JPH0543337A - 炭素繊維強化複合材料及びその製造方法 - Google Patents
炭素繊維強化複合材料及びその製造方法Info
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- JPH0543337A JPH0543337A JP3216196A JP21619691A JPH0543337A JP H0543337 A JPH0543337 A JP H0543337A JP 3216196 A JP3216196 A JP 3216196A JP 21619691 A JP21619691 A JP 21619691A JP H0543337 A JPH0543337 A JP H0543337A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内部まで組成が均一で、強度の高い炭素繊維
強化複合材料を提供する。 【構成】 炭素繊維基材の表面を炭素マトリックスで覆
い、更にその上をセラミックスマトリックスで覆う。
強化複合材料を提供する。 【構成】 炭素繊維基材の表面を炭素マトリックスで覆
い、更にその上をセラミックスマトリックスで覆う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は強度の高い炭素繊維強化
複合材料及びその製造方法に関するものである。
複合材料及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維強化複合材料は耐熱、耐酸化性
に優れ、かつ軽量なため、各種の超耐熱材料として用い
られている。ところで、この炭素繊維強化複合材料の製
法は大きく分けて（１）マトリックス前駆体への炭素繊
維基材の含浸及び焼成を繰り返して高密度化する方法、
（２）炭素繊維基材に化学蒸着法によりマトリックスを
充填する方法、（３）炭素繊維基材にマトリックス前駆
体を付着させたプリプレグを積層し、加圧、焼成する方
法がある。
に優れ、かつ軽量なため、各種の超耐熱材料として用い
られている。ところで、この炭素繊維強化複合材料の製
法は大きく分けて（１）マトリックス前駆体への炭素繊
維基材の含浸及び焼成を繰り返して高密度化する方法、
（２）炭素繊維基材に化学蒸着法によりマトリックスを
充填する方法、（３）炭素繊維基材にマトリックス前駆
体を付着させたプリプレグを積層し、加圧、焼成する方
法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１）、
（２）の方法では手間がかかり、かつ厚い材料では内部
までセラミックスを充填できないという問題点がある。
又、（１）、（３）の方法では、マトリックスとなるセ
ラミックスが難焼結性の場合が多く、焼結助剤を必要と
する。ただし、繊維強化材では繊維がフィラーとなるた
め単一材より焼結助剤を大量に必要とし、この大量の焼
結助剤が強化材の高温特性を劣化させるという問題があ
る。
（２）の方法では手間がかかり、かつ厚い材料では内部
までセラミックスを充填できないという問題点がある。
又、（１）、（３）の方法では、マトリックスとなるセ
ラミックスが難焼結性の場合が多く、焼結助剤を必要と
する。ただし、繊維強化材では繊維がフィラーとなるた
め単一材より焼結助剤を大量に必要とし、この大量の焼
結助剤が強化材の高温特性を劣化させるという問題があ
る。
【０００４】一方、難焼結性のセラミックスの焼結法と
して、セラミックス前駆体の金属又は金属化合物と炭素
を供給する反応物質を混合したものを原料とし、焼結中
に反応させる反応焼結法がある。この方法を炭素繊維強
化複合材料に用いると、強化繊維である炭素繊維も反応
の対象となるため、炭素繊維が損傷し、強度の極めて低
い複合材料しか得られないという問題点があった。
して、セラミックス前駆体の金属又は金属化合物と炭素
を供給する反応物質を混合したものを原料とし、焼結中
に反応させる反応焼結法がある。この方法を炭素繊維強
化複合材料に用いると、強化繊維である炭素繊維も反応
の対象となるため、炭素繊維が損傷し、強度の極めて低
い複合材料しか得られないという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされた炭素繊維強化複合材料及びその製
造方法であって、まず複合材料は、炭素繊維基材の周囲
が炭素マトリックスで覆われ、更にその上がセラミック
マトリックスで覆われたことを特徴とするもので、その
製造方法は炭素繊維基材全面を炭素前駆体で覆い、この
炭素前駆体が更にセラミック前駆体で覆われたプリプレ
グを積層し、加圧、焼成することを特徴とするものであ
る。
決するためになされた炭素繊維強化複合材料及びその製
造方法であって、まず複合材料は、炭素繊維基材の周囲
が炭素マトリックスで覆われ、更にその上がセラミック
マトリックスで覆われたことを特徴とするもので、その
製造方法は炭素繊維基材全面を炭素前駆体で覆い、この
炭素前駆体が更にセラミック前駆体で覆われたプリプレ
グを積層し、加圧、焼成することを特徴とするものであ
る。
【０００６】ここで、前記プリプレグの製法は（ａ）炭
素繊維基材をマトリックス前駆体中に浸漬する方法、
（ｂ）電着法によって炭素繊維基材上にマトリックス前
駆体を付着させる方法、（ｃ）マトリックス前駆体をシ
ート状に成形加工し、これを炭素繊維基材間に挟む方
法、のいずれかを用いれば良い。
素繊維基材をマトリックス前駆体中に浸漬する方法、
（ｂ）電着法によって炭素繊維基材上にマトリックス前
駆体を付着させる方法、（ｃ）マトリックス前駆体をシ
ート状に成形加工し、これを炭素繊維基材間に挟む方
法、のいずれかを用いれば良い。
【０００７】（ａ）、（ｂ）の方法では炭素繊維基材に
まず炭素前駆体を付着させた後、その上にセラミックス
前駆体をさらに付着させる。又、（ｃ）の方法の場合、
セラミックス前駆体シートの両面を炭素前駆体シートで
挟んだものと炭素繊維基材を交互に積層することで行
う。又、炭素前駆体を（ａ）の方法で、セラミックス前
駆体を（ｃ）の方法で付着するなどのように（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の方法を組み合わせることによってプリ
プレグを製造してもよい。
まず炭素前駆体を付着させた後、その上にセラミックス
前駆体をさらに付着させる。又、（ｃ）の方法の場合、
セラミックス前駆体シートの両面を炭素前駆体シートで
挟んだものと炭素繊維基材を交互に積層することで行
う。又、炭素前駆体を（ａ）の方法で、セラミックス前
駆体を（ｃ）の方法で付着するなどのように（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の方法を組み合わせることによってプリ
プレグを製造してもよい。
【０００８】又、前記炭素繊維基材には、二次元状の基
材、即ち織布、不織布（フェルト、ペーパー、マット）
等を用いればよい。炭素前駆体には、樹脂、ピッチ、カ
ーボンブラック、黒鉛粉末、自己焼結性炭素粉末から選
択されたものを用い、セラミックス前駆体には、Ｓｉ、
Ｔｉ、Ｂ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗから選択された金属単体又は
金属化合物と、炭素を供給する炭素前駆体（樹脂、ピッ
チ、カーボンブラック、黒鉛粉末、自己焼結性炭素粉末
から選択されたもの）との混合物を用いればよい。
材、即ち織布、不織布（フェルト、ペーパー、マット）
等を用いればよい。炭素前駆体には、樹脂、ピッチ、カ
ーボンブラック、黒鉛粉末、自己焼結性炭素粉末から選
択されたものを用い、セラミックス前駆体には、Ｓｉ、
Ｔｉ、Ｂ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗから選択された金属単体又は
金属化合物と、炭素を供給する炭素前駆体（樹脂、ピッ
チ、カーボンブラック、黒鉛粉末、自己焼結性炭素粉末
から選択されたもの）との混合物を用いればよい。
【０００９】
【作用】既に述べたように、反応焼結法を炭素繊維強化
複合材料に用いると、強化繊維である炭素繊維も反応の
対象となり、炭素繊維の損傷を引き起こす。本発明で
は、前記従来の技術における（３）の方法と反応焼結法
とを組み合わせたようなもので、積層前のプリプレグの
段階で炭素繊維に炭素前駆体を均一に付着させ、炭素繊
維とセラミックス前駆体が直接接することなく、前記炭
素前駆体が反応防護層としての役割を果たすようにし
た。従って、炭素繊維に損傷を生ずることなく焼成を行
うことができる。
複合材料に用いると、強化繊維である炭素繊維も反応の
対象となり、炭素繊維の損傷を引き起こす。本発明で
は、前記従来の技術における（３）の方法と反応焼結法
とを組み合わせたようなもので、積層前のプリプレグの
段階で炭素繊維に炭素前駆体を均一に付着させ、炭素繊
維とセラミックス前駆体が直接接することなく、前記炭
素前駆体が反応防護層としての役割を果たすようにし
た。従って、炭素繊維に損傷を生ずることなく焼成を行
うことができる。
【００１０】又、炭素繊維の炭素前駆体の付着及びこの
炭素前駆体の上へのセラミックス前駆体の付着は、積層
されるプリプレグ単位で制御が容易にできるため、炭素
マトリックス層には反応防護が十分で、複合材料内部ま
で均一な構造組成をもつ材料を製造することができる。
炭素前駆体の上へのセラミックス前駆体の付着は、積層
されるプリプレグ単位で制御が容易にできるため、炭素
マトリックス層には反応防護が十分で、複合材料内部ま
で均一な構造組成をもつ材料を製造することができる。
【００１１】炭素前駆体の量は、セラミックスの材質、
量と炭素繊維強化複合材料の用途によって変化させる必
要があるが、これが少なすぎると反応防護層としての役
割を果たさず、多すぎるとセラミックスのもつ耐酸化性
や耐摩耗性などの特性を損なうことになる。以上のこと
より炭素前駆体の量は、焼成後の炭素繊維に対して５〜
１００重量％の範囲内になるよう制御することが好まし
い。又、セラミックス前駆体中の金属単体若しくは金属
化合物と、炭素を供給する炭素前駆体との割合は、生成
セラミックスの組成比であることが好ましい。
量と炭素繊維強化複合材料の用途によって変化させる必
要があるが、これが少なすぎると反応防護層としての役
割を果たさず、多すぎるとセラミックスのもつ耐酸化性
や耐摩耗性などの特性を損なうことになる。以上のこと
より炭素前駆体の量は、焼成後の炭素繊維に対して５〜
１００重量％の範囲内になるよう制御することが好まし
い。又、セラミックス前駆体中の金属単体若しくは金属
化合物と、炭素を供給する炭素前駆体との割合は、生成
セラミックスの組成比であることが好ましい。
【００１２】
【試験例】本発明複合材を実際に作成して比較例と併せ
てそれらの曲げ強度及び層間強度を調べてみた。各実施
例、比較例は以下の通りである。
てそれらの曲げ強度及び層間強度を調べてみた。各実施
例、比較例は以下の通りである。
【００１３】（実施例１）プリプレグの製法に関し、炭
素前駆体及びセラミックス前駆体共に前記方法（ａ）に
より付着させたものである。 エポキシ樹脂にＰＡＮ系炭素繊維織布を浸漬し、炭
素繊維の上にくまなく樹脂を付着させた。この状態で樹
脂と炭素繊維織布との比率は重量で１：１であった。 平均粒径２μｍチタン粉末をエポキシ系樹脂及び溶
剤とよく混練し分散させ、塗料の状態とした。この状態
でのチタン粉末と樹脂との比率は重量で２：１であっ
た。 で得られたプリプレグをの溶液に浸漬し、樹脂
の表面にさらにセラミックス前駆体を付着させ、プリプ
レグを得た。この状態でチタン粉末と炭素繊維織布との
比率は重量で４：１であった。 で得られたプリプレグを乾燥し、これを積層して
２０００℃まで加圧焼成し、炭素繊維強化セラミックス
複合材を得た。
素前駆体及びセラミックス前駆体共に前記方法（ａ）に
より付着させたものである。 エポキシ樹脂にＰＡＮ系炭素繊維織布を浸漬し、炭
素繊維の上にくまなく樹脂を付着させた。この状態で樹
脂と炭素繊維織布との比率は重量で１：１であった。 平均粒径２μｍチタン粉末をエポキシ系樹脂及び溶
剤とよく混練し分散させ、塗料の状態とした。この状態
でのチタン粉末と樹脂との比率は重量で２：１であっ
た。 で得られたプリプレグをの溶液に浸漬し、樹脂
の表面にさらにセラミックス前駆体を付着させ、プリプ
レグを得た。この状態でチタン粉末と炭素繊維織布との
比率は重量で４：１であった。 で得られたプリプレグを乾燥し、これを積層して
２０００℃まで加圧焼成し、炭素繊維強化セラミックス
複合材を得た。
【００１４】（実施例２）本例は炭素前駆体及びセラミ
ックス前駆体共に前記方法（ｂ）により付着したもので
ある。 自己焼結性のある平均粒径１０μｍの炭素粉末をア
クリルアマイド系樹脂及び溶剤とよく混練させた後水に
分散させいわゆるアニオン系塗料の状態とした。この状
態で炭素粉末と樹脂との比率は重量で２：１であった。 ＰＡＮ系炭素繊維系織布をの分散溶液中に浸漬
し、攪拌しながら約３０Ｖの電圧を印加して、炭素繊維
の上にくまなく炭素前駆体を析出させた。この状態で炭
素粉末と炭素繊維織布の比重は重量で１：２であった。 平均粒径２μｍ珪素粉末をアクリルアマイド系樹脂
及び溶剤とよく混練させた後、水に分散させたアニオン
系塗料の状態とした。この状態で珪素粉末と樹脂との比
率は重量で２：１であった。 で得られたプリプレグをの溶液に浸漬し、攪拌
しながら約３０Ｖの電圧を印加して、炭素前駆体の表面
にさらにセラミックス前駆体を析出させたプリプレグを
得た。この状態で珪素粉末と炭素繊維織布との比率は重
量で３：１であった。 得られたプリプレグを乾燥したものを積層し、２０
００℃まで加圧焼成し、炭素繊維強化セラミックス複合
材料を得た。
ックス前駆体共に前記方法（ｂ）により付着したもので
ある。 自己焼結性のある平均粒径１０μｍの炭素粉末をア
クリルアマイド系樹脂及び溶剤とよく混練させた後水に
分散させいわゆるアニオン系塗料の状態とした。この状
態で炭素粉末と樹脂との比率は重量で２：１であった。 ＰＡＮ系炭素繊維系織布をの分散溶液中に浸漬
し、攪拌しながら約３０Ｖの電圧を印加して、炭素繊維
の上にくまなく炭素前駆体を析出させた。この状態で炭
素粉末と炭素繊維織布の比重は重量で１：２であった。 平均粒径２μｍ珪素粉末をアクリルアマイド系樹脂
及び溶剤とよく混練させた後、水に分散させたアニオン
系塗料の状態とした。この状態で珪素粉末と樹脂との比
率は重量で２：１であった。 で得られたプリプレグをの溶液に浸漬し、攪拌
しながら約３０Ｖの電圧を印加して、炭素前駆体の表面
にさらにセラミックス前駆体を析出させたプリプレグを
得た。この状態で珪素粉末と炭素繊維織布との比率は重
量で３：１であった。 得られたプリプレグを乾燥したものを積層し、２０
００℃まで加圧焼成し、炭素繊維強化セラミックス複合
材料を得た。
【００１５】（実施例３）本例は炭素前駆体及びセラミ
ックス前駆体共に前記方法（ｃ）により付着したもので
ある。 自己焼結性のある平均粒径１０μｍの炭素粉末をフ
ェノール系樹脂及び溶剤とよく混練させたものをシート
状に成形し、炭素前駆体シートを得た。この状態で炭素
粉末と樹脂との比率は重量で２：１であった。 平均粒径３μｍのホウ素粉末をフェノール系樹脂及
び溶剤とよく混練させたものをシート状に成形し、セラ
ミックス前駆体シートを得た。この状態でホウ素粉末と
樹脂との比率は重量で２：１であり、重量はの炭素前
駆体シートの４倍となるようにした。 セラミックス前駆体シートの両面を炭素前駆体シー
トで挟んだものをマトリックス前駆体シートとした。 Ｐｉｔｃｈ系高弾性率炭素繊維のフェルトとのマ
トリックス前駆体シートを交互に積層した。ここで、炭
素繊維織布とマトリックス前駆体シートとの重量比率は
１：６になるようにしている。 で得られたプリプレグを２０００℃まで加圧焼成
し、炭素繊維強化セラミックス複合材料を得た。
ックス前駆体共に前記方法（ｃ）により付着したもので
ある。 自己焼結性のある平均粒径１０μｍの炭素粉末をフ
ェノール系樹脂及び溶剤とよく混練させたものをシート
状に成形し、炭素前駆体シートを得た。この状態で炭素
粉末と樹脂との比率は重量で２：１であった。 平均粒径３μｍのホウ素粉末をフェノール系樹脂及
び溶剤とよく混練させたものをシート状に成形し、セラ
ミックス前駆体シートを得た。この状態でホウ素粉末と
樹脂との比率は重量で２：１であり、重量はの炭素前
駆体シートの４倍となるようにした。 セラミックス前駆体シートの両面を炭素前駆体シー
トで挟んだものをマトリックス前駆体シートとした。 Ｐｉｔｃｈ系高弾性率炭素繊維のフェルトとのマ
トリックス前駆体シートを交互に積層した。ここで、炭
素繊維織布とマトリックス前駆体シートとの重量比率は
１：６になるようにしている。 で得られたプリプレグを２０００℃まで加圧焼成
し、炭素繊維強化セラミックス複合材料を得た。
【００１６】（比較例１）本例は実施例１について、炭
素前駆体の付着を行わなかったものである。 ＰＡＮ系炭素繊維織布を実施例１のの溶液に浸漬
し、セラミックス前駆体を付着させプリプレグを得た。
この状態でチタン粉末と炭素繊維織布との比率は重量で
４：１であった。 得られたプリプレグを乾燥したものを積層し、２０
００℃まで加圧焼成して、炭素繊維強化セラミックス複
合材料を得た。
素前駆体の付着を行わなかったものである。 ＰＡＮ系炭素繊維織布を実施例１のの溶液に浸漬
し、セラミックス前駆体を付着させプリプレグを得た。
この状態でチタン粉末と炭素繊維織布との比率は重量で
４：１であった。 得られたプリプレグを乾燥したものを積層し、２０
００℃まで加圧焼成して、炭素繊維強化セラミックス複
合材料を得た。
【００１７】（比較例２）本例は実施例２で用いた炭素
前駆体とセラミックス前駆体との混合物をマトリックス
前駆体としたものである。 自己焼結性のある平均粒径１０μｍの炭素粉末と平
均粒径２μｍ珪素粉末をアクリルアマイド系樹脂及び溶
剤とよく混練させた後、水に分散させいわゆるアニオン
系塗料の状態とした。この状態で炭素粉末と珪素と樹脂
との比率は重量で１：３：２であった。 ＰＡＮ系炭素繊維織布をの分散液中に浸漬し、攪
拌しながら約３０Ｖの電圧を印加して、炭素繊維の上に
マトリックス前駆体を析出させたプリプレグを得た。こ
の状態で原料粉末と炭素繊維織布との比率は重量で３．
５：１であった。 得られたプリプレグを乾燥したものを積層し、２０
００℃まで加圧焼成して、炭素繊維強化セラミックス複
合材料を得た。
前駆体とセラミックス前駆体との混合物をマトリックス
前駆体としたものである。 自己焼結性のある平均粒径１０μｍの炭素粉末と平
均粒径２μｍ珪素粉末をアクリルアマイド系樹脂及び溶
剤とよく混練させた後、水に分散させいわゆるアニオン
系塗料の状態とした。この状態で炭素粉末と珪素と樹脂
との比率は重量で１：３：２であった。 ＰＡＮ系炭素繊維織布をの分散液中に浸漬し、攪
拌しながら約３０Ｖの電圧を印加して、炭素繊維の上に
マトリックス前駆体を析出させたプリプレグを得た。こ
の状態で原料粉末と炭素繊維織布との比率は重量で３．
５：１であった。 得られたプリプレグを乾燥したものを積層し、２０
００℃まで加圧焼成して、炭素繊維強化セラミックス複
合材料を得た。
【００１８】（比較例３）本例は実施例２について炭素
前駆体の付着を行わなかったものである。 ＰＡＮ系炭素繊維織布を実施例２のの溶液に浸漬
し、攪拌しながら約３０Ｖの電圧を印加して、炭素繊維
の上にくまなくセラミックス前駆体を析出させた。この
状態で、珪素粉末と炭素繊維織布との比率は重量で３．
５：１であった。 得られたプリプレグを乾燥したものを積層し、２０
００℃まで加圧焼成して、炭素繊維強化セラミックス複
合材料を得た。
前駆体の付着を行わなかったものである。 ＰＡＮ系炭素繊維織布を実施例２のの溶液に浸漬
し、攪拌しながら約３０Ｖの電圧を印加して、炭素繊維
の上にくまなくセラミックス前駆体を析出させた。この
状態で、珪素粉末と炭素繊維織布との比率は重量で３．
５：１であった。 得られたプリプレグを乾燥したものを積層し、２０
００℃まで加圧焼成して、炭素繊維強化セラミックス複
合材料を得た。
【００１９】（比較例４）本例は実施例３について炭素
前駆体の付着を行わなかったものである。 Ｐｉｔｃｈ系高弾性率炭素繊維のフェルトと、実施
例３ので得られたセラミックス前駆体シートを交互に
積層した。ここで、炭素繊維織布とセラミックス前駆体
シートとの重量比率は１：４になるようにしている。 で得られたプリプレグを２０００℃まで加圧焼成
し、炭素繊維強化セラミックス複合材料を得た。
前駆体の付着を行わなかったものである。 Ｐｉｔｃｈ系高弾性率炭素繊維のフェルトと、実施
例３ので得られたセラミックス前駆体シートを交互に
積層した。ここで、炭素繊維織布とセラミックス前駆体
シートとの重量比率は１：４になるようにしている。 で得られたプリプレグを２０００℃まで加圧焼成
し、炭素繊維強化セラミックス複合材料を得た。
【００２０】実施例１〜３及び比較例１〜４でそれぞれ
得られた炭素繊維強化複合材について、層方向に垂直な
方向に対する曲げ強度及び層間強度の測定を行った。試
料の形状は、曲げ強度：厚み×幅×スパン＝５ｍｍ×７
ｍｍ×３０ｍｍ、層間強度：厚み×縦×横＝４ｍｍ×４
ｍｍ×２０ｍｍである。その結果を表１に示す。
得られた炭素繊維強化複合材について、層方向に垂直な
方向に対する曲げ強度及び層間強度の測定を行った。試
料の形状は、曲げ強度：厚み×幅×スパン＝５ｍｍ×７
ｍｍ×３０ｍｍ、層間強度：厚み×縦×横＝４ｍｍ×４
ｍｍ×２０ｍｍである。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】同表に示すように、マトリックスの熱膨張
率が高くかつ炭素繊維の配向が強い炭素繊維織布を用い
た系、即ち実施例１及び比較例１との間で大きな差が出
ている。実施例１は、炭素マトリックスによる防護層の
ない比較例１に比べて、曲げ強度で５倍以上、層間強度
で３倍以上の値が測定され、その有効性が確認された。
又、顕微鏡による破面観察でも、比較例１では炭素繊維
及びマトリックスの亀裂や層間剥離が多く観察された
が、実施例１では大幅に減少していた。さらに、比較例
では炭素繊維の表面がマトリックスとの反応により荒れ
ていたが実施例ではそのような現象は見られなかった。
率が高くかつ炭素繊維の配向が強い炭素繊維織布を用い
た系、即ち実施例１及び比較例１との間で大きな差が出
ている。実施例１は、炭素マトリックスによる防護層の
ない比較例１に比べて、曲げ強度で５倍以上、層間強度
で３倍以上の値が測定され、その有効性が確認された。
又、顕微鏡による破面観察でも、比較例１では炭素繊維
及びマトリックスの亀裂や層間剥離が多く観察された
が、実施例１では大幅に減少していた。さらに、比較例
では炭素繊維の表面がマトリックスとの反応により荒れ
ていたが実施例ではそのような現象は見られなかった。
【００２３】一方、炭素前駆体、セラミックス前駆体を
混合したものをマトリックス前駆体とした比較例２は、
曲げ強度の点で反応防護層のない比較例３より優れてい
るものの、炭素前駆体を付着し、反応防護層をもつ実施
例２には、曲げ強度、層間強度共に及ばない。
混合したものをマトリックス前駆体とした比較例２は、
曲げ強度の点で反応防護層のない比較例３より優れてい
るものの、炭素前駆体を付着し、反応防護層をもつ実施
例２には、曲げ強度、層間強度共に及ばない。
【００２４】実施例３もやはり反応防護層のない比較例
４と比べると、曲げ強度、層間強度共に改善されている
ことが確認された。尚、全ての比較例では炭素繊維の表
面がマトリックスとの反応により荒れていたが、実施例
にはそのような現象は見られなかった。
４と比べると、曲げ強度、層間強度共に改善されている
ことが確認された。尚、全ての比較例では炭素繊維の表
面がマトリックスとの反応により荒れていたが、実施例
にはそのような現象は見られなかった。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
炭素繊維とセラミックスマトリックスの間に反応防護層
を設けたことで、炭素繊維の損傷を生ずることなく強度
の優れた炭素繊維強化複合材料を得ることができる。
又、本発明材料は、積層されるプリプレグの単位で炭素
前駆体及びセラミックス前駆体の付着量を制御できるた
め、内部まで均一な組成をもち、耐熱、耐酸化性材料と
しての工業的利用価値は極めて大きいものがある。
炭素繊維とセラミックスマトリックスの間に反応防護層
を設けたことで、炭素繊維の損傷を生ずることなく強度
の優れた炭素繊維強化複合材料を得ることができる。
又、本発明材料は、積層されるプリプレグの単位で炭素
前駆体及びセラミックス前駆体の付着量を制御できるた
め、内部まで均一な組成をもち、耐熱、耐酸化性材料と
しての工業的利用価値は極めて大きいものがある。
Claims (5)
- 【請求項１】 炭素繊維基材の表面が炭素マトリックス
で覆われ、更にその上がセラミックスマトリックスで覆
われたことを特徴とする炭素繊維強化複合材料。 - 【請求項２】 炭素繊維基材全面を炭素前駆体で覆い、
この炭素前駆体が更にセラミックス前駆体で覆われたプ
リプレグを積層し、加圧、焼成することを特徴とする炭
素繊維強化複合材料の製造方法。 - 【請求項３】 炭素繊維基材が二次元状の基材、即ち織
布、不織布であることを特徴とする請求項１記載の炭素
繊維強化複合材料又は請求項２記載の炭素繊維強化複合
材料の製造方法。 - 【請求項４】 炭素前駆体は、樹脂、ピッチ、カーボン
ブラック、黒鉛粉末、自己焼結性炭素粉末から選択され
たものであることを特徴とする請求項１記載の炭素繊維
強化複合材料又は請求項２記載の炭素繊維強化複合材料
の製造方法。 - 【請求項５】 セラミックス前駆体は、Ｓｉ、Ｔｉ、
Ｂ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗから選択された金属単体又は金属化
合物と、炭素を供給する炭素前駆体との混合物からなる
ことを特徴とする請求項１記載の炭素繊維強化複合材料
又は請求項２記載の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3216196A JPH0543337A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 炭素繊維強化複合材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3216196A JPH0543337A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 炭素繊維強化複合材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543337A true JPH0543337A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16684781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3216196A Pending JPH0543337A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 炭素繊維強化複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543337A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117263708A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-12-22 | 西北工业大学 | 一种超高温陶瓷改性c/c复合材料及制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP3216196A patent/JPH0543337A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117263708A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-12-22 | 西北工业大学 | 一种超高温陶瓷改性c/c复合材料及制备方法和应用 |
| CN117263708B (zh) * | 2023-09-13 | 2025-09-19 | 西北工业大学 | 一种超高温陶瓷改性c/c复合材料及制备方法和应用 |
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