AlBeMet® AM162 圧延シート - 高強度・軽量ベリリウム-アルミニウム複合材
AlBeMet®金属マトリックス複合材は、Materion社が開発した材料で、ベリリウムの高弾性率・低密度特性とアルミニウムの加工性・機械的特性を兼ね備えています。鋼、アルミニウム、一般的なアルミニウム系金属マトリックス複合材と比較して、特定用途において大幅な性能優位性を提供します。
主な特長:
- 高比弾性率 (比剛性)
- 軽量化による性能向上
- -50℃〜150℃の温度範囲で熱的安定性
- 構造体製造と欠陥修復に容易な溶接性
- アルミニウムと同等の加工性
- より小型・シンプルな設計が可能
特性
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 密度 | 23.0℃ | 2.07 g/cm³ |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 弾性率 | 23.0℃ | 198 GPa | |
| 伸び | 23.0℃ | 5〜7% | |
| 疲労強度 | 23.0℃ | 207 MPa | 10⁷サイクル, R=-1, R.R. Moore回転曲げ |
| 平面歪み破壊靭性 | 23.0℃ | 11〜23 MPa·√m | |
| ポアソン比 | 23.0℃ | 0.17 | |
| 引張強度 | 23.0℃ | 379〜413 MPa | |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 23.0℃ | 276〜314 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 熱膨張係数 | 23.0℃ | 1.39×10⁻⁵ 1/K |
| 比熱容量 | 23.0℃ | 1465 J/(kg·K) |
| 熱伝導率 | 23.0℃ | 210 W/(m·K) |
電気的特性
| 特性 | 値 |
|---|---|
| 電気伝導率 (IACS比) | 49% IACS |
化学組成
| 元素 | 含有量 | 備考 |
|---|---|---|
| ベリリウム (Be) | 60〜64% | |
| 炭素 (C) | 0〜0.1% | |
| その他金属元素 | 0〜0.2% | 各元素それぞれ |
| 酸素 (O) | 0〜1% |
技術的特性
| 項目 | 内容 | |
|---|---|---|
| 用途 | 航空機・衛星の光学・構造部品、商業用途に広く使用。米軍F-35ライトニングII、F-16、ボeing AH-64アパッチ等の軍用機、150基以上の衛星 (航空電子機器、半導体実装) に採用実績あり。 | |
| 耐食性 | ベリリウムは600℃まで空気中で耐食性を示します。これは表面に密着性の高い酸化皮膜が形成されるためです。酸化物の体積は消費された金属より大きく、さらなる酸化を防ぐ効果的なバリアとなります。水中でも空気中と同様の耐食性を示します。600℃以下では酸化皮膜が保護します。水中の塩分、特に塩化物はベリリウムの腐食を劇的に加速させます。より反応性の低い金属と接触している場合、さらなる加速 (ガルバニック腐食) が起こります。 | |
| めっき | めっき対象表面は、めっき工程の全溶液とリンスで濡れる必要があります。欠陥なく電気接点を形成できる必要があります。特定表面部分への金属堆積量は、その部分に流れる電流に比例します。一方、部品形状がめっきコストと仕上げ品質に大きく影響することに注意が必要です。 | |
| 応力腐食割れ | Materion社のベリリウム製品・複合材と、欧州宇宙機関 (ESTEC) 材料研究所を含む独立研究機関が、AlBeMet® 162シートと押出製品の応力腐食試験を実施。ASTM G28-73試験法、Cリング応力腐食試験、2.5%塩化ナトリウム (NaCl) 溶液中で30日間曝露。結果、全試験片が30日間で破壊せず、その後の引張試験でも劣化なし。ESTEC/ESAはAlBeMet® 162の欧州宇宙機衛星構造材への使用を承認済み。 | |
| 加工性 | シート材の成形はアルミニウムと類似し、同じ工具と温度範囲が概ね適用可能ですが、より高い成形温度 (通常200℃以上/392°F) が必要です。成形速度はAlBeMet®材料でやや遅くなります。試験にはモーダル特性試験、軸方向・横方向静的荷重条件、予想される軸方向・横方向振動、衝撃荷重、熱サイクル荷重、ランダム振動試験が含まれます。最小板厚アルミニウム用途では、密度はガラス繊維とほぼ同等です。 | |
複合材料
- T300カーボンファイバーシート:繊維含有率68%、弾性率240GPa、引張強度3400MPa
- T700カーボンファイバーシート:繊維含有率68%、超高強度・軽量
- NP324 フェノールシート:低吸湿・高寸法安定性・優れた加工性
- NP324FR フェノールシート:難燃・低吸湿・高性能綿布積層板
- BP25NPP フェノール樹脂含浸細織綿布シート – 優れた寸法安定性と低吸湿性
- BP11MPN フェノール綿布ラミネートシート:中織綿の優れた性能
- NP515LS フェノールシート – 高温ガラスファブリックで信頼性の高い絶縁
- MC223 中目綿フェノールシート – 高性能複合材「マリンマイカルタ」
- NP313HT フェノールシート – 半導電性・低摩耗・高耐久性を実現
- MC507U シリコーンシート:産業用途向け高強度ユーティリティグレード材料
- AlBeMet® AM162 HIP: 高性能・軽量アルミニウム-ベリリウム複合材