JPH0455991B2 - - Google Patents
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- JPH0455991B2 JPH0455991B2 JP59058653A JP5865384A JPH0455991B2 JP H0455991 B2 JPH0455991 B2 JP H0455991B2 JP 59058653 A JP59058653 A JP 59058653A JP 5865384 A JP5865384 A JP 5865384A JP H0455991 B2 JPH0455991 B2 JP H0455991B2
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- mesocarbon
- fibers
- carbon
- carbon fiber
- fiber
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭素繊維強化炭素複合材料に関するも
のである。詳しくは簡便な方法で製造でき、優れ
た物性を有する炭素繊維強化炭素複合材料に関す
るものである。 炭素繊維強化炭素複合材料（以下Ｃ／Ｃ複合材
と略す）は、軽量、高強度であり、耐熱、耐食性
に優れているという特徴を活かして、ロケツトノ
ズル、ノーズコーン、航空機のデイスク・ブレー
キなどの航空宇宙材料や発熱体、ホツトプレス鋳
型、その他の機械部品、原子炉用部材等に用いら
れている。 従来Ｃ／Ｃ複合材は、予め炭素繊維に樹脂、ピ
ツチ等の有機物マトリツクスを含浸しておき、成
形、硬化した後炭化、黒鉛化する方法、あるいは
化学気相蒸着法（以下CVD法と略す）により炭
素繊維間に熱分解炭素を充填する方法等により製
造されている。 しかしながら、これらの方法はＣ／Ｃ複合材を
賦形化するのに含浸、成形、硬化あるいは熱分解
炭素を充填するのに長時間を要するなど、非常に
煩雑な工程と労力を要するものである。 本発明者は、この様な点に留意し、効率的、且
つ簡略な製法で得られるＣ／Ｃ複合材について鋭
意検討した結果、ピツチとコークスの両特性を兼
ね備えたメソカーボンを炭素質繊維と又は黒鉛質
繊維と組合せることにより、含浸、成形、硬化等
の煩雑な労力を省き、さらにメソカーボンのみで
成形された炭素材料より飛躍的に強度が向上され
たＣ／Ｃ複合材が得られる事を見出し、本発明を
完成するに至つた。 即ち、本発明の要旨はピツチ類を約350〜500℃
の温度にて加熱処理し、分別して得られるメソカ
ーボンと炭素質繊維、又は黒鉛質繊維とを混合
し、成形し、加熱処理することにより得られる炭
素繊維強化炭素複合材料に存する。 以下本発明を説明するに、本発明で使用するメ
ソカーボンは石炭系タール・ピツチ、及び石油系
重質油ピツチを常法に従い、例えば、350〜500
℃、24時間以下程度加熱することによりピツチマ
トリツクス内に数ミクロンから数百ミクロンの球
体、あるいは、これらが合体成長したもの等のメ
ソカーボンを生成させ、次いで溶剤等によりピツ
チマトリツクスを分離除去することによつて容易
に得ることができる。炭素質繊維あるいは黒鉛質
繊維としては、その起源を問わず、炭化あるいは
黒鉛化処理によつて得られるものであればよい。
これら炭素質繊維、あるいは黒鉛質繊維などの長
繊維を揃えてメソカーボンとともに配列するか、
又は上記繊維の短繊維をメソカーボンとともに分
散させて例えば、プレス成形した後に、あるい
は、ホツトプレス成形の如く、成形と同時に500
℃以上で加熱処理し、更に適宜公知の方法で炭
化、黒鉛化する方法によりＣ／Ｃ複合材を得るこ
とができる。 このようにして得たメソカーボンをＣ／Ｃ複合
材のマトリツクスとして用いた場合、従来のＣ／
Ｃ複合材の様にまず炭素繊維を樹脂又はピツチで
含浸、あるいは混合し、次に長繊維の場合はフイ
ラメント・ワインデイング、あるいは短繊維の場
合はそのままで成形、硬化するという煩雑な工程
を省くことができる。しかも、メソカーボンのみ
で成形した場合に比し炭素繊維とともに成形した
場合は曲げ強度は約５〜10倍と飛躍的に増大す
る。 実施例 60×30mmのダイスにコールタールピツチを430
℃、90分間加熱処理後、溶剤により分離して得ら
れるメソカーボンと市販のPAN系高強度炭素繊
維を交互に積み重ね、室温にて、30MPaの圧力
で成形した。それをダイスごと炉の中に入れホツ
トプレスした。昇温速度は次の３段階とした。す
なわち、０〜300℃までは10℃／min、300〜400
℃までは１〜２℃／min、400〜600℃までは２〜
３℃／minである。 加圧開始温度は500℃とし、500〜600℃まで一
定圧をかけた。降温時は400℃で加圧をやめて炉
から出し、ダイスからサンプルを取り出した。ホ
ツトプレス圧は30MPaである。 以上の条件で、メソカーボンとPAN系高強度
炭素繊維を混合の場合の炭素繊維含有率（以下
Vf）をVf＝０、１、２、３、４％と変え、圧力
30MPaでホツトプレスをして試片をそれぞれ作
成した。 これらの試片から30×７×３mmの試験片を切り
出し、これらの曲げ強度を測定した。その結果を
第１表に示した。 このように光学的異方性小球体をＣ／Ｃ複合材
のマトリツクスとして用いた場合、従来の様にま
ず炭素繊維を樹脂、又はピツチで含浸し、次に長
繊維の場合はフイラメント・ワインデイング、あ
るいは短繊維の場合はそのままで成形、硬化する
という煩雑な工程を省くことができる。しかも、
メソカーボンのみで成形した場合に比し炭素繊維
とともに成形した場合は曲げ強度は約５〜10倍と
飛躍的に増大することがわかる。 【表】
のである。詳しくは簡便な方法で製造でき、優れ
た物性を有する炭素繊維強化炭素複合材料に関す
るものである。 炭素繊維強化炭素複合材料（以下Ｃ／Ｃ複合材
と略す）は、軽量、高強度であり、耐熱、耐食性
に優れているという特徴を活かして、ロケツトノ
ズル、ノーズコーン、航空機のデイスク・ブレー
キなどの航空宇宙材料や発熱体、ホツトプレス鋳
型、その他の機械部品、原子炉用部材等に用いら
れている。 従来Ｃ／Ｃ複合材は、予め炭素繊維に樹脂、ピ
ツチ等の有機物マトリツクスを含浸しておき、成
形、硬化した後炭化、黒鉛化する方法、あるいは
化学気相蒸着法（以下CVD法と略す）により炭
素繊維間に熱分解炭素を充填する方法等により製
造されている。 しかしながら、これらの方法はＣ／Ｃ複合材を
賦形化するのに含浸、成形、硬化あるいは熱分解
炭素を充填するのに長時間を要するなど、非常に
煩雑な工程と労力を要するものである。 本発明者は、この様な点に留意し、効率的、且
つ簡略な製法で得られるＣ／Ｃ複合材について鋭
意検討した結果、ピツチとコークスの両特性を兼
ね備えたメソカーボンを炭素質繊維と又は黒鉛質
繊維と組合せることにより、含浸、成形、硬化等
の煩雑な労力を省き、さらにメソカーボンのみで
成形された炭素材料より飛躍的に強度が向上され
たＣ／Ｃ複合材が得られる事を見出し、本発明を
完成するに至つた。 即ち、本発明の要旨はピツチ類を約350〜500℃
の温度にて加熱処理し、分別して得られるメソカ
ーボンと炭素質繊維、又は黒鉛質繊維とを混合
し、成形し、加熱処理することにより得られる炭
素繊維強化炭素複合材料に存する。 以下本発明を説明するに、本発明で使用するメ
ソカーボンは石炭系タール・ピツチ、及び石油系
重質油ピツチを常法に従い、例えば、350〜500
℃、24時間以下程度加熱することによりピツチマ
トリツクス内に数ミクロンから数百ミクロンの球
体、あるいは、これらが合体成長したもの等のメ
ソカーボンを生成させ、次いで溶剤等によりピツ
チマトリツクスを分離除去することによつて容易
に得ることができる。炭素質繊維あるいは黒鉛質
繊維としては、その起源を問わず、炭化あるいは
黒鉛化処理によつて得られるものであればよい。
これら炭素質繊維、あるいは黒鉛質繊維などの長
繊維を揃えてメソカーボンとともに配列するか、
又は上記繊維の短繊維をメソカーボンとともに分
散させて例えば、プレス成形した後に、あるい
は、ホツトプレス成形の如く、成形と同時に500
℃以上で加熱処理し、更に適宜公知の方法で炭
化、黒鉛化する方法によりＣ／Ｃ複合材を得るこ
とができる。 このようにして得たメソカーボンをＣ／Ｃ複合
材のマトリツクスとして用いた場合、従来のＣ／
Ｃ複合材の様にまず炭素繊維を樹脂又はピツチで
含浸、あるいは混合し、次に長繊維の場合はフイ
ラメント・ワインデイング、あるいは短繊維の場
合はそのままで成形、硬化するという煩雑な工程
を省くことができる。しかも、メソカーボンのみ
で成形した場合に比し炭素繊維とともに成形した
場合は曲げ強度は約５〜10倍と飛躍的に増大す
る。 実施例 60×30mmのダイスにコールタールピツチを430
℃、90分間加熱処理後、溶剤により分離して得ら
れるメソカーボンと市販のPAN系高強度炭素繊
維を交互に積み重ね、室温にて、30MPaの圧力
で成形した。それをダイスごと炉の中に入れホツ
トプレスした。昇温速度は次の３段階とした。す
なわち、０〜300℃までは10℃／min、300〜400
℃までは１〜２℃／min、400〜600℃までは２〜
３℃／minである。 加圧開始温度は500℃とし、500〜600℃まで一
定圧をかけた。降温時は400℃で加圧をやめて炉
から出し、ダイスからサンプルを取り出した。ホ
ツトプレス圧は30MPaである。 以上の条件で、メソカーボンとPAN系高強度
炭素繊維を混合の場合の炭素繊維含有率（以下
Vf）をVf＝０、１、２、３、４％と変え、圧力
30MPaでホツトプレスをして試片をそれぞれ作
成した。 これらの試片から30×７×３mmの試験片を切り
出し、これらの曲げ強度を測定した。その結果を
第１表に示した。 このように光学的異方性小球体をＣ／Ｃ複合材
のマトリツクスとして用いた場合、従来の様にま
ず炭素繊維を樹脂、又はピツチで含浸し、次に長
繊維の場合はフイラメント・ワインデイング、あ
るいは短繊維の場合はそのままで成形、硬化する
という煩雑な工程を省くことができる。しかも、
メソカーボンのみで成形した場合に比し炭素繊維
とともに成形した場合は曲げ強度は約５〜10倍と
飛躍的に増大することがわかる。 【表】
Claims (1)
- １ ピツチ類を約350〜500℃の温度にて加熱処理
し、分別して得られるメソカーボンと炭素質繊維
又は黒鉛質繊維とを混合し、成形し、加熱処理す
ることにより得られる炭素繊維強化炭素複合材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058653A JPS60200867A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 炭素繊維強化炭素複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058653A JPS60200867A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 炭素繊維強化炭素複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200867A JPS60200867A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0455991B2 true JPH0455991B2 (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=13090543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59058653A Granted JPS60200867A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 炭素繊維強化炭素複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200867A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0768064B2 (ja) * | 1986-05-21 | 1995-07-26 | 東燃株式会社 | 炭素繊維強化複合材料 |
| JPH0323265A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-31 | Akebono Brake Res & Dev Center Ltd | 摩擦材用ハイブリッドｃ／ｃコンポジットとその製法 |
| US5169718A (en) * | 1989-06-22 | 1992-12-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sliding member |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP59058653A patent/JPS60200867A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60200867A (ja) | 1985-10-11 |
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