JPH0461815B2 - - Google Patents
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- JPH0461815B2 JPH0461815B2 JP22702185A JP22702185A JPH0461815B2 JP H0461815 B2 JPH0461815 B2 JP H0461815B2 JP 22702185 A JP22702185 A JP 22702185A JP 22702185 A JP22702185 A JP 22702185A JP H0461815 B2 JPH0461815 B2 JP H0461815B2
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- composite material
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
- C03C14/002—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of fibres, filaments, yarns, felts or woven material
-
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- C03C2214/02—Fibres; Filaments; Yarns; Felts; Woven material
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- C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
- C03C2214/04—Particles; Flakes
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- C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
- C03C2214/34—Nature of the non-vitreous component comprising an impregnation by molten glass step
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- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製
造法に関し、詳しく炭化ケイ素繊維強化ガラス複
合材の炭化ケイ素繊維中にプラズマ溶射されたガ
ラスマトリツクスが充分に浸透され、空隙のない
軽量で弾性、強度、酸化安定性、耐熱性等の諸特
性に優れた炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製
造法に関する。
造法に関し、詳しく炭化ケイ素繊維強化ガラス複
合材の炭化ケイ素繊維中にプラズマ溶射されたガ
ラスマトリツクスが充分に浸透され、空隙のない
軽量で弾性、強度、酸化安定性、耐熱性等の諸特
性に優れた炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製
造法に関する。
従来、耐熱構造用に用いられていたチタン等の
金属が不足し高騰化していることから、これら耐
熱構造用の金属の代替品として複合材が注目され
つつある。このような材料としては高強度繊維強
化セラミツクス複合材、高強度繊維強化樹脂複合
材および高強度繊維強化金属マトリツクス複合材
が開発され、これらの材料は航空機、ロケツト、
宇宙船各種の材料として広範な範囲に利用が見込
まれ期待されている。
金属が不足し高騰化していることから、これら耐
熱構造用の金属の代替品として複合材が注目され
つつある。このような材料としては高強度繊維強
化セラミツクス複合材、高強度繊維強化樹脂複合
材および高強度繊維強化金属マトリツクス複合材
が開発され、これらの材料は航空機、ロケツト、
宇宙船各種の材料として広範な範囲に利用が見込
まれ期待されている。
しかしながら、これらの複合材における問題の
一つとしては、その最高使用温度である。例えば
黒船繊維強化ガラスやアルミナ繊維強化ガラスの
ごとき複合材を用いることにより使用可能な温度
の上限がかなり上昇したが、未だ高い耐熱性を要
求される部位には充分ではない。また、黒船繊維
強化ガラスは高水準の強度、耐疲労性、破壊靱性
を有しているが、高温において、有害な繊維酸化
を受け易いという欠点がある。アルミナ繊維強化
ガラスのごとき複合材は、高温において酸化に関
しては安定なものの、強度、破壊靱性が充分でな
い。
一つとしては、その最高使用温度である。例えば
黒船繊維強化ガラスやアルミナ繊維強化ガラスの
ごとき複合材を用いることにより使用可能な温度
の上限がかなり上昇したが、未だ高い耐熱性を要
求される部位には充分ではない。また、黒船繊維
強化ガラスは高水準の強度、耐疲労性、破壊靱性
を有しているが、高温において、有害な繊維酸化
を受け易いという欠点がある。アルミナ繊維強化
ガラスのごとき複合材は、高温において酸化に関
しては安定なものの、強度、破壊靱性が充分でな
い。
このように耐熱性を始めとして、酸化安定性、
強度、破壊靱性に優れたものとして、炭化ケイ素
繊維強化ガラス複合材が着目されている。従来、
炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法として
は、粉末スラリー法により作製したプリフオーム
シートを用いて行なわれている。この粉末スラリ
ー法にあつては、ガラス粉末をポリビニルアルコ
ール等の樹脂を介して炭化ケイ素繊維に付着せし
めており、繊維間への浸透は不充分であり、炭化
ケイ素繊維とガラスとの密着性が充分でないとい
う欠点がある。 本発明は上述のような問題点に
鑑みてなされたものであり、耐熱性を始めとし
て、 酸化安定性、強度、破壊靱性等の諸特性に優れた
炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法を提供
することを目的とし、特に航空機、ロケツト、宇
宙船等の耐熱性や高温での酸化安定性、強度、破
壊靱性の要求される部位に好適に利用される。
強度、破壊靱性に優れたものとして、炭化ケイ素
繊維強化ガラス複合材が着目されている。従来、
炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法として
は、粉末スラリー法により作製したプリフオーム
シートを用いて行なわれている。この粉末スラリ
ー法にあつては、ガラス粉末をポリビニルアルコ
ール等の樹脂を介して炭化ケイ素繊維に付着せし
めており、繊維間への浸透は不充分であり、炭化
ケイ素繊維とガラスとの密着性が充分でないとい
う欠点がある。 本発明は上述のような問題点に
鑑みてなされたものであり、耐熱性を始めとし
て、 酸化安定性、強度、破壊靱性等の諸特性に優れた
炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法を提供
することを目的とし、特に航空機、ロケツト、宇
宙船等の耐熱性や高温での酸化安定性、強度、破
壊靱性の要求される部位に好適に利用される。
本発明者らは、上記の目的に沿つて鋭意研究し
た結果、炭化ケイ素繊維にガラス粉末をプラズマ
溶射することによつて、好適な炭化ケイ素繊維／
ガラスプリフオーム体が得られ、このプリフオー
ム体を所望により必要形状に加工した後、ホツト
プレス等で加熱成形することにより、好適な炭化
ケイ素繊維強化ガラスが得られることを見出し本
発明に到達した。
た結果、炭化ケイ素繊維にガラス粉末をプラズマ
溶射することによつて、好適な炭化ケイ素繊維／
ガラスプリフオーム体が得られ、このプリフオー
ム体を所望により必要形状に加工した後、ホツト
プレス等で加熱成形することにより、好適な炭化
ケイ素繊維強化ガラスが得られることを見出し本
発明に到達した。
すなわち本発明は、炭化ケイ素繊維にガラス粉
末をプラズマ溶射することによつて、ガラスマト
リツクスを付着せしめた炭化ケイ素繊維／ガラス
プリフオーム体を作製し、該プリフオーム体を所
望形状とした後、加熱成形し成形体を得ることを
特徴とする炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製
造法にある。
末をプラズマ溶射することによつて、ガラスマト
リツクスを付着せしめた炭化ケイ素繊維／ガラス
プリフオーム体を作製し、該プリフオーム体を所
望形状とした後、加熱成形し成形体を得ることを
特徴とする炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製
造法にある。
以下、本発明を図面に基づき詳細に説明する。
第１図は本発明の炭化ケイ素繊維強化ガラス複
合材の製造法の一実施例を示し、第２図は他の実
施例を示す。
合材の製造法の一実施例を示し、第２図は他の実
施例を示す。
第１図において、複数のクリール１からシート
巻取機２によつて引き揃えられた炭化ケイ素繊維
束３は、ロール４上でプラズマ溶射装置５によつ
てガラス粉末をプラズマ溶射される。なお、本発
明においては炭化ケイ素繊維束３に代えて、炭化
ケイ素繊維の織布、マツト、紙、多次元織物等を
用いてもよい。また、ここにおいて用いられるガ
ラス粉末とは、ホウケイ酸ガラス、シリカガラ
ス、リチウムアルミノシリケート等が適宜選択さ
れる。ガラス粉末の粒度は100メツシユ以下であ
ることが好ましく、粒度が整つていることがガラ
スマトリツクスの付着性の点から望ましい。この
プラズマ溶射においては、炭化ケイ素繊維束３と
プラズマ溶射装置５の距離が重要であり、所望に
より適宜その距離を定める。この距離が近過ぎる
場合には炭化ケイ素繊維束３が損傷し、遠過ぎる
場合には炭化ケイ素繊維束３にガラスマトリツク
スが付着しない。
巻取機２によつて引き揃えられた炭化ケイ素繊維
束３は、ロール４上でプラズマ溶射装置５によつ
てガラス粉末をプラズマ溶射される。なお、本発
明においては炭化ケイ素繊維束３に代えて、炭化
ケイ素繊維の織布、マツト、紙、多次元織物等を
用いてもよい。また、ここにおいて用いられるガ
ラス粉末とは、ホウケイ酸ガラス、シリカガラ
ス、リチウムアルミノシリケート等が適宜選択さ
れる。ガラス粉末の粒度は100メツシユ以下であ
ることが好ましく、粒度が整つていることがガラ
スマトリツクスの付着性の点から望ましい。この
プラズマ溶射においては、炭化ケイ素繊維束３と
プラズマ溶射装置５の距離が重要であり、所望に
より適宜その距離を定める。この距離が近過ぎる
場合には炭化ケイ素繊維束３が損傷し、遠過ぎる
場合には炭化ケイ素繊維束３にガラスマトリツク
スが付着しない。
第２図は本発明の炭化ケイ素強化ガラス複合体
の製造法における他の実施例である。第２図にお
いて、炭化ケイ素繊維束３は回転ドラム６に巻回
されており、プラズマ溶射装置５は回転ドラム６
の軸方向に移動可能とされている。プラズマ溶射
装置５は回転ロール６の軸方向に徐々に移動しつ
つ、ガラス粉末をプラズマ溶射する。一方、炭化
ケイ素繊維束３を巻回した回転ロール６はプラズ
マ溶射に合せて徐々に回転を行なう。
の製造法における他の実施例である。第２図にお
いて、炭化ケイ素繊維束３は回転ドラム６に巻回
されており、プラズマ溶射装置５は回転ドラム６
の軸方向に移動可能とされている。プラズマ溶射
装置５は回転ロール６の軸方向に徐々に移動しつ
つ、ガラス粉末をプラズマ溶射する。一方、炭化
ケイ素繊維束３を巻回した回転ロール６はプラズ
マ溶射に合せて徐々に回転を行なう。
このプラズマ溶射され、ガラスマトリツクスが
付着した炭化ケイ素繊維束３は、所望の形状を与
えると共に、所定の繊維体積含有率のプリフオー
ム体が得られる。このプリフオーム体は所望によ
り切断、積層した後、ホツトプレス、高温等圧プ
レスにより加熱成形される。加熱成形の条件は、
ホツトプレスを使用する場合には、1000〜1600
℃、成形圧５〜200Kg／cm2、１時間以内、真空ま
たは不活性雰囲気中で成形する。また高温等圧プ
レスを使用する場合には、不活性ガス雰囲気にて
1000〜1600℃、成形圧５〜500Kg／cm2で１時間以
内加圧し、成形する。
付着した炭化ケイ素繊維束３は、所望の形状を与
えると共に、所定の繊維体積含有率のプリフオー
ム体が得られる。このプリフオーム体は所望によ
り切断、積層した後、ホツトプレス、高温等圧プ
レスにより加熱成形される。加熱成形の条件は、
ホツトプレスを使用する場合には、1000〜1600
℃、成形圧５〜200Kg／cm2、１時間以内、真空ま
たは不活性雰囲気中で成形する。また高温等圧プ
レスを使用する場合には、不活性ガス雰囲気にて
1000〜1600℃、成形圧５〜500Kg／cm2で１時間以
内加圧し、成形する。
このようにして得られた複合材（繊維含有量30
〜50容量％、一方向強化材）は、曲げ強さ80〜
120Kg／mm2、破壊靱性（KIC）15〜25MNｍ-3/2従
来より、高強度、高靱性の優れた材料ができる。
〜50容量％、一方向強化材）は、曲げ強さ80〜
120Kg／mm2、破壊靱性（KIC）15〜25MNｍ-3/2従
来より、高強度、高靱性の優れた材料ができる。
以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に
説明する。
説明する。
実施例
炭化ケイ素繊維の連続繊維（500本／ヤーン、
繊維径平均15μ、引張強さ250Kg／mm2、引張弾性
率20 ton／mm2）を60本引き揃え、第１図に示すよ
うなプラズマ溶射装置を使用して、LAS（リチウ
ムアルミノシリケート）の２〜5μの粉末を連続
的に溶射し、炭化ケイ素繊維／LAS複合プリフ
オームシート（幅50mm×長さ50ｍ×厚さ0.5mm）
を得た。このシートを幅50mm×長さ80mmに切断
し、10枚積層して内寸法50mm×80mm×深さ20mmの
黒鉛製ダイスに挿入し、高周波誘導加熱方式のホ
ツトプレスにてアルゴン雰囲気中、1400℃に加熱
し、成形圧100Kg／cm2で10分間加圧し冷却して取
り出した。
繊維径平均15μ、引張強さ250Kg／mm2、引張弾性
率20 ton／mm2）を60本引き揃え、第１図に示すよ
うなプラズマ溶射装置を使用して、LAS（リチウ
ムアルミノシリケート）の２〜5μの粉末を連続
的に溶射し、炭化ケイ素繊維／LAS複合プリフ
オームシート（幅50mm×長さ50ｍ×厚さ0.5mm）
を得た。このシートを幅50mm×長さ80mmに切断
し、10枚積層して内寸法50mm×80mm×深さ20mmの
黒鉛製ダイスに挿入し、高周波誘導加熱方式のホ
ツトプレスにてアルゴン雰囲気中、1400℃に加熱
し、成形圧100Kg／cm2で10分間加圧し冷却して取
り出した。
この結果、50mm×80mm×厚さ２mmの炭化ケイ素
繊維強化ガラス複合材を得た。この成形体から幅
20mm×80mm×厚さ２mmの試料を切り出し、スパン
60mmの３点曲げ試験を行なつた結果、室温での曲
げ強さ95Kg／mm2、破壊靱性（KIC）20MNｍ-3/2
であつた。また1000℃の空気中での３点曲げ強さ
は125Kg／mm2、破壊靱性（KIC）25MNｍ-3/2であ
つた。
繊維強化ガラス複合材を得た。この成形体から幅
20mm×80mm×厚さ２mmの試料を切り出し、スパン
60mmの３点曲げ試験を行なつた結果、室温での曲
げ強さ95Kg／mm2、破壊靱性（KIC）20MNｍ-3/2
であつた。また1000℃の空気中での３点曲げ強さ
は125Kg／mm2、破壊靱性（KIC）25MNｍ-3/2であ
つた。
以上のごとき本発明の炭化ケイ素繊維強化ガラ
ス複合材の製造法にあつては、以下のごとき効果
を奏する。
ス複合材の製造法にあつては、以下のごとき効果
を奏する。
：炭化ケイ素繊維間にガラスを直接溶射せしめ
るため、炭化ケイ素繊維とガラス間が密着して
いる。
るため、炭化ケイ素繊維とガラス間が密着して
いる。
：プリフオーム体は樹脂等の不純物を含まない
ため、ホツトプレスの前に樹脂を加熱除去する
必要がなく、ホツトプレスの際、残留不純物に
よるガラスマトリツクス中および炭化ケイ素繊
維／ガラス境界面に欠陥が生じないため、従来
法により得られたものに比較して高強度、高靱
性の複合材が製造できる。
ため、ホツトプレスの前に樹脂を加熱除去する
必要がなく、ホツトプレスの際、残留不純物に
よるガラスマトリツクス中および炭化ケイ素繊
維／ガラス境界面に欠陥が生じないため、従来
法により得られたものに比較して高強度、高靱
性の複合材が製造できる。
：プリフオーム体は炭化ケイ素繊維間にガラス
マトリツクスがくまなく付着するため、炭化ケ
イ素繊維束だけでなく、織布、マツト、多次元
織物等のプリフオーム体も製作可能であり、高
温等圧プレス成形により直方体、円筒その他各
種異形成形体が製作できる。
マトリツクスがくまなく付着するため、炭化ケ
イ素繊維束だけでなく、織布、マツト、多次元
織物等のプリフオーム体も製作可能であり、高
温等圧プレス成形により直方体、円筒その他各
種異形成形体が製作できる。
第１図は本発明の炭化ケイ素強化ガラス複合材
の製造法の一実施例を示す工程概略図、および第
２図は本発明の炭化ケイ素強化ガラス複合材の製
造法の他の実施例を示す工程概略図。 １：クリール、２：シート巻取機、３：炭化ケ
イ素繊維束、４：ロール、５：プラズマ溶射装
置、６：回転ドラム。
の製造法の一実施例を示す工程概略図、および第
２図は本発明の炭化ケイ素強化ガラス複合材の製
造法の他の実施例を示す工程概略図。 １：クリール、２：シート巻取機、３：炭化ケ
イ素繊維束、４：ロール、５：プラズマ溶射装
置、６：回転ドラム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭化ケイ素繊維にガラス粉末をプラズマ溶射
することによつて、ガラスマトリツクスを付着せ
しめた炭化ケイ素繊維／ガラスプリフオーム体を
作製し、該プリフオーム体を所望形状とした後、
加熱成形し成形体を得ることを特徴とする炭化ケ
イ素繊維強化ガラス複合材の製造法。 ２ 前記炭化ケイ素繊維が繊維束、織布、マツ
ト、紙、多次元織物から選ばれる前記特許請求の
範囲第１項に記載の炭化ケイ素繊維強化ガラス複
合材の製造法。 ３ 前記ガラス粉末の粒度が100メツシユ以下で
ある前記特許請求の範囲第１項または第２項に記
載の炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法。 ４ 前記加熱成形がホツトプレスまたは高温等圧
プレスである前記特許請求の範囲第１項、第２項
または第３項に記載の炭化ケイ素繊維強化ガラス
複合材の製造法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22702185A JPS6287422A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法 |
| GB8623784A GB2192876B (en) | 1985-10-14 | 1986-10-03 | A method for manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite |
| US06/917,011 US4717589A (en) | 1985-10-14 | 1986-10-09 | Method for manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite |
| FR868614128A FR2589394B1 (fr) | 1985-10-14 | 1986-10-10 | Procede de fabrication d'un composite de verre renforce par des fibres de carbure de silicium |
| DE3645336A DE3645336C2 (de) | 1985-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zur Herstellung eines mit Siliciumcarbidfasern verstärkten Glasverbundstoffes |
| DE19863634973 DE3634973C2 (de) | 1985-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zur Herstellung eines mit Siliciumcarbidfaser verstärkten Glasverbundstoffes |
| US07/076,283 US4769195A (en) | 1985-10-14 | 1987-07-22 | Manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite using plasma spraying |
| FR8813751A FR2620083B1 (fr) | 1985-10-14 | 1988-10-19 | Procede de fabrication d'un composite de verre renforce par des fibres de carbure de silicium |
| GB8901084A GB2210038B (en) | 1985-10-14 | 1989-01-18 | A method for manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22702185A JPS6287422A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287422A JPS6287422A (ja) | 1987-04-21 |
| JPH0461815B2 true JPH0461815B2 (ja) | 1992-10-02 |
Family
ID=16854270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22702185A Granted JPS6287422A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287422A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0630820U (ja) * | 1992-09-16 | 1994-04-22 | 日信工業株式会社 | 回動レバーの取付け構造 |
| JPH0633215U (ja) * | 1992-09-30 | 1994-04-28 | 日信工業株式会社 | 回動レバーの取付け構造 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP22702185A patent/JPS6287422A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6287422A (ja) | 1987-04-21 |
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