JPH0421566A - 炭素繊維／炭化珪素系複合材料の製造方法 - Google Patents
炭素繊維／炭化珪素系複合材料の製造方法Info
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- JPH0421566A JPH0421566A JP2121213A JP12121390A JPH0421566A JP H0421566 A JPH0421566 A JP H0421566A JP 2121213 A JP2121213 A JP 2121213A JP 12121390 A JP12121390 A JP 12121390A JP H0421566 A JPH0421566 A JP H0421566A
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Ceramic Products (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〕
本発明は炭素繊維／炭化珪素系複合材料の製造方法に関
し、宇宙往還機、極超音速機、スペースブレーン等の高
速飛翔体の空力加熱により１０００℃を超えるような部
位、産業ガスタービン、ジェットエンジン、エアーター
ボラムジェットエンジン、スクラムジェットエンジン、
ＬＡＣＥ、ロケットエンジン等の航空機及びスペースプ
レーン用エンジンの高温部位に有利に適用できる複合材
料の製造方法に関する。
し、宇宙往還機、極超音速機、スペースブレーン等の高
速飛翔体の空力加熱により１０００℃を超えるような部
位、産業ガスタービン、ジェットエンジン、エアーター
ボラムジェットエンジン、スクラムジェットエンジン、
ＬＡＣＥ、ロケットエンジン等の航空機及びスペースプ
レーン用エンジンの高温部位に有利に適用できる複合材
料の製造方法に関する。
炭素繊維／炭化珪素系複合材料は炭素繊維で強化された
炭化珪素材料で、比強度、比剛性が高く、耐熱性に優れ
、かつ耐熱衝撃性、高アブレージヨン性、化学的安定性
などに優れており、高温環境下での材料として魅力のあ
る材料といえる。この複合材料の製造法としてＣＶＩ（
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ １ｎｆｉｌｔｒａｔｉ
ｏｎ）法がよく知られている。この方法は繊維の東や中
間成形体の空隙にＣＶ Ｄ （ｃｈｅｍｉｃ ｖａｐｏ
ｒ ｃｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、マトリックス成
分を浸透、充填することによって複合材料を得ている。
炭化珪素材料で、比強度、比剛性が高く、耐熱性に優れ
、かつ耐熱衝撃性、高アブレージヨン性、化学的安定性
などに優れており、高温環境下での材料として魅力のあ
る材料といえる。この複合材料の製造法としてＣＶＩ（
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ １ｎｆｉｌｔｒａｔｉ
ｏｎ）法がよく知られている。この方法は繊維の東や中
間成形体の空隙にＣＶ Ｄ （ｃｈｅｍｉｃ ｖａｐｏ
ｒ ｃｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、マトリックス成
分を浸透、充填することによって複合材料を得ている。
すなわち、予め所定の形状に編まれた炭素繊維の中間成
形体等の空隙に５ＩＣＩ４ 、 ＣＨ４からなるＣＶＤ
原料ガスを流し繊維表面に５ｉＣＬ ＋［：Ｈ４→ｓｉ
ｃ＋４Ｈ［：Ｉの反応により、ＳｉＣを析出させている
。
形体等の空隙に５ＩＣＩ４ 、 ＣＨ４からなるＣＶＤ
原料ガスを流し繊維表面に５ｉＣＬ ＋［：Ｈ４→ｓｉ
ｃ＋４Ｈ［：Ｉの反応により、ＳｉＣを析出させている
。
前述のＣＶＩ法では繊維表面にＳｉＣを原子単位で析出
させるので、繊維との密着性は良好で寸法安定性もある
。この方法の最大の欠点は析出の進行と共にガスの通過
する孔が小さくなり、析出速度が急激に低下することで
ある。
させるので、繊維との密着性は良好で寸法安定性もある
。この方法の最大の欠点は析出の進行と共にガスの通過
する孔が小さくなり、析出速度が急激に低下することで
ある。
本発明が対象とする方法は上記の欠点を有するＣＶＩ法
によらず、粉末スラリー法を適用して複合材料を製造し
ようとするものであるが、この方法では繊維、特に連続
繊維を用いた場合、繊維の隙間にマトリックスのセラミ
ックス粉末を均一に充填することは困難であるという問
題がある。
によらず、粉末スラリー法を適用して複合材料を製造し
ようとするものであるが、この方法では繊維、特に連続
繊維を用いた場合、繊維の隙間にマトリックスのセラミ
ックス粉末を均一に充填することは困難であるという問
題がある。
本発明は上記技術水準に鑑み、特に粉末スラリー法を適
用するに際して上記欠点のない炭素繊維／炭化珪素系複
合材料を製造しつる方法を提供しようとするものである
。
用するに際して上記欠点のない炭素繊維／炭化珪素系複
合材料を製造しつる方法を提供しようとするものである
。
本発明は炭化珪素、炭素及び珪素の混合粉末のスラリー
と炭素繊維からなるプリフォームを珪素の融点以上で加
圧焼成することを特徴とする炭素繊維／炭化珪素系複合
材料の製造方法である。
と炭素繊維からなるプリフォームを珪素の融点以上で加
圧焼成することを特徴とする炭素繊維／炭化珪素系複合
材料の製造方法である。
すなわち、本発明方法では、粉末のスラリーとしてＳｉ
Ｃ、Ｓｉ、 Ｃの混合粉末を用い、焼成温度をＳｉの融
点（１４１４℃）以上とし、Ｓｉの液相を一時的に生成
させ、加圧することによりマトリックスの稠密化を図る
とともに、高温に加熱保持し、ＳｉとＣを反応させＳｉ
Ｃとし、ＳｉＣマトリックス中に炭素繊維が配向分散し
た複合材料を得るものである。
Ｃ、Ｓｉ、 Ｃの混合粉末を用い、焼成温度をＳｉの融
点（１４１４℃）以上とし、Ｓｉの液相を一時的に生成
させ、加圧することによりマトリックスの稠密化を図る
とともに、高温に加熱保持し、ＳｉとＣを反応させＳｉ
Ｃとし、ＳｉＣマトリックス中に炭素繊維が配向分散し
た複合材料を得るものである。
上記方法によって加圧焼成温度をＳｉの融点以上に保持
することにより、いわゆる液相焼結機構でマトリックス
が稠密化するとともに溶融したＳｉと活性なＣ粉末が反
応してＳｉＣが生成し、マトリックス全体がＳｉＣとな
る。
することにより、いわゆる液相焼結機構でマトリックス
が稠密化するとともに溶融したＳｉと活性なＣ粉末が反
応してＳｉＣが生成し、マトリックス全体がＳｉＣとな
る。
アクリル樹脂を容量で５％溶解させたメチレンクロライ
ド中へ配合組成（重量） ＳｉＣ粉末７０％、Ｓｉ粉末
２１％、Ｃ粉末９％の混合粉末を浮遊させたスラリー浴
に、ピッチ系の高弾性炭素繊維の東を開繊しながら浸漬
させ、繊維束中にスラリーを十分含浸させた後、繊維束
を弓上げ、さらにテフロン製ノズルを通して余剰のスラ
リーを除去し、治具にすき間なく配列させ、炭素繊維と
ブレンド粉末からなる板状の予備成形体（プリフォーム
）を得た。
ド中へ配合組成（重量） ＳｉＣ粉末７０％、Ｓｉ粉末
２１％、Ｃ粉末９％の混合粉末を浮遊させたスラリー浴
に、ピッチ系の高弾性炭素繊維の東を開繊しながら浸漬
させ、繊維束中にスラリーを十分含浸させた後、繊維束
を弓上げ、さらにテフロン製ノズルを通して余剰のスラ
リーを除去し、治具にすき間なく配列させ、炭素繊維と
ブレンド粉末からなる板状の予備成形体（プリフォーム
）を得た。
次いで予備成形体をホットプレスにて真空中でプレス成
形（１４５０℃、１００ ｋｇｆ／ｃｍ’） した後、
真空炉中で１５００℃、３時間焼成した。
形（１４５０℃、１００ ｋｇｆ／ｃｍ’） した後、
真空炉中で１５００℃、３時間焼成した。
その結果、炭素繊維の体積率５０％、ＳｉＣマトリック
スの複合材料を得た。
スの複合材料を得た。
この実施例により気孔率１％以下の炭素繊維／炭化珪素
系複合材料が得られた。
系複合材料が得られた。
本発明により炭素繊維間のＳｉＣマトリックスが緻密に
充填され、気孔率の小さな炭素繊維／炭化珪素系複合材
料が得られる。
充填され、気孔率の小さな炭素繊維／炭化珪素系複合材
料が得られる。
Claims (1)
- 炭化珪素、炭素及び珪素の混合粉末のスラリーと炭素繊
維からなるプリフォームを珪素の融点以上で加圧焼成す
ることを特徴とする炭素繊維／炭化珪素系複合材料の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121213A JPH0421566A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 炭素繊維／炭化珪素系複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121213A JPH0421566A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 炭素繊維／炭化珪素系複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0421566A true JPH0421566A (ja) | 1992-01-24 |
Family
ID=14805679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2121213A Pending JPH0421566A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 炭素繊維／炭化珪素系複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0421566A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017014033A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | クアーズテック株式会社 | 強化用繊維材料及びその製造方法、並びに繊維強化セラミックス複合材料 |
-
1990
- 1990-05-14 JP JP2121213A patent/JPH0421566A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017014033A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | クアーズテック株式会社 | 強化用繊維材料及びその製造方法、並びに繊維強化セラミックス複合材料 |
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