[发明专利]金属被膜的形成方法及航空航天结构部件

说明书

技术领域

本发明涉及金属被膜的形成方法及形成有金属被膜的航空航天结构部件。

背景技术

作为航空器等的结构部件，使用含有纤维强化塑料等树脂的树脂基复合材料或铝合金等。树脂基复合材料含有导电性低的树脂作为母材，因此，在例如用于航空器主翼结构体的情况下，为了具有防雷性，在表面上形成有具有导电性的层(防雷层)。作为在树脂基复合材料表面形成防雷层的方法，已知有在形成树脂基复合材料的同时加热胶粘铜箔的方法。

但是，在树脂基复合材料表面同时加热胶粘铜箔的上述方法，由于将热膨胀系数不同的树脂与铜箔粘合，因此密合性差，不能在树脂基复合材料表面大面积地粘合铜箔。另外，在树脂基复合材料表面粘合薄铜箔的操作也具有在技术上难于实现的问题。

因此，采用冷喷涂法形成金属被膜引起关注(例如，非专利文献1及非专利文献2)。冷喷涂法是指，将金属粒子投入温度低于原料金属的熔点或软化温度的气体中，使该气流成为超音速流而使金属粒子加速，直接在固相状态下以高速碰撞金属，由此使金属粒子塑性变形并集聚、堆积，从而形成金属被膜。冷喷涂法是不利用火焰或等离子体等高温热源来熔化金属粒子，而能够在常温下形成被膜的方法，因此，是形成易于被氧化的纯金属的被膜的有效方法。

非专利文献2中公开有，通过喷射压力为1MPa以下的低压型冷喷涂法来形成纯Al被膜的技术。

非专利文献1：榊和彦，“コ一ルドスプレ一の概要ならびにそ的軽金属被膜”，軽金属(《轻金属》)，第56卷，第7号，2006年，第376-385页

非专利文献2：小川和洋等，“低压型コ一ルドスプレ一により施工した純Al被膜的機械的特性評価”，日本溶射协会第85次(2007年度春季)演讲大会概要集，演讲序号214

发明内容

通过冷喷涂法形成被膜时，为了易于形成被膜，一般需要使用粒径为50μm以下的粒径一致的球状微粒。但是，若使用球状微粒，则存在的问题是，堆积效率差(被膜形成速度慢)，只在适当的条件下形成被膜，以树脂基复合材料作为基材的情况下表面碎裂，粒径一致的球状微粒价格高。特别是在通过喷射气体的压力低的低压型冷喷涂法来形成被膜的情况下，由于球状微粒在被膜成为一定程度的膜厚时产生剥离，因此也具有只能形成薄膜的问题。

另外，冷喷涂法中，为提高堆积效率，将混合有氧化铝粒子的投射粒子用于金属粒子而以高速形成被膜，但是这不适于形成要求导电性的被膜的情况。

本发明正是鉴于这样的情况而进行，提供使用简易的冷喷涂装置而以高速形成金属被膜的方法、及通过冷喷涂法形成有金属被膜的航空航天结构部件。

为解决上述课题，本发明提供一种金属被膜的形成方法，其通过冷喷涂法向基材表面投射由金属构成的非球状的异形粒子，从而在所述基材表面形成金属被膜。

本发明的金属被膜的形成方法使用非球状的异形粒子作为投射金属粒子。本发明的非球状的异形粒子为例如树枝状粒子、薄片状粒子等。“树枝状粒子”是指具有分支形状的粒子，“薄片状粒子”是指具有如扁平的板的形状的粒子。向基材表面投射非球状的异形粒子时，与球状粒子相比，粒子更易于相互缠结，因此易于集聚、堆积，从而提高被膜形成速度。特别是在将树脂基复合材料作为基材的情况下，可以抑制基材表面的碎裂。因此，能够以高速形成密合性优良的金属被膜。另外，若使用冷喷涂法，则不会使金属氧化，而能够形成纯金属的被膜。本发明的金属被膜的形成方法对于形成膜厚为0.5mm以上的厚度的金属被膜的情况特别有效。

在上述发明中，所述金属被膜的形成速度优选为5μm/秒以上。若金属被膜的形成速度处于上述范围，则能够以高生产率形成被膜。

在上述发明中，所述金属也可以为铜。若使用冷喷涂法，则能够使例如适用于航空器主翼结构体的防雷层的铜被膜不发生氧化地形成。

另外本发明提供使用上述的金属被膜的形成方法而在表面形成有金属被膜的航空航天结构部件。

若使用本发明的金属被膜的形成方法，则能够得到金属不发生氧化而形成有金属被膜的航空航天结构部件。特别是在含有纤维强化塑料等树脂的树脂基复合材料上形成金属被膜的情况下，不易受到因基材表面碎裂造成的损伤，因此有利。形成的金属被膜与基材的密合性优良且具有高的被膜强度，因此能够适用于航空器主翼结构体的防雷层等。

发明效果

根据本发明，能够抑制基材表面的碎裂，并以高速在基材上形成密合性优良的金属被膜。

附图说明

图1为说明本实施方式的金属被膜的形成方法的概略图。

标号说明

10冷喷涂装置

11加热器