JPH0437648A - カーボン・カーボン系複合材料の製造方法 - Google Patents
カーボン・カーボン系複合材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH0437648A JPH0437648A JP2138597A JP13859790A JPH0437648A JP H0437648 A JPH0437648 A JP H0437648A JP 2138597 A JP2138597 A JP 2138597A JP 13859790 A JP13859790 A JP 13859790A JP H0437648 A JPH0437648 A JP H0437648A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- powder
- composite material
- fibers
- borosilicate glass
- 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
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 19
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- -1 pitch Chemical compound 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- 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〕
本発明はカーボン・カーボン系複合材料の製造方法に関
し、宇宙往還機、極超音速機、スペースプレーン等の高
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、スペースプレーン等の高
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。
カーボン・カーボン系複合材料は炭素繊維で強化された
炭素材料で、比強度、比剛性が高く、また強化繊維及び
マ） ＩＪソックス共に炭素であることから耐熱性に優
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。このカーボン・カーボン系複合材料
の製造方法としては、製品の使用目的に合わせ様々な方
法が開発されているが、第１図に示す方法が基本的なも
のである。
炭素材料で、比強度、比剛性が高く、また強化繊維及び
マ） ＩＪソックス共に炭素であることから耐熱性に優
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。このカーボン・カーボン系複合材料
の製造方法としては、製品の使用目的に合わせ様々な方
法が開発されているが、第１図に示す方法が基本的なも
のである。
その中で一般的に行われている方法としては炭素繊維の
中間成形体にフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂また
はピッチのような熱可塑性樹脂を含浸させて熱処理によ
り樹脂を炭化させる方法が多用されている。
中間成形体にフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂また
はピッチのような熱可塑性樹脂を含浸させて熱処理によ
り樹脂を炭化させる方法が多用されている。
カーボン・カーボン系複合材料は而（熱性は１６５０℃
以上を有しているが、耐酸化性に乏しく、一般には６５
０℃くらいから酸化が顕著となる。耐酸化性を向上させ
るたｙ〕に一例として炭化珪素を表面コーティングし、
さらにコ−ティングのマイクロクラック及びコーティン
グと母材の層間で起る酸化を防止するためにテトラオル
ソシリケートを含浸、硬化させる方法が適用されている
。しかし、これらの表面処理も耐久性の面では不十分で
あり、恒久的な耐酸化コーティング法やカーボン・カー
ボン系複合材料それ自体の耐酸化性を向上せしめる方法
の開発が必要である。
以上を有しているが、耐酸化性に乏しく、一般には６５
０℃くらいから酸化が顕著となる。耐酸化性を向上させ
るたｙ〕に一例として炭化珪素を表面コーティングし、
さらにコ−ティングのマイクロクラック及びコーティン
グと母材の層間で起る酸化を防止するためにテトラオル
ソシリケートを含浸、硬化させる方法が適用されている
。しかし、これらの表面処理も耐久性の面では不十分で
あり、恒久的な耐酸化コーティング法やカーボン・カー
ボン系複合材料それ自体の耐酸化性を向上せしめる方法
の開発が必要である。
従来のカーボン・カーボン系複合材料は強化繊維及びマ
） ＩＪフックスもに炭素であるため耐酸化性に劣る。
） ＩＪフックスもに炭素であるため耐酸化性に劣る。
大気中では６５０℃以上になると酸化損耗は顕著になる
。
。
またカーボン・カーボン系複合材料は一般に１０％（体
積率）程度以下の気孔が残存するが、気孔部を通じて酸
化が優先的に内部に進行しやすい。
積率）程度以下の気孔が残存するが、気孔部を通じて酸
化が優先的に内部に進行しやすい。
本発明は上記技術水準に謹み、耐酸化性の向上したカー
ボン・カーボン系複合材料の製造方法を提供しようとす
るものである。
ボン・カーボン系複合材料の製造方法を提供しようとす
るものである。
本発明は炭素繊維と、炭素粉末、金属珪素粉末、ほう珪
酸ガラス粉末及びアルミニウム粉末よりなる予備成形体
を加熱焼成することを特徴とするカーボン・カーボン系
複合材料の製造方法である。
酸ガラス粉末及びアルミニウム粉末よりなる予備成形体
を加熱焼成することを特徴とするカーボン・カーボン系
複合材料の製造方法である。
すなわち、本発明方法はマ）ＩＪフックス炭素と炭化珪
素の複合系とするために炭素繊維と炭素粉末、金属珪素
粉末、ほう珪酸ガラス粉末及びアルミニウム粉末とから
なる予備成形体を作り、これをプレス成形後焼成するこ
とにより、炭素マトリックス中に炭化珪素を析出させる
とともに気孔中に炭化珪素のウィスカを生成させるもの
である。この際Ａ１はほう珪酸ガラスと反応してＡ１．
０３となるが、ガラスのＳｉを一部置換し、生成したＳ
ｉがＣと反応して炭化珪素ウィスカを生成すると考えら
れる。
素の複合系とするために炭素繊維と炭素粉末、金属珪素
粉末、ほう珪酸ガラス粉末及びアルミニウム粉末とから
なる予備成形体を作り、これをプレス成形後焼成するこ
とにより、炭素マトリックス中に炭化珪素を析出させる
とともに気孔中に炭化珪素のウィスカを生成させるもの
である。この際Ａ１はほう珪酸ガラスと反応してＡ１．
０３となるが、ガラスのＳｉを一部置換し、生成したＳ
ｉがＣと反応して炭化珪素ウィスカを生成すると考えら
れる。
更に、ほう珪酸ガラスはアルミノ・シリケートガラスへ
と変性することにより酸化防止機能や靭性付与が保持さ
れる。
と変性することにより酸化防止機能や靭性付与が保持さ
れる。
前述のように炭素繊維と炭素粉末、金属珪素粉末、ほう
珪酸ガラス粉末及びアルミニウム粉末からなる予備成形
体を焼成することにより、炭素粉末と金属珪素粉末の反
応によりマｌ−ＩＪソックス中炭化珪素が生成し、ガラ
ス、アルミニウム及び炭素の反応により残存気孔中に炭
化珪素ウィスカが生成したカーボン・カーボン系複合材
料を冑る。
珪酸ガラス粉末及びアルミニウム粉末からなる予備成形
体を焼成することにより、炭素粉末と金属珪素粉末の反
応によりマｌ−ＩＪソックス中炭化珪素が生成し、ガラ
ス、アルミニウム及び炭素の反応により残存気孔中に炭
化珪素ウィスカが生成したカーボン・カーボン系複合材
料を冑る。
〔実施例ニ
アクリル樹脂を容量で５％溶解させたメチレンクロライ
ド巾へ、配合組成、炭素粉末５０％、珪素粉末３０％、
ほう珪酸ガラス粉末１０・％、アルミニウム粉末１０％
のブレンド粉末を浮遊させたスラリー浴にピッチ系の高
弾性率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東を引上げ、さらに
テフロン製ノズルを通して余剰のスラＩＪ−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を得た。
ド巾へ、配合組成、炭素粉末５０％、珪素粉末３０％、
ほう珪酸ガラス粉末１０・％、アルミニウム粉末１０％
のブレンド粉末を浮遊させたスラリー浴にピッチ系の高
弾性率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東を引上げ、さらに
テフロン製ノズルを通して余剰のスラＩＪ−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を得た。
次いで予備成形体を金型に入れ１００ ｋｇｆ／ｃｍ２
でプレス成形した後、コークスズリーズ中に埋没させ１
５００℃、３時間焼成した。その結果、炭素繊維の堆積
含有率５０％でマ） ＩＪワックス成がＣ，ＳｉＯ，ガ
ラス、及びＡｌ２Ｏ３からなるカーボン・カーボン系複
合材料を得た。
でプレス成形した後、コークスズリーズ中に埋没させ１
５００℃、３時間焼成した。その結果、炭素繊維の堆積
含有率５０％でマ） ＩＪワックス成がＣ，ＳｉＯ，ガ
ラス、及びＡｌ２Ｏ３からなるカーボン・カーボン系複
合材料を得た。
前述の実施例から製造した複合材料は１２００℃、大気
中加熱の酸化試験の結果、従来法で製造したカーボン・
カーボン複合材料に比べて格段に優れた耐酸化製を示し
た。
中加熱の酸化試験の結果、従来法で製造したカーボン・
カーボン複合材料に比べて格段に優れた耐酸化製を示し
た。
本発明の製造方法では、予備成形体に珪素粉末及びアル
ミニウム粉末及びほう珪酸ガラスが含められているので
、これらが焼成時に溶融し、時的に液相が生成するので
、焼結性を高める。
ミニウム粉末及びほう珪酸ガラスが含められているので
、これらが焼成時に溶融し、時的に液相が生成するので
、焼結性を高める。
第１図は従来法のカーボン・カーボン複合材料の製造工
程を示す図である。
程を示す図である。
Claims (1)
- 炭素繊維と、炭素粉末、金属珪素粉末、ほう珪酸ガラ
ス粉末及びアルミニウム粉末よりなる予備成形体を加熱
焼成することを特徴とするカーボン・カーボン系複合材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2138597A JPH0437648A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | カーボン・カーボン系複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2138597A JPH0437648A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | カーボン・カーボン系複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437648A true JPH0437648A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15225812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2138597A Pending JPH0437648A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | カーボン・カーボン系複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0437648A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119390468A (zh) * | 2025-01-06 | 2025-02-07 | 北京优材百慕航空器材有限公司 | 一种碳/碳复合材料及其制备方法 |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP2138597A patent/JPH0437648A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119390468A (zh) * | 2025-01-06 | 2025-02-07 | 北京优材百慕航空器材有限公司 | 一种碳/碳复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110330351B (zh) | 一种SiC纤维增强SiC陶瓷基零件的制备方法及产品 | |
| US3936535A (en) | Method of producing fiber-reinforced composite members | |
| EP0417676B1 (en) | Ceramic composite valve for internal combustion engines and the like | |
| US5350545A (en) | Method of fabrication of composites | |
| US7374709B2 (en) | Method of making carbon/ceramic matrix composites | |
| US4428763A (en) | Transfer molding method of producing fiber reinforced glass matrix composite articles | |
| CN106866164B (zh) | 一种基于纤维增强陶瓷先驱体3d打印技术的陶瓷复合材料成形方法 | |
| US4704332A (en) | Lightweight fiber reinforced high temperature stable glass-ceramic abradable seal | |
| CN108424160A (zh) | 一种短周期碳化硅纤维增强碳化硅复合材料的制备方法 | |
| US20150004324A1 (en) | Process for smoothing the surface of a part made of cmc material | |
| JP6276514B2 (ja) | セラミックマトリックス複合材料内の内部キャビティ及びそのためのマンドレルを作成する方法 | |
| JP2007535461A (ja) | 炭素繊維強化のセラミックの複合体の製造方法 | |
| US6121169A (en) | Porous interfacial coating for fiber reinforced ceramic matrix composites | |
| CN108485181A (zh) | 一种碳化硅-聚醚醚酮为基体的纤维增强复合材料及其制备方法 | |
| JPH0543364A (ja) | 耐酸化性炭素繊維強化炭素複合材料及びその製造方法 | |
| CN107226707A (zh) | 一种SiC/Si‑B‑C‑Zr陶瓷基复合材料的制备方法 | |
| CN114230347A (zh) | 连续纤维增强ZrC/SiC复合零件的制备方法及产品 | |
| JPH0437648A (ja) | カーボン・カーボン系複合材料の製造方法 | |
| KR100520436B1 (ko) | 탄소/탄소 복합재료의 내산화 복합코팅방법 | |
| CN119638467A (zh) | 一种中间相沥青碳基体改性高导热C/SiC复合材料及其制备方法 | |
| CN103722784B (zh) | 一种叠层树脂填充混杂复合材料的制备方法 | |
| KR100520435B1 (ko) | 탄소/탄소 복합재료의 내산화 코팅방법 | |
| JPH0421567A (ja) | カーボン・カーボン系複合材料の製造方法 | |
| CN110550963B (zh) | 薄壁C/SiC延伸段制备方法 | |
| JPH0578172A (ja) | 超耐環境性炭素繊維強化複合材料及びその製造方法 |