JPH03199172A - 被覆炭素繊維強化複合材料 - Google Patents
被覆炭素繊維強化複合材料Info
- Publication number
- JPH03199172A JPH03199172A JP1339557A JP33955789A JPH03199172A JP H03199172 A JPH03199172 A JP H03199172A JP 1339557 A JP1339557 A JP 1339557A JP 33955789 A JP33955789 A JP 33955789A JP H03199172 A JPH03199172 A JP H03199172A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- coating layer
- carbon fiber
- carbide
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/638—Removal thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
- C04B35/83—Carbon fibres in a carbon matrix
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
- C04B2235/5248—Carbon, e.g. graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/616—Liquid infiltration of green bodies or pre-forms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/36—Non-oxidic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/36—Non-oxidic
- C04B2237/365—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/38—Fiber or whisker reinforced
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/38—Fiber or whisker reinforced
- C04B2237/385—Carbon or carbon composite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/58—Forming a gradient in composition or in properties across the laminate or the joined articles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
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。
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、低比重で、強度並びに耐熱性、耐酸化性及び
耐熱衝撃性に優れた被覆炭素繊維強化複合材料に関する
。
耐熱衝撃性に優れた被覆炭素繊維強化複合材料に関する
。
炭素のマ) IJラックス中強化材として炭素繊維を含
む炭素繊維強化炭素複合材料(C/C!コンポジット)
は、高温下でも優れた耐熱性や強度特性を有することか
ら、宇宙往還機の断熱材料等への応用が期待されている
。
む炭素繊維強化炭素複合材料(C/C!コンポジット)
は、高温下でも優れた耐熱性や強度特性を有することか
ら、宇宙往還機の断熱材料等への応用が期待されている
。
かかるC/Cコンポジットは、マトリックスが炭素であ
るから低比重で優れた強度特性を示すものの、耐酸化性
に欠ける欠点があった。耐酸化性を付与するために、表
面にSiO等の耐酸化性セラミックス被覆を施した被覆
炭素繊維強化炭素複合材料も知られているが、基材のC
/Cコンポジットと被覆層との熱膨張係数の差が大きい
ため、熱応力により被覆層に亀裂が発生し、満足しうる
耐酸化性が得られなかった。
るから低比重で優れた強度特性を示すものの、耐酸化性
に欠ける欠点があった。耐酸化性を付与するために、表
面にSiO等の耐酸化性セラミックス被覆を施した被覆
炭素繊維強化炭素複合材料も知られているが、基材のC
/Cコンポジットと被覆層との熱膨張係数の差が大きい
ため、熱応力により被覆層に亀裂が発生し、満足しうる
耐酸化性が得られなかった。
一方、C/Cコンポジットの炭素の代りに、マトリック
スとしてTlC等のセラミックスを用いた炭素繊維強化
セラミックス複合材料Co/セラミックスコンポジット
)は、熱膨張係数がC/Cコンポジットより大きい。従
って、表面に耐酸化性セラミックス被覆を施した被覆炭
素繊維強化セラミックス複合材料では、被覆層に熱応力
による亀裂が発生せず、優れた耐酸化性が得られる。
スとしてTlC等のセラミックスを用いた炭素繊維強化
セラミックス複合材料Co/セラミックスコンポジット
)は、熱膨張係数がC/Cコンポジットより大きい。従
って、表面に耐酸化性セラミックス被覆を施した被覆炭
素繊維強化セラミックス複合材料では、被覆層に熱応力
による亀裂が発生せず、優れた耐酸化性が得られる。
しかし、C/セラミックスフンポジットは、C/ Q
コンポジットに比べて機械的強度が劣り、又比重が大き
く、熱伝導率が高い為軽量化及び断熱性の点においても
C/Cフンポジットに劣るという問題があった。
コンポジットに比べて機械的強度が劣り、又比重が大き
く、熱伝導率が高い為軽量化及び断熱性の点においても
C/Cフンポジットに劣るという問題があった。
本発明はかかる従来の事情に鑑み、低比重であって強度
及び断熱性に優れ、耐酸化性被覆層に熱応力による亀裂
の生じることのない被覆炭素繊維強化複合材料を提供す
ることを目的とする。
及び断熱性に優れ、耐酸化性被覆層に熱応力による亀裂
の生じることのない被覆炭素繊維強化複合材料を提供す
ることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の被覆炭素繊維強化複
合材料は、4A族元素又は珪素の炭化物、窒化物又は炭
窒化物と炭素とからなるマ) IJソックス中強化材と
して炭素繊維を含有してなる基材と、基材表面に形成し
た炭化ハフニウムの被覆層とからなり、前記基材のマト
リックスは中心部分が炭素であり、表面部分が前記炭化
物、窒化物又は炭窒化物であって、中心部分がら表面部
分まで組成がほぼ連続的に変化した傾斜組成であること
を特徴とする。
合材料は、4A族元素又は珪素の炭化物、窒化物又は炭
窒化物と炭素とからなるマ) IJソックス中強化材と
して炭素繊維を含有してなる基材と、基材表面に形成し
た炭化ハフニウムの被覆層とからなり、前記基材のマト
リックスは中心部分が炭素であり、表面部分が前記炭化
物、窒化物又は炭窒化物であって、中心部分がら表面部
分まで組成がほぼ連続的に変化した傾斜組成であること
を特徴とする。
前記被覆層は、基材との界面部分が炭化珪素又は炭化珪
素と炭化ハフニウムの複合物であり、表面部分が炭化ハ
フニウムであって、基材との界面部分から表面部分まで
組成がほぼ連続的に変化した傾斜組成の被覆層であって
も良い。
素と炭化ハフニウムの複合物であり、表面部分が炭化ハ
フニウムであって、基材との界面部分から表面部分まで
組成がほぼ連続的に変化した傾斜組成の被覆層であって
も良い。
尚、基材の形状は任意であり、被覆層は基材の少なくと
も耐酸化性を付与すべき表面に設ける。
も耐酸化性を付与すべき表面に設ける。
本発明の被覆炭素繊維強化複合材料では、基材のマトリ
ックスとして、中心部分の炭素がら表面部分の4A族元
素又は珪素の炭化物、窒化物又は炭窒化物まで傾斜組成
になっている。
ックスとして、中心部分の炭素がら表面部分の4A族元
素又は珪素の炭化物、窒化物又は炭窒化物まで傾斜組成
になっている。
従って、基材マトリックスの中心部分が炭素で構成され
ているから、基材は比較的低比重であって、しかも強度
及び断熱性に優れている。
ているから、基材は比較的低比重であって、しかも強度
及び断熱性に優れている。
又、基材マトリックスの表面部分は前記4A族元素又は
珪素の炭化物、窒化物又は炭窒化物であり、これらと炭
素繊維の複合材料の熱膨張係数はほぼ4 X 10 ”
−’K ”−’程度であるから、基材表面上に設けた被
覆層のHfCの熱膨張係数6.3X10−“K−1と近
似し、且つ基材マトリックスを傾斜組成とすることによ
り中心部分の炭素から被覆層との界面部分の上記炭化物
等まで熱膨張係数が連続的に増加しているので、熱応力
を緩和してHfCの被覆層に亀裂が発生するのを防止す
ることが出来る。
珪素の炭化物、窒化物又は炭窒化物であり、これらと炭
素繊維の複合材料の熱膨張係数はほぼ4 X 10 ”
−’K ”−’程度であるから、基材表面上に設けた被
覆層のHfCの熱膨張係数6.3X10−“K−1と近
似し、且つ基材マトリックスを傾斜組成とすることによ
り中心部分の炭素から被覆層との界面部分の上記炭化物
等まで熱膨張係数が連続的に増加しているので、熱応力
を緩和してHfCの被覆層に亀裂が発生するのを防止す
ることが出来る。
基材マトリックスの表面部分を構成する前記4A族元素
又は珪素の炭化物、窒化物又は炭窒化物としては、断熱
性に優れた炭化チタン(Ticりや窒化ジルコニウム(
ZrN)が好ましい。尚、C/TiC又はCj/ZrN
コンポジットの熱膨張係数は、前者が4.4XIO””
K−”、後者が4. OX 10−’に一’である。
又は珪素の炭化物、窒化物又は炭窒化物としては、断熱
性に優れた炭化チタン(Ticりや窒化ジルコニウム(
ZrN)が好ましい。尚、C/TiC又はCj/ZrN
コンポジットの熱膨張係数は、前者が4.4XIO””
K−”、後者が4. OX 10−’に一’である。
被覆層として、その全体又はその表面部分を構成する炭
化ハフニウム(Hf(りは、特に耐熱性及び耐酸化性に
優れるので、熱応力による亀裂が発生しないことと相俟
って本発明の複合材料に優れた耐熱性及び耐酸化性を付
与する。
化ハフニウム(Hf(りは、特に耐熱性及び耐酸化性に
優れるので、熱応力による亀裂が発生しないことと相俟
って本発明の複合材料に優れた耐熱性及び耐酸化性を付
与する。
更に被覆層として、基材との界面部分がSiC(熱膨張
係数4.4 X 10−’に−”I又はSlCとHfC
の複合物であり、表面部分が前記の如<HfCであって
、基材との界面部分から表面部外型で傾斜組成の被覆層
を用いることにより、被覆層と基材の熱膨張係数が互い
の界面部分でほぼ一致し、且つ基材の中心部分の炭素か
ら被覆層の表面部分のHfOまで熱膨張係数を連続的に
変化させることが出来るので、−層耐熱衝撃性に優れた
複合材料が得られる。
係数4.4 X 10−’に−”I又はSlCとHfC
の複合物であり、表面部分が前記の如<HfCであって
、基材との界面部分から表面部外型で傾斜組成の被覆層
を用いることにより、被覆層と基材の熱膨張係数が互い
の界面部分でほぼ一致し、且つ基材の中心部分の炭素か
ら被覆層の表面部分のHfOまで熱膨張係数を連続的に
変化させることが出来るので、−層耐熱衝撃性に優れた
複合材料が得られる。
実施例1
基材マトリックス成分として平均粒径2μmのC粉末と
TiO粉末を用い、各粉末に微量のAlO粉末を混合し
た後、T x C/ (T i O十〇)のモル比を夫
々0.20.40.60.80.100とした混合粉末
を準備した。各混合粉末を更にアクリルアマイド樹脂と
よく混練し、電気泳動用の浴液に夫々分散させた。
TiO粉末を用い、各粉末に微量のAlO粉末を混合し
た後、T x C/ (T i O十〇)のモル比を夫
々0.20.40.60.80.100とした混合粉末
を準備した。各混合粉末を更にアクリルアマイド樹脂と
よく混練し、電気泳動用の浴液に夫々分散させた。
これらの各浴液中に、陰極としてPAN系炭素炭素繊維
織布び陽極として炭素板を浸漬し、攪拌しながら約20
0 Vの電圧を印加して約10分間通電し、電気泳動に
より浴液中の上記各粉末を夫々の炭素繊維織布上に析出
させることによって、炭素繊維と上記各’rta、’
(TiC−1−C)組成の混合粉末からなる複合体シー
トを得た。
織布び陽極として炭素板を浸漬し、攪拌しながら約20
0 Vの電圧を印加して約10分間通電し、電気泳動に
より浴液中の上記各粉末を夫々の炭素繊維織布上に析出
させることによって、炭素繊維と上記各’rta、’
(TiC−1−C)組成の混合粉末からなる複合体シー
トを得た。
次に、上記TiC!/ (T10+O)組成が、100
−80−60−40−20−0−20−40−60−8
0−100の順に連続するように各複合体シートを10
枚ずつ積層し、積層体を100C°で1 hr靴乾燥た
後、500 C’で3 hr油加熱て揮発物を除去し、
更に2000 C’において200に9/Cm”の圧力
で2 hr加圧焼結し、寸法50 X 50 X 5
msの傾斜組成の0/C−T i Oフンポジットから
なる基材を得た。
−80−60−40−20−0−20−40−60−8
0−100の順に連続するように各複合体シートを10
枚ずつ積層し、積層体を100C°で1 hr靴乾燥た
後、500 C’で3 hr油加熱て揮発物を除去し、
更に2000 C’において200に9/Cm”の圧力
で2 hr加圧焼結し、寸法50 X 50 X 5
msの傾斜組成の0/C−T i Oフンポジットから
なる基材を得た。
得られた基材の全面に、CVD法によりHfCのみ又は
5iC−HfC傾斜組成の被覆層を約200μm形成し
た。尚、5iO−HfO傾斜組戊の被覆層の形成におい
ては、反応ガスとして5tC1、HfCl 、 CHを
及びキャリアガスとしてHを用い、5iCl を0.
75→Ol/minに0.251/nf−=の割合で減
少させ、Hf01をO→1.2 l/minに0.41
/hrの割合で増加させ、且つOHを0.3 l/mi
nの一定割合で供給しながら圧力180 torr及び
温度1500C’で3 h、r反応させた。
5iC−HfC傾斜組成の被覆層を約200μm形成し
た。尚、5iO−HfO傾斜組戊の被覆層の形成におい
ては、反応ガスとして5tC1、HfCl 、 CHを
及びキャリアガスとしてHを用い、5iCl を0.
75→Ol/minに0.251/nf−=の割合で減
少させ、Hf01をO→1.2 l/minに0.41
/hrの割合で増加させ、且つOHを0.3 l/mi
nの一定割合で供給しながら圧力180 torr及び
温度1500C’で3 h、r反応させた。
比較例として、C/Cコンポジット及びa、”’ri
Oフンポジットを基材とし、その全面にHfOの被覆層
を形成した試料を準備した。
Oフンポジットを基材とし、その全面にHfOの被覆層
を形成した試料を準備した。
得られた各試料について、レーザーフラッシュ法による
熱伝導率、比重(嵩密度)を測定し、次に大気中にて1
700 C’で3 hr油加熱た後の酸化重量減少を求
め、又1500C”で1 hr油加熱た後水中に投入し
、加熱急冷前後での曲げ強度を測定した。
熱伝導率、比重(嵩密度)を測定し、次に大気中にて1
700 C’で3 hr油加熱た後の酸化重量減少を求
め、又1500C”で1 hr油加熱た後水中に投入し
、加熱急冷前後での曲げ強度を測定した。
得られた結果を、基材及び被覆層の組成と共に第1表に
示した。
示した。
第 l 表
した。
比較例では、基材として通常のCl0SO/ZrN及び
O/SiOフンポジットを用い、被覆層は上記と同様に
形成した。
O/SiOフンポジットを用い、被覆層は上記と同様に
形成した。
得られた各試料について、実施例1と同様の試験を行な
い、結果を第2表に示した。
い、結果を第2表に示した。
実施例2
実施例1と同様に行なったが、基材マトリックス成分と
して平均粒径3μmのC粉末とZrN粉末又はSiO粉
末を用い、電気泳動時間を20分として複合シートを作
製し、基材マトリックスの組成はZrN/ (ZrN
+O)又はSin/ (Si(!−)−0)のモル比を
実施例1と同様に変化させ、加圧焼結温度を2200ご
として傾斜組成の(!/C−ZrN及びClC−S i
Oフンポジットを製造し、被覆層は実施例1と同様に
形戒手 続 補 正 書 (自発)
して平均粒径3μmのC粉末とZrN粉末又はSiO粉
末を用い、電気泳動時間を20分として複合シートを作
製し、基材マトリックスの組成はZrN/ (ZrN
+O)又はSin/ (Si(!−)−0)のモル比を
実施例1と同様に変化させ、加圧焼結温度を2200ご
として傾斜組成の(!/C−ZrN及びClC−S i
Oフンポジットを製造し、被覆層は実施例1と同様に
形戒手 続 補 正 書 (自発)
Claims (2)
- (1)4A族元素又は珪素の炭化物、窒化物又は炭窒化
物と炭素とからなるマトリックス中に強化材として炭素
繊維を含有してなる基材と、基材表面に形成した炭化ハ
フニウムの被覆層とからなり、前記基材のマトリックス
は中心部分が炭素であり、表面部分が前記炭化物、窒化
物又は炭窒化物であつて、中心部分から表面部分まで組
成がほぼ連続的に変化した傾斜組成であることを特徴と
する被覆炭素繊維強化複合材料。 - (2)前記被覆層が、炭化ハフニウムに代えて、基材と
の界面部分が炭化珪素又は炭化珪素と炭化ハフニウムの
複合物であり、表面部分が炭化ハフニウムであつて、基
材との界面部分から表面部分まで組成がほぼ連続的に変
化した傾斜組成の被覆層であることを特徴とする、請求
項(1)記載の被覆炭素繊維強化複合材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1339557A JPH03199172A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 被覆炭素繊維強化複合材料 |
| DE69008140T DE69008140T2 (de) | 1989-12-27 | 1990-12-07 | Kohlefaserverstärktes Verbundmaterial. |
| EP90123565A EP0435039B1 (en) | 1989-12-27 | 1990-12-07 | Carbon fiber-reinforced composite material |
| US07/895,458 US5254397A (en) | 1989-12-27 | 1992-06-08 | Carbon fiber-reinforced composite material having a gradient carbide coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1339557A JPH03199172A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 被覆炭素繊維強化複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03199172A true JPH03199172A (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=18328598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1339557A Pending JPH03199172A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 被覆炭素繊維強化複合材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0435039B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03199172A (ja) |
| DE (1) | DE69008140T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10222258A1 (de) * | 2002-03-22 | 2003-10-09 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Verbundkeramikkörper sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2668480B1 (fr) * | 1990-10-26 | 1993-10-08 | Propulsion Ste Europeenne | Procede pour la protection anti-oxydation d'un materiau composite contenant du carbone, et materiau ainsi protege. |
| JP3182212B2 (ja) * | 1991-05-21 | 2001-07-03 | アブコウ・コーポレイション | 高密度化多孔質ビレットを製造する方法及び多孔質予備成形体の高密度化方法 |
| RU2082694C1 (ru) * | 1992-12-18 | 1997-06-27 | Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита | Способ получения защитных покрытий на материалах и изделиях с углеродсодержащей основой |
| US7153586B2 (en) | 2003-08-01 | 2006-12-26 | Vapor Technologies, Inc. | Article with scandium compound decorative coating |
| US20070026205A1 (en) | 2005-08-01 | 2007-02-01 | Vapor Technologies Inc. | Article having patterned decorative coating |
| CN104109912A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-10-22 | 东华大学 | 一种硼化锆-硅复合陶瓷纤维的制备方法 |
| DE102015100441A1 (de) | 2015-01-13 | 2016-07-14 | Airbus Defence and Space GmbH | Struktur oder Bauteil für Hochtemperaturanwendungen sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung derselben |
| CN110304924B (zh) * | 2019-06-18 | 2021-12-14 | 平顶山学院 | 一种层状结构碳化硅复合材料及其制备方法 |
| CN114507078B (zh) * | 2022-02-21 | 2023-03-28 | 江西信达航科新材料科技有限公司 | 相变材料改性碳纤维增强碳化铪陶瓷材料的制备方法 |
| CN118878352A (zh) * | 2024-07-12 | 2024-11-01 | 中南大学 | 一种c/c复合材料耐烧蚀新型梯度复合涂层及制备方法 |
| CN120923269A (zh) * | 2025-08-13 | 2025-11-11 | 安顿雷纳新材料(江苏)有限公司 | 一种耐磨多层碳基复合材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2211488A (en) * | 1987-10-01 | 1989-04-06 | Gte Laboratories Incorporated | Oxidation resistant, high temperature thermal cyling resistant coatings on silicon-based substrates and process for the production thereof |
| FR2635773B1 (fr) * | 1988-08-31 | 1992-02-14 | Aerospatiale | Materiau composite a fibres de renforcement en carbone et son procede de fabrication |
| JP3007936B2 (ja) * | 1989-07-27 | 2000-02-14 | 日石三菱株式会社 | 炭素材料の製造法 |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP1339557A patent/JPH03199172A/ja active Pending
-
1990
- 1990-12-07 DE DE69008140T patent/DE69008140T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-07 EP EP90123565A patent/EP0435039B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10222258A1 (de) * | 2002-03-22 | 2003-10-09 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Verbundkeramikkörper sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen |
| US7179532B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-02-20 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Composite ceramic body and method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0435039A1 (en) | 1991-07-03 |
| DE69008140D1 (de) | 1994-05-19 |
| DE69008140T2 (de) | 1994-08-25 |
| EP0435039B1 (en) | 1994-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5254397A (en) | Carbon fiber-reinforced composite material having a gradient carbide coating | |
| Naslain et al. | CVD-processing of ceramic-ceramic composite materials | |
| US4487799A (en) | Pyrolytic graphite pretreatment for carbon-carbon composites | |
| CN107540400A (zh) | 一种具有复合界面的SiCf/SiC陶瓷基复合材料 | |
| CN101528636A (zh) | 由含有修复和偏移裂纹的基体相的陶瓷基体复合材料制成的部件的制造方法 | |
| JPH0551268A (ja) | 繊維強化傾斜機能材料 | |
| US11702369B2 (en) | Method of fabricating a ceramic composite | |
| CN103898499A (zh) | 一种由先驱体转化法制备SiC/Al2O3涂层的方法 | |
| US4979019A (en) | Printed circuit board with inorganic insulating matrix | |
| EP0435039B1 (en) | Carbon fiber-reinforced composite material | |
| Tang et al. | Self-densification behavior, interfacial bonding and cyclic ablation resistance of HfSi2-ZrSi2 modified SiC/ZrB2-SiC/SiC coating for Cf/SiC composite | |
| JP4539014B2 (ja) | 耐酸化性c/c複合材及びその製造方法 | |
| GB2241943A (en) | Surface-coated sic whiskers | |
| CN102659451B (zh) | CVD SiC/SiO2梯度抗氧化复合涂层及其制备方法 | |
| Lackey et al. | Laminated C‐SiC matrix composites produced by CVI | |
| Hirano et al. | Thermal shock resistance of Si3N4SiC nanocomposites fabricated from amorphous Si-CN precursor powders | |
| Kawai et al. | Fabrication of C/SiC composites by an electrodeposition/sintering method and the control of the properties | |
| JP2660346B2 (ja) | セラミックス複合材料 | |
| RU2471707C2 (ru) | Способ изготовления герметичных изделий из углерод-углеродного или углерод-карбидокремниевого композиционного материала | |
| JPH11314985A (ja) | 耐熱・耐酸化性炭素繊維強化炭素材料 | |
| JP3562989B2 (ja) | 溶射層を有する複合材およびその製造方法 | |
| JPH09201894A (ja) | 耐熱・耐酸化性炭素繊維強化炭素複合材料 | |
| JPH0380172A (ja) | 被覆炭素繊維強化複合材料 | |
| JP3031853B2 (ja) | 耐熱・耐酸化性炭素材料 | |
| JP2976369B2 (ja) | 耐酸化性炭素繊維強化炭素複合材料 |