JPH0274669A - 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法 - 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〉 本発明は炭素繊維で強化された炭素材料に関し、特に、
航空・宇宙産業の分野あるいは原子炉用部材等の高温雰
囲気において繰返し使用に耐える耐酸化性炭素繊維強化
炭素材料に関する。

〈従来の技術〉 炭素材料は、その応用の歴史的過程からも明らかなよう
に、電気・熱の良導体であると同時に無比の耐熱性、耐
食性、潤滑性など数多くのユニークな物理的・化学的な
性質を持っており、人造黒鉛電極、冶金用炭素・黒鉛製
品、放′宸加工電極１．電気用ブラシ、機械用炭素製品
など広範囲の分野に用いられている。

炭素繊維で強化された炭素材料（以下、Ｃ／Ｃコンポジ
ットという）は、そのなかでも特に比強度が大きく、炭
素材料の持つ特性も兼ね備えているため、従来の炭素材
料では適用できない部位、例えばロケットのノーズコー
ンやノズルなどへの適用が可能となる。

しかしながら、Ｃ／Ｃコンポジットを含めて炭素材料は
、一般に５００℃程度から酸化を受け、それ自身の持つ
すぐれた物理的・化学的性質が低下するため、高温大気
中での使用はごく短時間のものを除き不可能であった。

　この現象を防止するために、従来から炭素材料の耐酸
化処理方法については種々の検討がなされてきた。

それらの方法のなかで、化学気相蒸着法（以下、ＣＶＤ
法という）による炭素材料へのセラミック被覆は最も一
般的に行われている方法の一つであり、この方法により
緻密な皮膜を得ることができる。　また、この方法によ
れは、炭化けい素、炭化チタン、炭化ハフニウム、炭化
タンタル等の炭化物、窒化チタン、窒化ほう素、窒化ジ
ルコニウム等の窒化物、アルミナ、ジルコニア等の酸化
物、その他ほう化物の被覆を行うことができる。

しかしながら、この方法では基材となる炭素材料の温度
を１０００℃前後にまで加熱しなければならない場合が
多く、基材の冷却時に表面のセラミック皮膜が剥離した
り割れを起こすことが多かった。　これは、基材と析出
させるセラミック間の熱膨張率の差が大きいため最大ひ
ずみが追随できないことが原因であり、基材の熱膨張率
を、析出させるセラミックとほぼ同程度にすることによ
り解決することができる。

しかし、Ｃ／Ｃコンポジットを基材として用いる場合は
、その熱膨張率が炭素繊維自体の熱膨張率に拘束され自
由に調節することができず、またその熱膨張率に合致し
た耐熱性セラミック被覆材料もないため、ＣＶＤ法によ
る優れた耐酸化皮膜を利用することができなかった。

特開昭６１−２６５６３号公報には、有機けい崇高分子
化合物を溶融状態でＣ／Ｃコンポジットに強制含浸した
後、不活性雰囲気中で１２００〜２０００℃の温度で高
温焼成して含浸物を炭化けい素に転化する方法が開示さ
れている。　しかしながら、この方法ではＣ／Ｃコンポ
ジットの密度が高い場合には、溶融状態の有機けい崇高
分子化合物を均一に含浸することができず、その結果ア
ンカー効果が乏しくなるためにＣ／Ｃコンポジットと十
分に密着した炭化けい素皮膜を得ることができない。　
このような炭化けい素皮膜では、繰返し高温で使用する
場合には剥離が起こり易く、Ｃ／Ｃコンポジットの耐酸
化保護皮膜としては適さない。

また、特開昭６２−１５３１６４号公報には、Ｃ／Ｃコ
ンポジット表面に熱硬化性樹脂と有機りん化合物の混合
物を付与した後、該混合物を硬化および炭化処理すると
いう方法が開示されている。　しかし、同公報の実施例
に示されるように、上記処理を施したＣ／Ｃコンポジッ
トにおいても１０００℃以下の温度で１０％程度の重量
減少があり、例えばスペースシャトルの外装材としての
応用を考えたとき、これが大気圏に突入するときに１６
００℃程度と極めて高温に達するという事実を考えた場
合、前述の方法で得られるＣ／Ｃコンポジットは耐酸化
性が不充分である。

さらに、特開昭６１−２７２４８号公報には、Ｃ／Ｃコ
ンポジットに拡散法による炭化けい素被覆を行い、その
外表面にＣＶＤ法により窒化けい素皮膜を被覆すること
が示されている。　この方法によれば、ある程度有効な
耐酸化皮膜の形成は可能であるが、窒化けい素を用いて
いるために使用可能温度が約１３００℃と低く、また、
２層の耐酸化皮膜同志の密着性が弱いために、緻密な膜
、つまりこの方法ではＣＶＤ法により析出させた窒化け
い素皮膜に、急激な熱衝撃により微細な割れが発生しや
すく、その微細な割れから酸素が拡散してＣ／Ｃコンポ
ジットの性能を低下せしめる。　このため上述の技術で
は、繰返し高温で使用する部位への利用には適したもの
ではなかった。

〈発明が解決しようとする課題〉 Ｃ／Ｃコンポジットへの耐酸化被覆方法には前述のよう
に種々のものがあるが、それらには下記のような問題点
がある。

（１）ＣＶＤ法によフてＣ／Ｃコンポジット上に析出さ
せた耐酸化皮膜には、必ず熱膨張率の違いによる割れ、
剥離が生じ、そのままでは実用に適さない。

（２）耐酸化皮膜成分を含む液体を含浸させる場合には
、用いるＣ／Ｃコンポジットの密度が高いと中まで含浸
が行えず、それ故アンカー効果による耐酸化皮膜の密着
性が失われるため、剥離が起こる原因となる。　　しか
も、−見密着性のよさそうな皮膜であっても、Ｃ／Ｃコ
ンポジットとの熱膨張率差が大きすぎるために一回以上
の熱サイクル負荷によりすぐに割れや剥離を生じる。

（３）特開昭６１−２７２４８号公報に開示されている
複層被覆法によれば、前述の２つ（７）方法に比べては
るかに安定な耐酸化皮膜を得ることができるが、ＣＶＤ
法により被覆した膜は１回の熱サイクル負荷によって容
易に微細な割れを生じ、そこから酸素が拡散していくた
めにＣ／Ｃコンポジットの強度低下が起こる。

本発明は、従来法の欠点である耐酸化皮膜の剥離が押え
られ、しかも熱サイクル負荷による微細な割れを極力少
なくした炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法を提
供することを目的どしている。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明の第１の態様によれ
ば、炭素繊維強化炭素材料基体の表面に、耐酸化皮膜と
して、粉末焼結による多孔質の炭化けい素皮膜の内層を
有し、ざらに該内層上に反応焼結による炭化けい素皮膜
の外層を有することを特徴とする耐酸化性炭素繊維強化
炭素材料が提供される。

また、前記内層は、膜厚が３〜１００μｍの範囲である
のが好ましい。

そして、前記外層は、膜厚が５０〜８００μｍの範囲で
あるのが好ましい。

本発明の第２の態様によれば、炭素繊維強化炭素材料基
体の表面に、炭化けい素粉末およびバインダーを含む溶
液を塗布した後、粉末焼結により多孔質の炭化けい素内
層を形成せしめ、しかる後肢内層上に反応焼結によりｍ
密な炭化けい素皮膜の外層を形成せしめることを特徴と
する耐酸化性炭素繊維強化炭素材料の製造方法が提供さ
れる。

また、前記内層は、前記溶液の塗布後、不活性雰囲気下
で反応温度６００〜１５００℃で焼結する条件で行なう
のが好ましい。

そして、前記外層は、けい素、ほう素、炭化けい素を含
むセラミック粉末を用い、１６５０〜１９００℃の温度
、反応時間６０〜６００分の条件で反応焼結させること
により得られた炭化けい素皮膜であるのがよい。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明の炭素繊維強化炭素材料は、第１図に示すように
、炭素ｉａ維強化炭素材料基体１の上に内層２を有し、
さらに該内層上に外層３を有する。　そして、内層２に
は、とろこところに貫通孔４を有する。

基体となるＣ／Ｃコンポジットを構成する炭素繊維とし
て、平織、朱子織、綾織などの二次元織布、−次元配向
材、三次元配向材、フェルト、トウなどが用いられ、バ
インダーとしてはフェノール樹脂、フラン樹脂などの熱
硬化性物質、タールピッチのような熱可塑性物質を用い
ることができる。　前記炭素繊維は、含浸、塗布などの
方法によりプリプレグ化し、積層加圧成形して成形体と
する。　この成形体は、熱処理によってバインダーを硬
化させ、その後常法に従って焼成し、さらに必要に応じ
て黒鉛化することによりＣ／Ｃコンポジットとする。　
その後、用途に応じて熱硬化性物質、ピッチなどを含浸
、再度炭化を行う含浸法、メタン、プロパンなどの熱分
解炭素を利用するＣＶＤ法などにより緻密化を繰り返し
行い、さらに高強度のＣ／Ｃコンポジットとすることも
できる。

内層２は、粉末焼結させた多孔質の炭化けい素皮膜であ
り、基体１と外層３を密着性良く結合するとともにＣ／
Ｃコンポジットへの外応力に対する緩衝層として働く。

すなわち、急激な熱サイクル負荷によりＣ／Ｃコンポジ
ットの皮膜は膨張−収縮を繰返すが、その場合ｍ面層で
ある内層２が緻密であれば、Ｃ／Ｃコンポジットと皮膜
との熱膨張率差が大きすぎるために生じる熱応力を、内
層が収縮できず、割れ４および剥離が生じ易くなる。

以上の理由から、内層は適当量の空隙を有していること
が必要である。　空隙量の測定方法は種々あるが、例え
ば破面の電顕写真による画像解析、水銀ホロシータ−等
が挙げられる。

内層２の空隙率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）は、基体１および
後述の外ＦＩ３の空隙率より大であり、好ましくは、内
層２の最外層を電子顕＠鏡観察した空隙率で１５〜８５
％が良い。

内層２の空隔率が１５％未満であれば熱応力が緩和層に
なり得す、８５％を超えると強度が急激に低下するため
に好ましくない。

粉末焼結による内層の厚さは、３〜１００μｍの範囲に
あることが好ましい。　す　なわち、３μｍに満たない
皮膜であれば、事実上耐酸化皮膜としての機能を果たさ
ず、逆に１００μｍを超える皮膜を得ようとしても焼成
中に剥離、割れ等の欠陥が多数生じてしまうために好ま
しくない。

外層３は、反応焼結法によって得られる緻密な炭化けい
素皮膜である。

外層３は、Ｃ／Ｃコンポジット基体１の上に多孔質の内
層２を介して形成されているため反応焼結により形成さ
れる際に、内層と析出させる炭化けい素性層間の熱膨張
率の差がほとんどないのでＣ／Ｃコンポジットの冷却時
に外層３が剥離したり割れを起こすことがなく、緻密で
密着性の良い外層３が得られる。

反応焼結させて得られる外層の炭化けい素の膜厚は、５
０〜８００μｍの範囲にあることが好ましい。　膜厚が
５０μｍ未満では、Ｃ／Ｃコンポジットへの酸素拡散バ
ソヤーとして十分な機能を果たさず、逆に膜厚が８００
μｍを超える場合には、熱負荷に伴う割れ、剥離が発生
し易くなるために好ましくない。

次に、上述の本発明の耐酸化性炭素繊維強化炭素材料の
好ましい製造方法について説明する。

本発明の製造方法は、Ｃ／Ｃコンポジットの耐酸化皮膜
として、最初に炭化けい素粉末およびバインダーを含む
溶液を塗布した後、粉末焼結によりＣ／Ｃコンポジット
の表面に多孔質の炭化けい素皮膜をつくり、次に反応焼
結法により多孔質の炭化けい素皮膜の表面開孔および表
面に炭化けい素性層を形成する。

Ｃ／Ｃコンポジット上の第一層目、すなわち内層の炭化
けい素被覆は、炭化けい素粉末およびバインダーを含む
溶液を塗布した後、不活性ガス雰囲気下６００℃以上１
５００℃以下の温度で焼成することにより行なうことが
できる。

本方法において用いる被覆剤に含まれる炭化けい素粒子
の粒径は、１０μｍ以下であることが好ましい。　すな
わち、粒径が１０μｍを超えると平滑な皮膜が得られ難
く、その結果外層を付与することによっても十分な耐酸
化特性が得られないからである。

さらに、該被覆剤にはＣ／Ｃコンポジットと前述の炭化
けい素粒子を結合させるためのバインダーが含まれてい
る必要がある。　このバインダーとしては、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂、ア
ルミナ、シリカ等を含む熱硬化型無機バインダーなどが
用いられる。　このバインダーが含まれていないと炭化
けい素粒子とＣ／Ｃコンポジットの間には何ら接着力が
働かないため、事実上塗布できないからである。　また
、このバインダーの溶媒としてイソプロピルアルコール
、メタノール等を用い、塗布がスムースに行なわれるよ
うにする必要がある。

前記被覆剤の被覆方法は、刷毛、ローラースプレー等で
Ｃ／Ｃコンポジットに直接塗布するほか、被覆液中にＣ
／Ｃコンポジットを浸す、いわゆるデイツプ法も用いら
れる。

被覆した皮膜は、不活性ガス雰囲気下で焼成することに
より、Ｃ／Ｃコンポジットに炭化けい素粒子を強固に固
着せしめる必要があるが、その時の温度は６００℃以上
１５００℃以下であることが好ましい。　すなわち、６
００℃未満であればバインダー成分の化学反応が十分に
進行しないために炭化けい素皮膜の付着力が十分なもの
が得られず、逆に１５００℃を超えるとバインダー自体
がもろくなるために、内層を形成する場合には好ましく
ない。

炭化けい素微粉末およびバインダーを含んだ溶液をＣ／
Ｃコンポジットに塗布した後焼成するという操作は、上
述の効果だけではなく、得られる炭化けい素皮膜を適度
に多孔質にするためにも必要である。　この多孔性は、
上記溶液の中に含まれている揮発成分が揮発する場合に
生成するものであり、熱応力を吸収するための緩衝作用
を有するために必要なものである。

内層形成のための溶液塗布は、−度で所定の膜厚に被覆
することも可能であるが、被覆ムラをできるだけ少なく
するためには、数回に分けて被覆する方がよい。

以上の方法によってＣ／Ｃコンポジット上に形成された
第一層目の炭化けい素度膜上に形成される第二層目、す
なわち外層の炭化けい素皮膜は、けい素、ほう素、炭化
けい素を含むセラミック粉末を用いて反応焼結させるこ
とにより得る。

炭化けい素の常圧焼結に要する原料は、炭化けい素、炭
素、ほう素の３　ｆｌ類で十分であるが、それだけでは
内層およびＣ／Ｃコンポジットへの密着性が向上しない
ため、けい素を加えることによりＣ／Ｃコンポジットへ
の密着性の向上をはかったものである。

反応焼結法において用いられるけい素、はう素、炭化け
い素は、純度９５％以上、粒径１００μｍ以下であるこ
とが必要であり、そのなかでも粒径１０μｍ以下で、マ
グネシウム、アルミニウム、鉄および／またはそれらの
酸化物の含有量の合計が１重量％以下であることが特に
好ましい。　すなわち、純度が９５％未満であり、しか
も前述の不純物が含まれていると、Ｃ／Ｃコンポジット
の表層部に生成した炭化けい素皮膜の酸化開始温度を低
下させるからである。　この傾向は、特にマグネシウム
および／またはマグネシウムの酸化物が含まれている場
合に著しい。　粒径が１００μｍより大きい場合は前述
のセラミック粉末を加える場合にけい素との均一な混合
が難しくなるため好ましくない。

けい素、ほう素、炭化けい素の混合物に占める各物質の
割合は、それぞれ５〜４５重量％、０．５〜３重量％、
５２〜９４．５重量％の範囲であることが好ましい。　
けい素の量が５１量％より少ないと、Ｃ／Ｃコンポジッ
トおよび内層との結合力の十分なものが得られず、熱衝
撃により容易に剥離を起こす。　逆に４５重二％を超え
ると、反応焼結を行なう際に前述のセラミック粉末内に
埋没させたＣ／Ｃコンポジットを取り出し難くなるほど
焼結が進行するために好ましくない。　ほう素量が０．
５重量％未満であれば、炭化けい素の焼結助剤として働
き難く、逆に３重量％より多く加えても焼結効果の向上
は見られず、むしろ未反応物として炭化けい素度膜中に
残存して酸化を促進するために好ましくない。　炭化け
い素の量は、記載量未満では緻密な膜が得られ難く、記
載量より上では助剤量、けい素量か不足し緻密な皮膜が
得られないので好ましくない。

緻密な外層を得るのに必要な反応条件は、温度１６５０
〜１９００℃、時間は６０〜６００分の範囲にあること
が好ましい。　温度が１６５０℃より低く、あるいは反
応時間が６０分よりも短いと皮膜の緻密化は十分に進行
せず、逆に１９００℃を超えると炭化けい素の異常粒成
長が起こり易くなり、均一な皮膜が得られ難くなるため
に好ましくない。　反応時間が４８０分を超えて反応焼
結を行わせても、それ以上緻密化の改善は行なわれ難い
。

この反応焼結法によれば、原料として加えたけい素が前
述の内層中に生じた貫通孔を通って拡散し、Ｃ／Ｃコン
ポジットとの反応により炭化けい素化するという反応が
連続的に起こるため、密着性に優れた皮膜を得ることが
できる。

しかも、内層の炭化けい素度膜は非常に細かい炭化けい
素粒子から成り、しかも外層を得るときに添加したほう
素の焼結助剤効果により多孔質でかつ高強度な皮膜とな
るために、従来法では得ることのできなかった非常に耐
酸化性に優れた皮膜となり得る。

〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１） 基体として用いるＣ／Ｃコンポジットは、以下に述へる
方法によって作成した。

熱硬化性を示すフェノールホルムアルデヒド樹脂（鐘紡
■製、商品名ベルパール）が２５重量％になるようにメ
タノールで溶解希釈した溶液に、東邦レーヨン■製炭素
繊維クロス“ベスファイ　＃３１０１”　（高強度タイ
プ炭素繊維使用）に含浸した。　樹脂目付は量として８
５ｇ／ｍ’であった。

その後、オーブン中で８０℃、３０分間乾燥してメタノ
ールを揮発させ５．樹脂含浸炭素繊維クロスを得た。　
このクロスを１５枚積層し加熱プレスにより５０　ｋｇ
ｆ／ｃ＋ｎ２の圧力下１５０℃で６０分間加熱加圧成形
し、炭素繊維強化プラスチツク板を得た。　つぎに、該
炭素繊維強化プラスチツク板をアルゴンガス雰囲気中で
２０℃／　Ｈｒの昇温速度で２０００℃まで焼成して厚
さ２ｍｍのＣ／Ｃコンポジットを得た。

このようにして得られたＣ／Ｃコンポジットは、さらに
とッチ（川崎製鉄■製　ｐＫ−ＱＬ”）の含浸−焼成と
いう緻密化処理を３回繰り返して行ない、曲げ強度２７
　ｋｇｆ／ｍｍ２層間剪断強度１　、７８　ｋｇｆ／ａ
ｍ２、　密度１．６３ｇ／ｃｍ３の高強度Ｃ／Ｃコンポ
ジットとした。

以上の方法により得られたＣ／Ｃコンポジットを１０１
００Ｘ５０ｘ２の大きさに切り出し、炭化けい素粉末を
２０重量％、バインダーとしてフェノール樹脂（鐘紡■
製）５０重量％を含むアルコール溶液（品用白煉瓦■製
、商品名”Ｎ−ＴＡＣ２１”　）をへケで塗布した。　
塗布回数は１回、塗布後は３、ｓｘ　１０−’ｇ／ｃｍ
”の重量増加があった。　この後、皮膜に含まれている
アルコールを揮散させ、密着力を増加させるために１６
時間６０℃で乾燥した。　そのときの皮膜の厚さは約９
μｍであり、直径約０．２μｍの貫通孔が数カ所存在し
ているのが電子顕微鏡写真によって確認された。　その
後、１０００℃で１２０分間、高周波誘導加熱炉の中で
焼結を行なった。

次に、けい素（粒径１０μｍ以下、純度９９．９％、高
純度化学■製）３０重量％、炭化けい素（平均粒径１．
０μｍ、純度９９．８％昭和電工■製）６９重量％およ
びほう素（粒径１０μｍ以下、純度９９．５％、Ｈ，Ｃ
，５ｔａｒｋ■製）１重量％をボールミル中で６時間混
合した無機粉末混合物中に埋没させるようにして黒鉛る
つぼの中に入れた。　このときのけい素のユは、Ｃ／Ｃ
コンポジットを完全に炭化けい素化させるのに必要な量
の３．５倍とした。　このようにして調製した試料を高
周波誘導加熱炉内に静置し、アルゴンガスプラズマ分流
通下１６５０℃で１２０分反応を行わせ、Ｃ／Ｃコンポ
ジットに平均膜厚２９３μｍの炭化けい素皮膜を被覆し
た。

以上の方法によって得られた耐酸化被覆されたＣ／Ｃコ
ンポジットに、空気雰囲気下、マツハ２のアルゴンガス
プラズマを３０分間照射し、そのときの重量減少および
強度変化について調べた。　この実験において、アルゴ
ンガスノズル出口からＣ／Ｃコンポジットまでの距離は
２０ｍｍ、アルゴンガスプラズマの直径は約１０ｍｍで
あった。　また、Ｃ／Ｃコンポジット上の照射中心の裏
面を熱電対により測温したところ１５００℃であった。

以上の方法により得られた耐酸化被覆された炭素繊維強
化炭素材料を空気雰囲気下電気炉内で１５００℃の温度
で３０分間保持し、そのときの重量減少率および曲げ強
度を調べた。　この結果を表１に示す。

（実施例２） 反応焼結の温度を１８００℃にした以外は実施例１と同
様の方法で、Ｃ／Ｃコンポジットに炭化けい素被覆を行
なった。　このときの炭化けい素の平均膜厚は４０３μ
ｍであった。

表１には、実施例１と同様の酸化試験を行なったときの
重量減少率および強度変化について示した。

（実施例３） 反応焼結の温度および時間を１８００℃で３６０分とし
た以外は実施例１と同様の方法で、Ｃ／Ｃコンポジット
に炭化けい素被覆を行った。　このときの炭化けい素の
平均膜厚は４９４μｍであった。　この試験片について
実施例１と同様の酸化試験を行ない、得られた結果を表
１に示した。

（実施例４） 炭化けい素粉末を２０重量部含むアルコール溶液に、１
０１００ｘ５０ｘ２に切り出したＣ／Ｃコンポジットを
ディッピングすることにより炭化けい素被覆を行なった
以外は実施例１と同様の方法で行なった、　ディッピン
グにより得られた炭化けい素皮膜の厚さは約１４μｍで
あった。　この試験片について実施例１と同様の酸化試
験を行ない、得られた結果を表１に丁した。

（比較例１） 炭化けい素粉末を２０重量部含むアルコール溶液を１０
１００ｘ５０Ｘ２に切り出したＣ／Ｃコンポジットにへ
ヶで重ね塗りし、膜厚を１１０μｍとしようとした。　
　しかし、６０℃で脱アルコール処理中に該皮膜には大
きなひび割れが多数発生した。　この試料を実施例１と
同様の条件で反応焼結させたところ、膜厚３８４μｍの
炭化けい素皮膜が得られた。

表　　　　　１ 〈発明の効果〉 本発明の耐酸化性炭素繊維強化炭素材料は、その耐熱性
、耐酸化性、比強度が極めて優れており、特に航空、宇
宙産業や原子力産業では欠くことのできない素材として
用いることができる。

本発明の耐酸化皮膜は微粒子炭化けい素を適度に緻密に
積層させた、すなわち多孔質の内層上に反応焼結法によ
り更に緻密な炭化けい素度膜を形成させるという構造を
とっているため、基体と耐酸化皮膜、耐酸化皮膜同志が
強固に密着し、耐酸化皮膜がアンカー効果を持っている
炭素繊維強化炭素材料が製造でき、急激な熱衝撃、熱サ
イクル負荷がかかっても耐酸化皮膜に、割れ、剥殖が起
こらず、炭素繊維強化炭素材料自体の本来の特性は損な
われないので、熱負荷の極めて過酷な使用条件にも十分
対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の耐酸化性炭素繊維強化炭素材料の概念
断面図である。 符号の説明 １・・・炭素繊維強化炭素材料基体、 ２・・・内層、 ３・・・外層、 ４・・・貫通孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素繊維強化炭素材料基体の表面に、耐酸化皮膜
   として、粉末焼結による多孔質の炭化けい素皮膜の内層
   を有し、さらに該内層上に反応焼結による炭化けい素皮
   膜の外層を有することを特徴とする耐酸化性炭素繊維強
   化炭素材料。
2. （２）前記内層は、膜厚が３〜１００μｍの範囲である
   請求項１に記載の耐酸化性炭素繊維強化炭素材料。
3. （３）前記外層は、膜厚が５０〜８００μｍの範囲であ
   る請求項１に記載の耐酸化性炭素繊維強化炭素材料。
4. （４）炭素繊維強化炭素材料基体の表面に、炭化けい素
   粉末およびバインダーを含む溶液を塗布した後、粉末焼
   結により多孔質の炭化けい素内層を形成せしめ、 しかる後該内層上に反応焼結により緻密な炭化けい素皮
   膜の外層を形成せしめることを特徴とする耐酸化性炭素
   繊維強化炭素材料の製造方法。
5. （５）前記内層は、前記溶液の塗布後、不活性雰囲気下
   で反応温度６００〜１５００℃の条件下で焼結する請求
   項４に記載の耐酸化性炭素繊維強化炭素材料の製造方法
   。
6. （６）前記外層は、けい素、ほう素、炭化けい素を含む
   セラミック粉末を用い、１６５０〜１９００℃の温度、
   反応時間６０〜６００分の条件で反応焼結させることに
   より得られた炭化けい素皮膜である請求項４または５に
   記載の耐酸化性炭素繊維強化炭素材料の製造方法。