド複合材料。
【請求項５】
前記層間ハイブリッド複合材料のハイブリッド敷層様式は、
前記ハイブリッド比に従って、対応する単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取して同じ幅の織物ユニットに編成し、前記織物ユニットを予め設定された方向と分布位置で、対応する層間ハイブリッド構造を形成することであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の層間ハイブリッド複合材料。
【請求項６】
前記予め設定された方向は、９０°方向であり、前記分布位置は、整列分布位置であることを特徴とする請求項５に記載の層間ハイブリッド複合材料。
【請求項７】
前記ガラス繊維は、アルミノホウ珪酸塩ガラス繊維であることを特徴とする請求項１に記載の層間ハイブリッド複合材料。
【請求項８】
単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を樹脂相溶剤に十分に浸潤するステップと、
予め設定された層間ハイブリッド構造に従って、前記十分に浸潤した単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を引いて対応するワイヤガイド穴を通過するステップと、
前記ワイヤガイド穴によって、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を有するハイブリッド繊維を形成するステップと、
前記固定型内のハイブリッド繊維を加熱・硬化し、前記層間ハイブリッド複合材料を調製するステップと
を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の層間ハイブリッド複合材料を調製する調製方法。
【請求項９】
前記樹脂相溶剤は、エポキシ樹脂であり、前記加熱硬化温度は、２００〜２３０℃であることを特徴とする請求項８に記載の調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無機繊維材料の分野に関し、特に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維に基づく層間ハイブリッド複合材料及びその調製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維は、結晶型がα型であるアルミナであり、粒度分布が均一で純度が高く、高分散で低比表面積、耐高温という不活性などの特性を有するため、各種のプラスチック、ラバー、セラミック、耐火材料などの製品の補強・増靭に広く適用でき、特に、セラミックの緻密性、光沢性、冷・熱疲労性、破断靭性、抗クリープ耐性、及び高分子材料製品の耐磨耗性を顕著に向上させる。
【０００３】
無機繊維材料は、一つの高性能繊維であり、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維などを含み、ウィスカー又は連続繊維として形成された無機化合物である。これらの無機化合物はその材料構造上の特徴のため、有機繊維材料が有しない若干な非常に優れた性能を有し、例えば、応力下で小さな歪だけが引き起こされ、比較的高い温度でも依然として高い強度を維持できる。
【０００４】
異なるタイプの無機繊維材料は異なる性能を有し、機械的特性の面で同時に満たすことはできない。そして、一部の無機繊維材料はその単体が高価で、製造コストの面で一定の制限がある。そのため、従来技術において、一般的には多種の異なるハイブリッド手段によって、異なる無機繊維の組成、割合及び複合構造を変更し、異なる性能の複合繊維材料、又は機械的特性と製造コストが総合的に優れた複合材料を得ることが行われていた。
【０００５】
本出願者は本発明を実現する過程において、靭性又は耐ショック強度の性能を向上させるために、通常に単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維結晶体を金属ベースの補強材として選択して使用することを発現した。
【０００６】
しかし、最終に合成された複合材料はその性能変化が予測できないから、繊維複合材料の引張性能を最大化させるために単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の添加量をどのように調整するかは、解決しようとする切実な課題になってきた。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態において主に解決した課題は、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の層間ハイブリッド複合材料の引張性能を最大限に向上させる課題を解決できる、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維に基づく層間ハイブリッド複合材料及びその調製方法を提供することにある。
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の実施形態の１つの態様においては、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維、ガラス繊維、及び樹脂相溶剤を含み、前記単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維と前記ガラス繊維とのハイブリッドは１：４０〜３：５３である単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維に基づく層間ハイブリッド複合材料を提供することにある。
【０００９】
任意的に、前記樹脂相溶剤は、エポキシ樹脂、ポリエチレンエラストマー、ポリプロピレンエラストマー、又はポリテトラフルオロエチレンエラストマーの中の１種又は複数種である。
【００１０】
任意的に、前記単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維と前記ガラス繊維とのハイブリッド比は、１：３８、２：４９、又は３：６１である。
【００１１】
任意的に、前記ガラス繊維の直径は、３〜６μｍである。
【００１２】
任意的に、前記層間ハイブリッド複合材料のハイブリッド敷層様式は、前記ハイブリッド比に従って、対応する単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取して同じ幅の織物ユニットに編成し、前記織物ユニットを予め設定された方向と分布位置で、対応する層間ハイブリッド構造を形成する。
【００１３】
任意的に、前記予め設定された方向は、９０°方向であり、前記分布位置は、揃った分布位置である。
【００１４】
任意的に、前記ガラス繊維は、アルミノホウ珪酸塩ガラス繊維である。
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明の実施形態のもう１つの態様においては、以上のような層間ハイブリッド複合材料を調製する調製方法であって、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を樹脂相溶剤に十分に浸潤するステップと、予め設定された層間ハイブリッド構造に従って、前記十分に浸潤した単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を引いて対応するワイヤガイド穴を通過するステップと、前記ワイヤガイド穴によって、固定型において対応する層間ハイブリッドにより形成されたハイブリッド繊維を形成するステップと、前記固定型内のハイブリッド繊維を加熱・硬化し、前記層間ハイブリッド複合材料を調製するステップと、を含む調製方法を提供することにある。
【００１６】
任意的に、前記樹脂相溶剤は、エポキシ樹脂であり、前記加熱硬化温度は、２００〜２３０℃である。
【００１７】
本発明の実施形態は、従来技術の場合と異なって、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を基材としてハイブリッドする複合材料を提供した。単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維との添加割合を制御することによって、高温状態で非常に優れた機械的特性を維持し、引張り能力を顕著に向上させることができ、航空宇宙製品などの劣悪環境での耐熱部品の製造に見事に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る層間ハイブリッド複合材料の調製方法のフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態によって提供された単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の目的、手段及び利点をより一層明らかにするように、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。ここで記載された具体的な実施例は、本発明を釈明するためのものだけであり、本発明がこれに制限されないことは理解されるべきである。また、後述する本発明の異なる実施形態に係る技術特徴同士は、矛盾しない限り、お互いに組み合わせることができる。
【００２０】
図１は本発明の実施例によって提供された層間ハイブリッド複合材料の調製方法である。図１に示すように、当該調製方法は、以下のようなステップを含んでもよい。
【００２１】
１１０    単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を樹脂相溶剤に十分に浸潤する
上記の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維は、一定の長径比を有する単結晶アルミナウィスカーであり、高い融点、強度、耐磨耗量と耐腐食性を有するため、セラミック、金属、プラスチック、及びラバーの補強成分として好適である。金属ベースに単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を加えると、製品の屈曲弾性率、引張強度、サイズ安定性、及び熱歪温度を顕著に向上できる。本実施例において、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維は、チョクラルスキー法、キロプロス法、ＥＦＧ法、熱交換法、温度勾配法、又は配向結晶法などによって調製することができる。
【００２２】
本実施例において、採取された単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を直接に導電性ゲルの上に置き、動作電圧１５ＫＶ、拡大倍数２０００倍という条件でＳＥＭ試験を行って得られた単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の形態図を図２のように示す。図２から分かるように、当該単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維ウィスカーの形状は不規則的な線状であり、高い長径比を有するが、その直径分散は均一でない。また、この電子顕微鏡写真から分かるように、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維ウィスカーの表面は比較的粗く成型し、異なる直径の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維ウィスカーに基づいて、後のガラス繊維補強にさらに良好に適用できる。
【００２３】
引張強度とインパクト強度の両方とも高くて、化学的な性能が安定であり、化学的な腐食などの問題が生じにくい。本実施例において、基材としていずれの適正なタイプのガラス繊維を選んで使用してもよい。好ましくは、複合材料が要するコストを低減するために、アルミノホウ珪酸塩ガラス繊維を選んで使用してもよい。
【００２４】
上記の樹脂相溶剤は、複合材料に結合能力を与え、２種類の繊維をハイブリッドする結合剤である。具体的には、いずれのタイプの、バインダー機能を有する各種の異なるタイプの樹脂相溶剤を使用してもよい。
【００２５】
一部の実施例において、上記の樹脂相溶剤は、エポキシ樹脂、ポリエチレンエラストマー、ポリプロピレンエラストマー、又はポリテトラフルオロエチレンエラストマーから選ばれた１種又は複数種であってもよい。
【００２６】
もちろん、この樹脂相溶剤は実際に使用する際に、より良い使用効果を実現するために、他の有機化合物と組み合わせても良い。例えば、樹脂相溶剤としてマレイン酸グラフトポリエチレンエラストマーを使用し、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維及びガラス繊維との相溶性を増えてもよい。
【００２７】
本実施例において、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維とのハイブリッド比は、最終に得られた複合材料が所望の機械的特性を有することを確保するように、１：４０〜３：５３の範囲にある必要がある。
【００２８】
単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を補強成分として複合材料に添加又はハイブリッドする場合、その添加量は通常１０％以上である。また、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の添加量の増加に伴い、複合材料は、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維による特性（例えば耐高温、耐ショック性能が強い）をより多く有し、基材としての金属ベース繊維又は金属基材の機械的特性（例えば屈曲性能、引張性能）を低減することができる。
【００２９】
ところが、本実施例において、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維のハイブリッド比を１０％より遥かに低い区間に制限し、同じく無機繊維に属するガラス繊維とハイブリッドする場合、驚いたところに、複合材料は単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維による良好な耐熱性を備えるとともに、機械的特性が過度に低減されることなく、引張性能と屈曲性能が依然として比較的良いレベルに維持できることが発見された。
【００３０】
層間ハイブリッドの時の複合材料の相溶性を確保するために、特に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の添加量が比較的小さい場合、一部の実施例において、上記の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の直径が０．５〜１．２μｍの範囲に制御される。好ましくは、０．７〜０．９μｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維をさらに選んで使用してもよい。それに応じて、選択して使用される上記のガラス繊維の直径は３〜６μｍである。もちろん、基材としてのガラス繊維は３〜６μｍに制限されなく、より大きな繊維直径の範囲から選択してもよい。
【００３１】
１２０    予め設定された層間ハイブリッド構造に従って、上記の十分に浸潤した単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を引いて対応するワイヤガイド穴を通過する
従来技術において、層間ハイブリッドは複合材料の汎用なハイブリッド様式である。層間ハイブリッドは、実際な需要又は好みに応じて、多種の異なるタイプの具体的なハイブリッド構造を使用し、特定のハイブリッド比の要求を満たしてもよい。
【００３２】
一部の実施例において、この層間ハイブリッド構造の具体的な敷設様式は、まず、上記のハイブリッド比に従って対応する単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取し、同じ幅の織物ユニットに編成した。その後、上記の織物ユニットを予め設定された方向と分布位置で、対応する層間ハイブリッド構造を形成することである。
【００３３】
これで、織物ユニットにおける単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維の数量比を調整することにより、対応して複合材料におけるハイブリッド比を調整できる。
【００３４】
上記の予め設定された方向及び分布位置とは、織物ユニットのハイブリッド敷層における具体的な編成仕様を指す。
【００３５】
図２は本発明の実施例によって提供された複合材料の横断面構造の模式図である。図２に示すように、黒い中実部分は、織物ユニットが縦方向にカットされたことを示し、白い部分は、織物ユニットが横方向にカットされたことを示す。一部の実施例において、上記の予め設定された方向は９０°方向であり、上記の分布位置は揃った分布位置であり、これによって、この織物ユニットは図２に示すようなハイブリッド構造を形成する。
【００３６】
この層間ハイブリッド構造は層同士の交ぜ織り構造であり、複合材料に与えられた強い引張性能は、上記の構造における繊維の摩擦力によるものかである。その内部に単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を少量に添加することは、高温状態で層間ハイブリッドの間のボイドを充填して複合材料に比較的良い耐高温性能を持たせることができる。
【００３７】
１３０    上記のワイヤガイド穴によって、固定型において対応する層間ハイブリッド構造により形成されたハイブリッド繊維を形成する
ワイヤガイド穴は、ワイヤガイドプレートに設けられた貫通穴である。繊維が引かれて異なるワイヤガイド穴を通過すると、ラップして対応する層間ハイブリッド構造に編成できる。引く動力は、対応する動力機構によって与えてもよい。例えば、対応する引く構造で、一定の速度でこれらの繊維を引いて織物ユニットを形成し、さらに対応する複合材料を形成しても良い。
【００３８】
一部の実施例において、複合材料を成功に調製できることを確保するために、上記のワイヤガイド穴にさらに余分な樹脂相溶剤を掻き除くための樹脂掻除装置を設けてもよい。
【００３９】
１４０    上記の固定型におけるハイブリッド繊維を加熱・硬化し、上記の層間ハイブリッド複合材料を調製する。
【００４０】
対応する編成構造を有するハイブリッド繊維を得た後、樹脂相溶剤に対して対応する加熱・硬化フローを行うと、所望の複合材料を調製できる。具体的には、この複合材料は複数の異なるタイプの材料、例えばコア材又は型材として製造できる。
【００４１】
具体的な加熱・硬化パラメータは、ステップ１１０において使用された樹脂相溶剤によって決められた。例えば、エポキシ樹脂を樹脂相溶剤として使用する場合、加熱・硬化パラメータにおける加熱温度を２００〜２３０℃に制御する。
【００４２】
本実施例において、上記した引張って成型する調製方法に適合し、複合材料を一定の半径を有するコア材として製造し、後の使用又は試験に供する。
【００４３】
以下、具体的な実施例に基づいて、本発明の実施例によって開示された複合材料コア材の調製過程を詳細に記載する。
【実施例１】
【００４４】
まず、適量のエポキシ樹脂を量り取ってガラス反応容器に置き、９５℃で５分間加熱して溶融させ、その中にジメチルイミダゾール及び硬化剤を加えた後、均一になるまで撹拌し、樹脂相溶剤を製造して予備した。
【００４５】
次に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を上記ステップで製造された樹脂相溶剤に十分に浸潤した。
【００４６】
そして、１：３８のハイブリッド比に従って、対応する本数の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取し、引張りによって同じ幅を有する織物ユニットに編成した。その過程において、織物ユニットも引張りによって、対応するワイヤガイド穴を通過し、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を形成した。
【００４７】
最後に、２００〜２３０℃の温度で固定型内の混合繊維を３分間加熱・硬化し、直径５．００ｍｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料を調製した。
【実施例２】
【００４８】
まず、適量のエポキシ樹脂を量り取ってガラス反応容器に置き、９５℃で５分間加熱して溶融させ、その中にジメチルイミダゾール及び硬化剤を加えた後、均一になるまで撹拌し、樹脂相溶剤を製造して予備した。
【００４９】
次に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を上記ステップで製造された樹脂相溶剤に十分に浸潤した。
【００５０】
そして、２：４９のハイブリッド比に従って、対応する本数の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取し、引張りによって同じ幅を有する織物ユニットに編成した。その過程において、織物ユニットも引張りによって、対応するワイヤガイド穴を通過し、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を形成した。
【００５１】
最後に、２００〜２３０℃の温度で固定型内の混合繊維を３分間加熱・硬化し、直径５．００ｍｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料を調製した。
【実施例３】
【００５２】
まず、適量のエポキシ樹脂を量り取ってガラス反応容器に置き、９５℃で５分間加熱して溶融させ、その中にジメチルイミダゾール及び硬化剤を加えた後、均一になるまで撹拌し、樹脂相溶剤を製造して予備した。
【００５３】
次に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を上記ステップで製造された樹脂相溶剤に十分に浸潤した。
【００５４】
そして、３：６１のハイブリッド比に従って、対応する本数の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取し、引張りによって同じ幅を有する織物ユニットに編成した。その過程において、織物ユニットも引張りによって、対応するワイヤガイド穴を通過し、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を形成した。
【００５５】
最後に、２００〜２３０℃の温度で固定型内の混合繊維を３分間加熱・硬化し、直径５．００ｍｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料を調製した。
【実施例４】
【００５６】
まず、適量のエポキシ樹脂を量り取ってガラス反応容器に置き、９５℃で５分間加熱して溶融させ、その中にジメチルイミダゾール及び硬化剤を加えた後、均一になるまで撹拌し、樹脂相溶剤を製造して予備した。
【００５７】
次に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を上記ステップで製造された樹脂相溶剤に十分に浸潤した。
【００５８】
そして、１：１０のハイブリッド比に従って、対応する本数の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取し、引張りによって同じ幅を有する織物ユニットに編成した。その過程において、織物ユニットも引張りによって、対応するワイヤガイド穴を通過し、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を形成した。
【００５９】
最後に、２００〜２３０℃の温度で固定型内の混合繊維を３分間加熱・硬化し、直径５．００ｍｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料を調製した。
【実施例５】
【００６０】
まず、適量のエポキシ樹脂を量り取ってガラス反応容器に置き、９５℃で５分間加熱して溶融させ、その中にジメチルイミダゾール及び硬化剤を加えた後、均一になるまで撹拌し、樹脂相溶剤を製造して予備した。
【００６１】
次に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を上記ステップで製造された樹脂相溶剤に十分に浸潤した。
【００６２】
そして、１：２０のハイブリッド比に従って、対応する本数の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取し、引張りによって同じ幅を有する織物ユニットに編成した。その過程において、織物ユニットも引張りによって、対応するワイヤガイド穴を通過し、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を形成した。
【００６３】
最後に、２００〜２３０℃の温度で固定型内の混合繊維を３分間加熱・硬化し、直径５．００ｍｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料を調製した。
【実施例６】
【００６４】
まず、適量のエポキシ樹脂を量り取ってガラス反応容器に置き、９５℃で５分間加熱して溶融させ、その中にジメチルイミダゾール及び硬化剤を加えた後、均一になるまで撹拌し、樹脂相溶剤を予め製造した。
【００６５】
次に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を上記ステップで製造された樹脂相溶剤に十分に浸潤した。
【００６６】
そして、１：５のハイブリッド比に従って、対応する本数の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維とガラス繊維を採取し、引張りによって同じ幅を有する織物ユニットに編成した。その過程において、織物ユニットも引張りによって、対応するワイヤガイド穴を通過し、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を形成した。
【００６７】
最後に、２００〜２３０℃の温度で固定型内の混合繊維を３分間加熱・硬化し、直径５．００ｍｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料を調製した。
【実施例７】
【００６８】
まず、適量のエポキシ樹脂を量り取ってガラス反応容器に置き、９５℃で５分間加熱して溶融させ、その中にジメチルイミダゾール及び硬化剤を加えた後、均一になるまで撹拌し、樹脂相溶剤を製造して予備した。
【００６９】
次に、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を上記ステップで製造された樹脂相溶剤に十分に浸潤した。
【００７０】
そして、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を引張りによって同じ幅を有する織物ユニットに編成した。その過程において、織物ユニットも引張りによって、対応するワイヤガイド穴を通過し、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を形成した。
【００７１】
最後に、２００〜２３０℃の温度で固定型内の混合繊維を３分間加熱・硬化し、直径５．００ｍｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料を調製した。
【実施例８】
【００７２】
まず、適量のエポキシ樹脂を量り取ってガラス反応容器に置き、９５℃で５分間加熱して溶融させ、その中にジメチルイミダゾール及び硬化剤を加えた後、均一になるまで撹拌し、樹脂相溶剤を製造して予備した。
【００７３】
次に、ガラス繊維を上記ステップで製造された樹脂相溶剤に十分に浸潤した。
【００７４】
そして、ガラス繊維を引張りによって同じ幅を有する織物ユニットに編成した。その過程において、織物ユニットも引張りによって、対応するワイヤガイド穴を通過し、固定型において対応する層間ハイブリッド構造を形成した。
【００７５】
最後に、２００〜２３０℃の温度で固定型内の混合繊維を３分間加熱・硬化し、直径５．００ｍｍの単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料を調製した。
【実施例９】
【００７６】
長さ５〜１０ｃｍの、実施例１〜８でそれぞれ調製された繊維ハイブリッド複合材料のコア材に対して機械的特性分析を行い、従来の通常市販された炭素繊維とガラス繊維をハイブリッドした複合材料をコントロールグループとした。
【００７７】
その中、上記の機械的特性分析は、引張性能、ずり性能、屈曲性能及び超高温（１２００℃まで加熱）での引張性能の損失を含む。上記の機械的特性分析の結果における各項目は、いずれも中国国家規格に準じた引張強度、層間ずり強度及び曲げ強度の標準試験方法の試験によって得られてもよく、対応して複合材料の引張性能、ずり性能、屈曲性能及び耐高温性能を示す。
【００７８】
上記の８つの実施例とコントロールグループの機械的特性分析の詳細を以下の表に示す。
【００７９】
2022501291.tif 000003
【００８０】
１）実施例１、２、３とコントロールグループとの比較から分かるように、割合が比較的低い単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を添加すると、得られた単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料は、耐高温性能と引張強度とも大幅に向上し、総合的な機械的特性が比較的好ましい。
【００８１】
２）実施例１、２、３と実施例４、５、６との比較から分かるように、一方、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の添加割合が比較的高い場合より、添加割合が比較的低い区間にある場合、その引張性能が遥かに良い。
【００８２】
もう一方、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維の割合の増加に伴って、引張性能もそれに応じて向上したが、曲げ強度が低下していた。このような現象は、比較的少量の単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を加えた場合、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維がガラス繊維基材においてより自在又はばらつきの配列を実現し、層間ハイブリッド構造に挿入し、引張強度と曲げ強度との間の割合係数を増加することができるためである。そのため、添加割合が極めて低い範囲にある場合、比較的良い総合的な機械的特性を有する。
【００８３】
３）実施例１、２、３、８とコントロールグループとの比較から分かるように、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維を添加すると、単結晶α−Ａｌ２Ｏ３繊維層間ハイブリッド複合材料の耐高温性能が顕著に向上した。超高温の状態では依然として比較的良い強度を維持でき、引張強度の過度損失はない。
【００８４】
以上に記載されたのは本発明の実施形態だけであり、本発明の特許範囲はこれに制限されるものではない。本発明の明細書及び添付図面によって成された等価な構造や等価なフロー変換、又は他の関連技術分野における直接又は間接的な適用は、同じ理由で本発明特許の保護範囲に含まれる。
【図１】
2022501291.tif 000004
【図２】
2022501291.tif 000005
【国際調査報告】
2022501291.tif 000006
2022501291.tif 000007
2022501291.tif 000008
2022501291.tif 000009