JPH05279151A - 気相含浸方法及び気相含浸装置 - Google Patents
気相含浸方法及び気相含浸装置Info
- Publication number
- JPH05279151A JPH05279151A JP7723392A JP7723392A JPH05279151A JP H05279151 A JPH05279151 A JP H05279151A JP 7723392 A JP7723392 A JP 7723392A JP 7723392 A JP7723392 A JP 7723392A JP H05279151 A JPH05279151 A JP H05279151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molded body
- porous molded
- matrix
- vapor phase
- porous
- 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
-
- 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
- C04B41/4505—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application
- C04B41/4529—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application applied from the gas phase
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】マトリックス形成用ガスの流通方向における多
孔質成形体の表面と内部にほぼ同時にマトリックス成分
を析出し、緻密なセラミック複合材料を形成することが
できる気相含浸方法及び気相含浸装置を提供する。 【構成】反応炉３１内に多孔質成形体３５を収容し、こ
の多孔質成形体３５にマトリックス形成用ガスを通過さ
せると同時に、多孔質成形体３５を加熱することにより
多孔質成形体３５内の空隙にマトリックス成分を析出さ
せる気相含浸法において、多孔質成形体３５の一部に熱
を印加し、マトリックス形成用ガスの流通方向とほぼ直
交する反応炉３１の幅方向に温度勾配を形成することに
よって、多孔質成形体３５の高温部から反応炉３１の幅
方向に向けてマトリックス成分を析出させる。
孔質成形体の表面と内部にほぼ同時にマトリックス成分
を析出し、緻密なセラミック複合材料を形成することが
できる気相含浸方法及び気相含浸装置を提供する。 【構成】反応炉３１内に多孔質成形体３５を収容し、こ
の多孔質成形体３５にマトリックス形成用ガスを通過さ
せると同時に、多孔質成形体３５を加熱することにより
多孔質成形体３５内の空隙にマトリックス成分を析出さ
せる気相含浸法において、多孔質成形体３５の一部に熱
を印加し、マトリックス形成用ガスの流通方向とほぼ直
交する反応炉３１の幅方向に温度勾配を形成することに
よって、多孔質成形体３５の高温部から反応炉３１の幅
方向に向けてマトリックス成分を析出させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔質成形体の空隙に
マトリックス成分を析出させることにより、機械的特性
に優れた緻密体を作成するための気相含浸法及び気相含
浸装置に関するものである。
マトリックス成分を析出させることにより、機械的特性
に優れた緻密体を作成するための気相含浸法及び気相含
浸装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、高強度材料や高温材料として、これ
までの金属材料に代わり、窒化珪素，炭化珪素，サイア
ロン等の非酸化物セラミックス、或いは酸化アルミニウ
ム，酸化ジルコニウム等の酸化物セラミックスが注目さ
れ、各種の研究開発が行われており、例えば、窒化珪
素，炭化珪素等はその優れた機械的特性，高温特性から
ガスタービン用部品やディーゼルエンジン等の高温用機
械部品への応用が進められている。
までの金属材料に代わり、窒化珪素，炭化珪素，サイア
ロン等の非酸化物セラミックス、或いは酸化アルミニウ
ム，酸化ジルコニウム等の酸化物セラミックスが注目さ
れ、各種の研究開発が行われており、例えば、窒化珪
素，炭化珪素等はその優れた機械的特性，高温特性から
ガスタービン用部品やディーゼルエンジン等の高温用機
械部品への応用が進められている。
【０００３】しかしながら、上述したようなセラミック
スは、いずれも脆性を有する材料として知られており、
わずかな欠陥ですぐに破壊するために信頼性に欠けるこ
とから、高強度，高靱性を必要とする構造材料への応用
が阻害されているのが現状である。
スは、いずれも脆性を有する材料として知られており、
わずかな欠陥ですぐに破壊するために信頼性に欠けるこ
とから、高強度，高靱性を必要とする構造材料への応用
が阻害されているのが現状である。
【０００４】そこで、このような問題点を解決するため
に、セラミックスにウィスカー，カーボン繊維等の無機
質繊維状物質を混入することによりセラミックス自体に
靱性を付与した、いわゆる繊維強化セラミックスの研究
開発が盛んに行われている。
に、セラミックスにウィスカー，カーボン繊維等の無機
質繊維状物質を混入することによりセラミックス自体に
靱性を付与した、いわゆる繊維強化セラミックスの研究
開発が盛んに行われている。
【０００５】この繊維強化セラミックスとしては、具体
的には、セラミックス粉末に無機質繊維状物質を添加し
焼成したもの、強化繊維の表面に特定のセラミックスを
化学気相成長法（ＣＶＤ法）により析出したもの、ある
いは強化繊維により構成された成形体の空隙部に気相法
（ＣＶＤ法）により特定のセラミックスをマトリックス
成分として析出させた、いわゆる気相含浸法（Chemical
Vapor InfiltrationＣＶＩ法) によるもの等が知られ
ている。
的には、セラミックス粉末に無機質繊維状物質を添加し
焼成したもの、強化繊維の表面に特定のセラミックスを
化学気相成長法（ＣＶＤ法）により析出したもの、ある
いは強化繊維により構成された成形体の空隙部に気相法
（ＣＶＤ法）により特定のセラミックスをマトリックス
成分として析出させた、いわゆる気相含浸法（Chemical
Vapor InfiltrationＣＶＩ法) によるもの等が知られ
ている。
【０００６】これらのうち、気相含浸法によるものは他
に比較して非常に優れた靱性を有する材料を得ることが
できるとして特に注目されており、例えば、Am.Ceram.S
oc.Bull.,65 2 345-50,1986 にてDavid P.Stenton
等により提案されている。
に比較して非常に優れた靱性を有する材料を得ることが
できるとして特に注目されており、例えば、Am.Ceram.S
oc.Bull.,65 2 345-50,1986 にてDavid P.Stenton
等により提案されている。
【０００７】そこで、この従来の方法について図６に示
した。ここで用いられる装置は、基本的に多孔質成形体
１１と、この多孔質成形体１１を保持するためのホルダ
ー１３と、マトリックス形成用ガスを導入するためのガ
ス導入口１５とヒータ１７並びにホルダー１３の片側を
冷却するための水冷ジャケット１９から構成されてい
る。この装置によれば、ヒータ１７により高温領域が形
成され、この高温領域内に多孔質成形体１１がホルダー
１３とともに配置される。そこへ、ガス導入口１５より
マトリックス形成用ガスを多孔質成形体１１内に導入す
ると、成形体１１内の空隙にマトリックス成分が析出す
る。
した。ここで用いられる装置は、基本的に多孔質成形体
１１と、この多孔質成形体１１を保持するためのホルダ
ー１３と、マトリックス形成用ガスを導入するためのガ
ス導入口１５とヒータ１７並びにホルダー１３の片側を
冷却するための水冷ジャケット１９から構成されてい
る。この装置によれば、ヒータ１７により高温領域が形
成され、この高温領域内に多孔質成形体１１がホルダー
１３とともに配置される。そこへ、ガス導入口１５より
マトリックス形成用ガスを多孔質成形体１１内に導入す
ると、成形体１１内の空隙にマトリックス成分が析出す
る。
【０００８】しかしながら成形体１１が完全な均熱領域
に存在する場合、成形体１１の内部より先に成形体１１
表面にマトリックス成分が析出してしまい、成形体１１
内部にマトリックス成分を充分に析出することができな
い。そこで、この方法では、成形体１１に対してガス導
入口１５側を水冷ジャケット１９により冷却して低温と
することにより、成形体１１内部にマトリックス形成用
ガスの流通方向に向けて温度勾配を形成し、成形体１１
のガス導入口１５と反対側の部分から徐々にマトリック
ス成分を析出し、成形体１１全体にマトリックスを析出
させている。
に存在する場合、成形体１１の内部より先に成形体１１
表面にマトリックス成分が析出してしまい、成形体１１
内部にマトリックス成分を充分に析出することができな
い。そこで、この方法では、成形体１１に対してガス導
入口１５側を水冷ジャケット１９により冷却して低温と
することにより、成形体１１内部にマトリックス形成用
ガスの流通方向に向けて温度勾配を形成し、成形体１１
のガス導入口１５と反対側の部分から徐々にマトリック
ス成分を析出し、成形体１１全体にマトリックスを析出
させている。
【０００９】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、水冷
ジャケット１９による冷却では、成形体１１のマトリッ
クス形成用ガスの流通方向側の表面近傍のみが冷却され
るため、成形体１１が厚い場合には、この表面近傍のみ
に温度勾配が形成され、成形体１１全体に充分な温度勾
配を形成することができず、マトリックス成分を析出さ
せた場合、マトリックス成分の析出が成形体１１のマト
リック形成用ガスの流入側の面近傍から、ガスの流通方
向へ進行し、マトリックス形成用ガスの流入側の成形体
１１表面近傍への析出が優先して生じ、内部へガスが到
達できなくなって成形体１１内部への析出が不充分とな
り、内部の気孔率が１０〜２０％と未だ大きいという問
題があった。
ジャケット１９による冷却では、成形体１１のマトリッ
クス形成用ガスの流通方向側の表面近傍のみが冷却され
るため、成形体１１が厚い場合には、この表面近傍のみ
に温度勾配が形成され、成形体１１全体に充分な温度勾
配を形成することができず、マトリックス成分を析出さ
せた場合、マトリックス成分の析出が成形体１１のマト
リック形成用ガスの流入側の面近傍から、ガスの流通方
向へ進行し、マトリックス形成用ガスの流入側の成形体
１１表面近傍への析出が優先して生じ、内部へガスが到
達できなくなって成形体１１内部への析出が不充分とな
り、内部の気孔率が１０〜２０％と未だ大きいという問
題があった。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記問
題点の原因について鋭意研究・検討した結果、多孔質成
形体の一部を加熱して、多孔質成形体に反応炉の幅方向
に温度勾配を形成して、マトリックス成分の析出を多孔
質成形体の高温部から反応炉の幅方向に向けて徐々に進
行させると、マトリックス形成用ガスの流通方向におけ
る多孔質成形体の表面と内部にほぼ同時にマトリックス
成分が析出し、厚い多孔質成形体であっても内部までマ
トリックス成分を充分に析出することができることを見
出した。
題点の原因について鋭意研究・検討した結果、多孔質成
形体の一部を加熱して、多孔質成形体に反応炉の幅方向
に温度勾配を形成して、マトリックス成分の析出を多孔
質成形体の高温部から反応炉の幅方向に向けて徐々に進
行させると、マトリックス形成用ガスの流通方向におけ
る多孔質成形体の表面と内部にほぼ同時にマトリックス
成分が析出し、厚い多孔質成形体であっても内部までマ
トリックス成分を充分に析出することができることを見
出した。
【００１１】即ち、本発明の気相含浸方法は、反応炉内
に多孔質成形体を収容し、この多孔質成形体にマトリッ
クス形成用ガスを通過させると同時に、前記多孔質成形
体を加熱することにより前記多孔質成形体内の空隙にマ
トリックス成分を析出させる気相含浸法において、前記
多孔質成形体の一部に熱を印加し、前記マトリックス形
成用ガスの流通方向とほぼ直交する前記反応炉の幅方向
に温度勾配を形成することによって、前記多孔質成形体
の高温部から前記反応炉の幅方向に向けてマトリックス
成分を析出させることを特徴とする。
に多孔質成形体を収容し、この多孔質成形体にマトリッ
クス形成用ガスを通過させると同時に、前記多孔質成形
体を加熱することにより前記多孔質成形体内の空隙にマ
トリックス成分を析出させる気相含浸法において、前記
多孔質成形体の一部に熱を印加し、前記マトリックス形
成用ガスの流通方向とほぼ直交する前記反応炉の幅方向
に温度勾配を形成することによって、前記多孔質成形体
の高温部から前記反応炉の幅方向に向けてマトリックス
成分を析出させることを特徴とする。
【００１２】また、本発明の気相含浸装置は、多孔質成
形体を収容しマトリックス形成用ガスが流通される反応
炉と、前記多孔質成形体における前記マトリックス形成
用ガスの流通方向とほぼ直交する前記反応炉の幅方向に
温度勾配を形成するヒータとを備えてなるものである。
形体を収容しマトリックス形成用ガスが流通される反応
炉と、前記多孔質成形体における前記マトリックス形成
用ガスの流通方向とほぼ直交する前記反応炉の幅方向に
温度勾配を形成するヒータとを備えてなるものである。
【００１３】
【作用】本発明の気相含浸方法及び気相含浸装置では、
マトリックス成分の析出を多孔質成形体の高温部から反
応炉の幅方向に向けて徐々に進行させるため、マトリッ
クス形成用ガスの流通方向における多孔質成形体の表面
のみ析出することなく、マトリックス成分が多孔質成形
体の表面と内部にほぼ同時に析出し、内部にもマトリッ
クス成分が充分に析出する。
マトリックス成分の析出を多孔質成形体の高温部から反
応炉の幅方向に向けて徐々に進行させるため、マトリッ
クス形成用ガスの流通方向における多孔質成形体の表面
のみ析出することなく、マトリックス成分が多孔質成形
体の表面と内部にほぼ同時に析出し、内部にもマトリッ
クス成分が充分に析出する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の気相含浸装置を図面に基づい
て詳細に説明する。図１は、本発明の気相含浸装置を示
すもので、符号３１は反応炉を示している。この反応炉
３１内には、図１の左側から、例えば、ＣＨ3 ＳｉＣｌ
3 （トリクロルメチルシラン）や四塩化珪素，メタン，
三塩化アルミニウムからなるマトリックス形成用ガスが
導入され、右側に導出されている。
て詳細に説明する。図１は、本発明の気相含浸装置を示
すもので、符号３１は反応炉を示している。この反応炉
３１内には、図１の左側から、例えば、ＣＨ3 ＳｉＣｌ
3 （トリクロルメチルシラン）や四塩化珪素，メタン，
三塩化アルミニウムからなるマトリックス形成用ガスが
導入され、右側に導出されている。
【００１５】この反応炉３１には、中央部に貫通孔３３
が形成された、いわゆるドーナツ型の多孔質成形体３５
が収容されており、多孔質成形体３５の貫通孔３３には
ヒータ３７が配置されている。
が形成された、いわゆるドーナツ型の多孔質成形体３５
が収容されており、多孔質成形体３５の貫通孔３３には
ヒータ３７が配置されている。
【００１６】多孔質成形体３５としては、カーボン，Ｓ
ｉＣ等の炭素質繊維からなる二次元織物，織物の積層
品，三次元織物或いはウイスカー，Ｓｉ3 Ｎ4 ウイスカ
ー，Ａｌ2 Ｏ3 ウイスカー等のセラミックウイスカーか
らなるものが採用できる。多孔質成形体３５を構成する
繊維としては、その平均径（短径）が１〜３０μｍのも
のが適当であり、これを平織或いは三次元織したものが
好ましい。
ｉＣ等の炭素質繊維からなる二次元織物，織物の積層
品，三次元織物或いはウイスカー，Ｓｉ3 Ｎ4 ウイスカ
ー，Ａｌ2 Ｏ3 ウイスカー等のセラミックウイスカーか
らなるものが採用できる。多孔質成形体３５を構成する
繊維としては、その平均径（短径）が１〜３０μｍのも
のが適当であり、これを平織或いは三次元織したものが
好ましい。
【００１７】また、この多孔質成形体３５の空隙に充填
されるマトリックス成分としては、炭化珪素や熱分解炭
素，窒化珪素，サイアロン，アルミナ等のセラミックが
適用され、これらのマトリックス成分を充填するには、
マトリックス形成用ガスとして上記のようなものが使用
され、これらのガスは水素等のキャリアガスに混合され
て供給される。
されるマトリックス成分としては、炭化珪素や熱分解炭
素，窒化珪素，サイアロン，アルミナ等のセラミックが
適用され、これらのマトリックス成分を充填するには、
マトリックス形成用ガスとして上記のようなものが使用
され、これらのガスは水素等のキャリアガスに混合され
て供給される。
【００１８】上記マトリックス成分の中でも特に、炭化
珪素繊維からなる多孔質成形体３５に対して炭化珪素を
気相含浸することにより、高温強度を有し、高靱性の構
造体を作成することができる。
珪素繊維からなる多孔質成形体３５に対して炭化珪素を
気相含浸することにより、高温強度を有し、高靱性の構
造体を作成することができる。
【００１９】導入ガスは全て強制的に多孔質成形体３５
を通過するので、このガスによって多孔質成形体３５が
冷却されている。また、反応炉３１自体は外側面が空気
により冷却されており、この空冷とヒータ３７により、
反応炉３１内部の多孔質成形体３５には、中央部が高
温，外周部が低温となる温度勾配が形成されている。即
ち、マトリックス成分の析出を開始すると、初期段階で
はヒータ３７の近傍において温度勾配が大きいが、析出
途中では、ヒータ３７の回りに析出した析出物自体が発
熱し、この析出層の近傍において温度勾配が大きくな
る。
を通過するので、このガスによって多孔質成形体３５が
冷却されている。また、反応炉３１自体は外側面が空気
により冷却されており、この空冷とヒータ３７により、
反応炉３１内部の多孔質成形体３５には、中央部が高
温，外周部が低温となる温度勾配が形成されている。即
ち、マトリックス成分の析出を開始すると、初期段階で
はヒータ３７の近傍において温度勾配が大きいが、析出
途中では、ヒータ３７の回りに析出した析出物自体が発
熱し、この析出層の近傍において温度勾配が大きくな
る。
【００２０】以上のように構成された気相含浸装置で
は、多孔質成形体３５の中央部にヒータ３７が配置さ
れ、この多孔質成形体３５がヒータ３７により加熱され
ているので、多孔質成形体３５には、その中央部が高温
で外周部が低温の温度勾配が形成されており、このた
め、マトリクッス形成用ガスにより、先ず、図２に示す
ように、多孔質成形体３５の中央部にマトリックス成分
が析出し、そこから徐々に低温の外周部に析出してい
く。また、マトリクッス形成用ガスは析出完了まで、多
孔質成形体３５を通過するので、析出物近傍でもマトリ
クッス形成用ガスが通過しており、このため、多孔質成
形体３５の内部までの拡散距離が極めて短くなり、内部
における析出を促進することができる。
は、多孔質成形体３５の中央部にヒータ３７が配置さ
れ、この多孔質成形体３５がヒータ３７により加熱され
ているので、多孔質成形体３５には、その中央部が高温
で外周部が低温の温度勾配が形成されており、このた
め、マトリクッス形成用ガスにより、先ず、図２に示す
ように、多孔質成形体３５の中央部にマトリックス成分
が析出し、そこから徐々に低温の外周部に析出してい
く。また、マトリクッス形成用ガスは析出完了まで、多
孔質成形体３５を通過するので、析出物近傍でもマトリ
クッス形成用ガスが通過しており、このため、多孔質成
形体３５の内部までの拡散距離が極めて短くなり、内部
における析出を促進することができる。
【００２１】従って、従来のように、マトリックス形成
用ガスの流入側面にのみマトリックス成分が析出するこ
とがなく、マトリックス形成用ガスの流入側の表面と内
部とにほぼ同時に析出しながら、反応炉３１の幅方向に
向けて（外周部に向けて）析出するため、多孔質成形体
３５内部の空隙発生率を最小限に抑制することができ、
これにより、緻密なセラミック複合体を形成することが
できる。
用ガスの流入側面にのみマトリックス成分が析出するこ
とがなく、マトリックス形成用ガスの流入側の表面と内
部とにほぼ同時に析出しながら、反応炉３１の幅方向に
向けて（外周部に向けて）析出するため、多孔質成形体
３５内部の空隙発生率を最小限に抑制することができ、
これにより、緻密なセラミック複合体を形成することが
できる。
【００２２】上記効果を確認すべく、本発明者は種々の
実験を行った。
実験を行った。
【００２３】実験１ 多孔質成形体として大きさが直径１００ｍｍ厚み３０ｍ
ｍ、炭素質長繊維の平織からなり、中央部に貫通孔が形
成したものを準備した。この多孔質成形体の貫通孔にヒ
ータを配置した状態で反応炉内に収容した。そして、ヒ
ータにより、多孔質成形体を１４００℃で加熱し、中央
部を１２００〜１４００℃の高温部、外周部を６０〜１
００℃の低温部とするとともに、ＣＨ3 ＳｉＣｌ3 を１
体積％含有するＨ2 ガスからなるマトリクッス形成用ガ
スを反応炉内に導入した。
ｍ、炭素質長繊維の平織からなり、中央部に貫通孔が形
成したものを準備した。この多孔質成形体の貫通孔にヒ
ータを配置した状態で反応炉内に収容した。そして、ヒ
ータにより、多孔質成形体を１４００℃で加熱し、中央
部を１２００〜１４００℃の高温部、外周部を６０〜１
００℃の低温部とするとともに、ＣＨ3 ＳｉＣｌ3 を１
体積％含有するＨ2 ガスからなるマトリクッス形成用ガ
スを反応炉内に導入した。
【００２４】その結果、多孔質成形体のヒータの回り、
即ち、多孔質成形体の中央部から外周部に向けてＳｉＣ
が析出していき、多孔質成形体内がＳｉＣで充填され
た。多孔質成形体内の気孔率を測定したところ、マトリ
ックス形成用ガスの流量により異なるが、２〜８％と小
さかった。
即ち、多孔質成形体の中央部から外周部に向けてＳｉＣ
が析出していき、多孔質成形体内がＳｉＣで充填され
た。多孔質成形体内の気孔率を測定したところ、マトリ
ックス形成用ガスの流量により異なるが、２〜８％と小
さかった。
【００２５】実験２ 上記実施例１と同様な装置を使用し、反応炉内に収容す
る多孔質成形体をマトリクッス形成用ガスの流通方向に
対して、図３の一点鎖線に示すように、１５度ずつ角度
を変化させ、上記実験と同じ条件で実験を行った。この
結果、多孔質成形体の中央部から外周部に向けて、即
ち、高温部から反応炉の幅方向に向けてＳｉＣが析出し
ていった。ＳｉＣが充填された多孔質成形体の気孔率を
測定したところ４〜１０％であった。尚、図３におい
て、一点鎖線は多孔質成形体の中心線を示す。
る多孔質成形体をマトリクッス形成用ガスの流通方向に
対して、図３の一点鎖線に示すように、１５度ずつ角度
を変化させ、上記実験と同じ条件で実験を行った。この
結果、多孔質成形体の中央部から外周部に向けて、即
ち、高温部から反応炉の幅方向に向けてＳｉＣが析出し
ていった。ＳｉＣが充填された多孔質成形体の気孔率を
測定したところ４〜１０％であった。尚、図３におい
て、一点鎖線は多孔質成形体の中心線を示す。
【００２６】実験３ 上記実施例１と同様な装置を使用し、多孔質成形体の種
類を粉末成形体，セラミックスの仮焼体，ウイスカープ
リフォーム，長繊維プリフォームと変化させたり、密度
を理論値の１０〜９５体積％と変化させたりし、上記実
験と同じ条件で実験を行った。この結果、ウイスカーの
他に粉末と長繊維を使用しても、上記実験と同様に気孔
率は１０％未満と小さかった。また、多孔質成形体の密
度を変化させても、気孔率は１０％未満と小さかった。
類を粉末成形体，セラミックスの仮焼体，ウイスカープ
リフォーム，長繊維プリフォームと変化させたり、密度
を理論値の１０〜９５体積％と変化させたりし、上記実
験と同じ条件で実験を行った。この結果、ウイスカーの
他に粉末と長繊維を使用しても、上記実験と同様に気孔
率は１０％未満と小さかった。また、多孔質成形体の密
度を変化させても、気孔率は１０％未満と小さかった。
【００２７】尚、上記実施例では、多孔質成形体の中央
部にヒータを配置した例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、ヒータを中央部
に配置する必要はなく、多孔質成形体の一部加熱するこ
とができれば何処に配置しても良い。
部にヒータを配置した例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、ヒータを中央部
に配置する必要はなく、多孔質成形体の一部加熱するこ
とができれば何処に配置しても良い。
【００２８】また、上記実施例では、ヒータを一定温度
１４００℃に保持して高温部と低温部を形成し、多孔質
成形体の中央部から外周部に向けて徐々にマトリックス
成分を析出させた例について説明したが、先ず、ヒータ
による加熱温度を、多孔質成形体の中央部のみマトリッ
クス成分が析出するような温度とした後、多孔質成形体
の外周部にマトリックス成分が析出するような温度にヒ
ータの加熱温度を徐々に上げて、多孔質成形体の中央部
から外周部に向けて徐々にマトリックス成分を析出させ
ても良い。
１４００℃に保持して高温部と低温部を形成し、多孔質
成形体の中央部から外周部に向けて徐々にマトリックス
成分を析出させた例について説明したが、先ず、ヒータ
による加熱温度を、多孔質成形体の中央部のみマトリッ
クス成分が析出するような温度とした後、多孔質成形体
の外周部にマトリックス成分が析出するような温度にヒ
ータの加熱温度を徐々に上げて、多孔質成形体の中央部
から外周部に向けて徐々にマトリックス成分を析出させ
ても良い。
【００２９】さらに、上記実施例では、多孔質成形体の
中央部をヒータにより加熱した例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば、図４に示すように多孔質成形体の外周部の一部を加
熱すべく、反応炉外面にヒータを設けても良く、また、
図５に示すように、反応炉の内面にヒータを設けても良
い。そして、この場合には、多孔質成形体に反応炉の幅
方向に温度勾配が形成され、多孔質成形体の高温部から
反応炉の幅方向に向けて徐々にマトリックス成分を析出
するため、上記実施例とほぼ同様の効果を得ることがで
きる。
中央部をヒータにより加熱した例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば、図４に示すように多孔質成形体の外周部の一部を加
熱すべく、反応炉外面にヒータを設けても良く、また、
図５に示すように、反応炉の内面にヒータを設けても良
い。そして、この場合には、多孔質成形体に反応炉の幅
方向に温度勾配が形成され、多孔質成形体の高温部から
反応炉の幅方向に向けて徐々にマトリックス成分を析出
するため、上記実施例とほぼ同様の効果を得ることがで
きる。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の気相含浸方
法及び気相含浸装置では、マトリックス成分の析出を多
孔質成形体の高温部から反応炉の幅方向に向けて徐々に
進行させるため、マトリックス形成用ガスの流通方向に
おける多孔質成形体の表面のみ析出することなく、マト
リックス成分が多孔質成形体の表面と内部にほぼ同時に
析出し、内部にもマトリックス成分が充分に析出し、厚
い多孔質成形体であっても内部に気孔が発生することを
抑制することができ、緻密なセラミック複合材料を形成
することができる。
法及び気相含浸装置では、マトリックス成分の析出を多
孔質成形体の高温部から反応炉の幅方向に向けて徐々に
進行させるため、マトリックス形成用ガスの流通方向に
おける多孔質成形体の表面のみ析出することなく、マト
リックス成分が多孔質成形体の表面と内部にほぼ同時に
析出し、内部にもマトリックス成分が充分に析出し、厚
い多孔質成形体であっても内部に気孔が発生することを
抑制することができ、緻密なセラミック複合材料を形成
することができる。
【図１】本発明の気相含浸装置を示す説明図である。
【図２】多孔質成形体の中央部にマトリックス成分が析
出した状態を示す説明図である。
出した状態を示す説明図である。
【図３】反応炉内における多孔質成形体の傾斜角を変化
させた状態を示す説明図である。
させた状態を示す説明図である。
【図４】反応炉外面にヒータを設けて、多孔質成形体の
外周部の一部を加熱する本発明の他の例を示す説明図で
ある。
外周部の一部を加熱する本発明の他の例を示す説明図で
ある。
【図５】反応炉の内面にヒータを設けて、多孔質成形体
の外周部の一部を加熱する本発明のさらに他の例を示す
説明図である。
の外周部の一部を加熱する本発明のさらに他の例を示す
説明図である。
【図６】従来の気相含浸装置を説明図である。
３１ 反応炉 ３５ 多孔質成形体 ３７ ヒータ
Claims (2)
- 【請求項１】反応炉内に多孔質成形体を収容し、この多
孔質成形体にマトリックス形成用ガスを通過させると同
時に、前記多孔質成形体を加熱することにより前記多孔
質成形体内の空隙にマトリックス成分を析出させる気相
含浸法において、前記多孔質成形体の一部に熱を印加
し、前記マトリックス形成用ガスの流通方向とほぼ直交
する前記反応炉の幅方向に温度勾配を形成することによ
って、前記多孔質成形体の高温部から前記反応炉の幅方
向に向けてマトリックス成分を析出させることを特徴と
する気相含浸方法。 - 【請求項２】多孔質成形体を収容とマトリックス形成用
ガスが流通される反応炉と、前記多孔質成形体に前記反
応炉の幅方向に温度勾配を形成するヒータとを備えてな
ることを特徴とする気相含浸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7723392A JPH05279151A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 気相含浸方法及び気相含浸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7723392A JPH05279151A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 気相含浸方法及び気相含浸装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279151A true JPH05279151A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=13628152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7723392A Pending JPH05279151A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 気相含浸方法及び気相含浸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05279151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019531996A (ja) * | 2016-08-24 | 2019-11-07 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | ＳｉＣ複合材セラミックスの製造方法 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7723392A patent/JPH05279151A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019531996A (ja) * | 2016-08-24 | 2019-11-07 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | ＳｉＣ複合材セラミックスの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5350545A (en) | Method of fabrication of composites | |
| US11008652B2 (en) | Swirled flow chemical vapor deposition | |
| Chawla | Ceramic matrix composites | |
| US4824711A (en) | Ceramic honeycomb structures and method thereof | |
| US11472747B2 (en) | Assembly for chemical vapor infiltration of a fiber preform and method of infiltrating a fiber preform | |
| AU722864B2 (en) | Silicon carbide reinforced silicon carbide composite | |
| JP5117862B2 (ja) | セラミックマトリックス複合部材の製造方法 | |
| US4980202A (en) | CVD SiC matrix composites containing carbon coated fibers | |
| JP3490087B2 (ja) | コントロールした表面温度における多孔質基材への物質の蒸気相化学浸透方法 | |
| JP4659372B2 (ja) | セラミックマトリクス複合材料から多孔性部品を製造する方法 | |
| JP2015533768A (ja) | Ｃｍｃ製部品の製造方法 | |
| Chawla | Ceramic matrix composites | |
| EP2554525A1 (en) | Powder material impregnation method and method for producing fiber-reinforced composite material | |
| US5472650A (en) | Method of making chemical vapor infiltrated composites | |
| Lackey | Review, Status, and Future of the Chemical Vapor Infiltration Process for Fabrication of Fiber‐Reinforced Ceramic Composites | |
| CN113979752A (zh) | 一种莫来石纤维增强陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| RU2738718C2 (ru) | Способ химической инфильтрации или осаждения из паровой фазы | |
| JP7582627B2 (ja) | セラミックス基複合材料とその製造方法 | |
| JPH05279151A (ja) | 気相含浸方法及び気相含浸装置 | |
| JP2849606B2 (ja) | 気相含浸法およびその装置 | |
| Kmetz et al. | Silicon carbide/silicon and silicon carbide/silicon carbide composites produced by chemical vapor infiltration | |
| JPH08504738A (ja) | 炭化ホウ素コーティング | |
| D'Angio | Microwave enhanced chemical vapour infiltration of silicon carbide fibre preforms | |
| JP3046143B2 (ja) | 繊維強化セラミックスの製法 | |
| KR930005264B1 (ko) | 고밀도 섬유강화 복합재료의 제조방법 |