JPH06199578A - Ceramic-base composite material, its production and ceramic fiber for composite material - Google Patents

Ceramic-base composite material, its production and ceramic fiber for composite material

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JPH06199578A
JPH06199578A JP5074446A JP7444693A JPH06199578A JP H06199578 A JPH06199578 A JP H06199578A JP 5074446 A JP5074446 A JP 5074446A JP 7444693 A JP7444693 A JP 7444693A JP H06199578 A JPH06199578 A JP H06199578A
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JP
Japan
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composite material
ceramic
fiber
fibers
dimensional
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JP5074446A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiko Suyama
章子 須山
Masahiro Asayama
雅弘 浅山
Tsuneji Kameda
常治 亀田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】複雑形状に形成することができ、破壊靭性値お
よび強度を共に大幅に改善した緻密なセラミックス基複
合材料およびその製造方法を提供する。 【構成】連続繊維1を三次元に織りあげて形成した三次
元織物5の内部空間に、短繊維9または粒子を分散強化
したセラミックス焼結体を充填配置し、上記三次元織物
5とセラミックス焼結体とを一体化したことを特徴とす
るセラミックス基複合材料であり、連続繊維1を三次元
に織りあげて所定形状の三次元織物5を形成する一方、
セラミックス粉末に対して10〜30重量%の短繊維9
または粒子と、焼結助剤、バインダー等の添加材と、分
散媒とを添加混合して原料混合体スラリー7または混練
物を調製し、鋳込み成形法または射出成形法を使用して
上記三次元織物5の内部空間に上記原料混合体スラリー
7または混練物を充填することにより所定形状の成形体
を形成し、得られた成形体を脱脂し、さらに常圧焼結
法、雰囲気加圧焼結法、ホットプレス法または反応焼結
法によって焼結して製造される。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a dense ceramic matrix composite material which can be formed into a complicated shape and has greatly improved fracture toughness and strength, and a method for producing the same. [Structure] A ceramic sintered body in which short fibers 9 or particles are dispersed and strengthened is filled and arranged in an internal space of a three-dimensional woven fabric 5 formed by weaving continuous fibers 1 in three dimensions, and the three-dimensional woven fabric 5 and the ceramic sinter are fired. A ceramics-based composite material characterized by being integrated with a tie, wherein continuous fibers 1 are three-dimensionally woven to form a three-dimensional woven fabric 5 having a predetermined shape.
Short fibers 10 to 30% by weight based on ceramic powder 9
Alternatively, the raw material mixture slurry 7 or the kneaded material is prepared by adding and mixing particles, an additive such as a sintering aid and a binder, and a dispersion medium, and using the cast molding method or the injection molding method, the above three-dimensional shape is obtained. The raw material mixture slurry 7 or the kneaded material is filled in the internal space of the woven fabric 5 to form a shaped body having a predetermined shape, the obtained shaped body is degreased, and further, atmospheric pressure sintering method and atmospheric pressure sintering are performed. It is manufactured by sintering by a hot pressing method, a hot pressing method or a reactive sintering method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はセラミックス基複合材
料、その製造方法および複合材料用セラミックス繊維に
係り、特に靭性値および信頼性に優れたセラミックス基
複合材料およびその製造方法並びに特性が優れた複合材
料を形成可能な複合材料用セラミックス繊維に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic-based composite material, a method for producing the same, and a ceramic fiber for a composite material, and particularly to a ceramic-based composite material excellent in toughness and reliability, a method for producing the same, and a composite excellent in properties. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ceramic fiber for composite material capable of forming a material.

【0002】[0002]

【従来の技術】AlN,SiC,Si3 4 など窒化
物、炭化物、ほう化物、けい化物等のセラミックス原料
粉末を所定形状に成形してセラミックス成形体とした後
に、得られたセラミックス成形体を焼結したセラミック
ス焼結体は、一般に、硬度、電気絶縁性、耐摩耗性、耐
熱性、耐腐食性等の諸特性が従来の金属材と比較して優
れているため、重電設備部品、航空機部品、自動車部
品、電子機器、精密機械部品、半導体装置材料などの電
子用材料や構造用材料として広い分野において使用され
ている。
2. Description of the Related Art Ceramic raw material powders such as AlN, SiC, Si 3 N 4 nitrides, carbides, borides, silicides, etc. are molded into a predetermined shape, and then the obtained ceramic molded body is formed. Sintered ceramics sintered bodies are generally superior in properties such as hardness, electrical insulation, abrasion resistance, heat resistance, and corrosion resistance to conventional metal materials, so that heavy electrical equipment parts, It is used in a wide range of fields as electronic materials and structural materials such as aircraft parts, automobile parts, electronic devices, precision machine parts, and semiconductor device materials.

【0003】またガスタービン部品、航空機部品、原子
力部品、宇宙機器部品、自動車部品に使用されるセラミ
ックス構造部品など耐熱性および高温強度に加えて高い
信頼性を要求されるセラミックス構造部品としては、無
機物質や金属から成る補強用連続繊維で強化することに
より、破壊靭性値や破壊エネルギ値等を高めた長繊維強
化セラミックス基複合材料が使用されている。
In addition, as a ceramic structural component which requires high reliability in addition to heat resistance and high temperature strength, such as a ceramic structural component used for gas turbine components, aircraft components, nuclear components, space equipment components and automobile components, inorganic materials are inorganic. A long fiber-reinforced ceramic matrix composite material having a high fracture toughness value, a fracture energy value and the like has been used by reinforcing it with a reinforcing continuous fiber made of a substance or a metal.

【0004】従来、上記長繊維強化セラミックス基複合
材料は、ホットプレス法、有機合成法、CVI法、常圧
焼結法、雰囲気加圧焼結法、反応焼結法、カプセルHI
P法等の各種製法に従って製造されている。
Conventionally, the above long fiber reinforced ceramic matrix composite material has been used for hot pressing, organic synthesis, CVI, atmospheric pressure sintering, atmospheric pressure sintering, reaction sintering, capsule HI.
It is manufactured according to various manufacturing methods such as the P method.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記長
繊維強化セラミックス基複合材料は、その安定した製造
技術が確立されておらず、未だ未完成な材料である。ま
た強化素材である長繊維として、直径が10〜150μ
mと大きな連続繊維を使用しているため、マクロな破壊
エネルギの向上を図ることは可能であるが、ミクロな破
壊靭性値の向上は期待できなかった。すなわち0.1μ
mから数μm程度の微小なクラックの発生や進展を阻止
する高靭性化機能は期待できない欠点があった。そのた
め破壊のイニシエイションの発生が危惧されていた。
However, the long-fiber-reinforced ceramic matrix composite material is still an unfinished material because its stable manufacturing technique has not been established. Also, as long fibers that are reinforced materials, the diameter is 10 to 150μ.
Since a continuous fiber having a large size of m is used, it is possible to improve the macro fracture energy, but it cannot be expected to improve the micro fracture toughness value. That is, 0.1μ
There is a drawback in that the toughening function that prevents the generation and development of minute cracks of about m to several μm cannot be expected. Therefore, there was a fear that the initiation of destruction would occur.

【0006】また高靭性を得るために複合化可能な連続
繊維の容積率は、現在の製造技術レベルではかなり低い
値に限られている。一方で、複合化する連続繊維は一般
に焼結時の緻密化を阻害し、複合体全体の強度を劣化さ
せることがあるため、常圧焼結法または雰囲気加圧焼結
法によって焼結するだけでは緻密で高強度かつ高靭性を
有する複合材料を製造することは困難であった。そこで
上記両特性を満足する緻密な複合材料を形成するために
は、ホットプレス法により成形体の一軸方向に外力を加
えて緻密化を促進し、高強度化を図る方法が採られてい
た。
Further, the volume ratio of the continuous fiber which can be compounded to obtain high toughness is limited to a considerably low value at the current manufacturing technology level. On the other hand, since the continuous fiber to be composited generally impedes the densification during sintering and may deteriorate the strength of the entire composite, it is only sintered by the atmospheric pressure sintering method or the atmospheric pressure sintering method. It has been difficult to manufacture a composite material that is dense, has high strength, and has high toughness. Therefore, in order to form a dense composite material that satisfies both of the above properties, a method has been adopted in which an external force is applied in a uniaxial direction of the molded body by a hot pressing method to promote the densification and to increase the strength.

【0007】しかしながら、ホットプレス法では一軸方
向に成形体を加圧しながら焼結する方法であるため、焼
結できる試料形状は平板状のものなどの比較的に単純な
形状を有するものに限定される欠点があり、タービン動
翼、静翼、燃焼器等のように加圧方向において断面形状
が異なる大型製品については適用できず、形状自由度が
少ない問題点があった。
However, since the hot pressing method is a method of sintering while pressing a molded body in a uniaxial direction, the shape of a sample that can be sintered is limited to a relatively simple shape such as a flat plate shape. However, it cannot be applied to large products such as turbine rotor blades, vanes, combustors, etc. having different cross-sectional shapes in the pressurizing direction, and there is a problem that the degree of freedom in shape is small.

【0008】一方、従来の三次元強化複合材として、C
VI(Chemical Vapor Infiltra-tion)法にて形成した
ものも実用化されている。CVI法は、繊維(モノフィ
ラメント)の束やプリフォームの隙間にマトリックスと
なるセラミックスを順次析出沈積させ、緻密化する方法
である。しかしこのCVI法では、緻密な複合材が得ら
れない上に、製造工程に多大な時間を要し高コストにな
るため、量産製品には適用できない現状であり、広範囲
の用途に対応することができない等の問題点があった。
On the other hand, as a conventional three-dimensional reinforced composite material, C
Those formed by the VI (Chemical Vapor Infiltra-tion) method have also been put to practical use. The CVI method is a method of sequentially precipitating and depositing ceramics to be a matrix in a bundle of fibers (monofilaments) or a gap between preforms to densify the ceramics. However, this CVI method cannot be applied to mass-produced products because a dense composite material cannot be obtained, and a large amount of time is required for the manufacturing process, resulting in high cost. There was a problem that it could not be done.

【0009】またホットプレス法、常圧焼結法、雰囲気
加圧焼結法、カプセルHIP法によって複合材料を製造
する場合には、焼結時におけるマトリックスの収縮が起
こり易い上に、焼結温度が高く、セラミックス繊維の耐
熱温度を超える場合が多くなるため、複合用繊維の破断
や損傷が起こり易く、繊維による補強効果および靭性改
善効果が減少してしまう問題点があった。またカプセル
HIP法ではホットプレス法と同様に、複雑形状物には
充分対応できない欠点があり、さらに、有機化合法で
は、マトリックスに残留する酸素成分のため、複合材料
の高温強度が低下する等の欠点があった。
When a composite material is manufactured by a hot pressing method, a normal pressure sintering method, an atmosphere pressure sintering method, or a capsule HIP method, the matrix is likely to shrink during sintering and the sintering temperature is high. Since it is high and the temperature exceeds the heat resistant temperature of the ceramic fiber in many cases, the composite fiber is apt to be broken or damaged, and the reinforcing effect and toughness improving effect of the fiber are reduced. Further, the capsule HIP method has a drawback that it cannot sufficiently cope with a complicated shape as in the hot pressing method. Further, in the organic compound method, the high temperature strength of the composite material is lowered due to the oxygen component remaining in the matrix. There was a flaw.

【0010】一方、反応焼結法においては、焼結時にお
けるマトリックスの収縮が少なく変形が少ない上に、焼
結温度が比較的に低いため、複合する繊維に損傷を与え
ることが少ないという利点を有する反面、遊離金属成分
が残留するため、複合材料の高温強度が低下し易く、充
分に緻密なものが得られにくい等の解決すべき課題が残
されていた。
On the other hand, the reaction sintering method has the advantage that the matrix does not shrink much during sintering, the deformation is small, and the sintering temperature is relatively low, so that the composite fibers are less damaged. On the other hand, since the free metal component remains, the high temperature strength of the composite material is liable to be lowered, and it is difficult to obtain a sufficiently dense material.

【0011】さらに複合材料用繊維を構成するセラミッ
クス繊維としては、現在、大別して繊維径が100μm
レベルの繊維および10μmレベルの繊維とが市販され
ている。しかし100μmレベルの太径繊維は、大きな
複合効果が期待できるが、編織が困難となる欠点があ
り、製品レベルの複雑三次元形状品を製造するための構
造設計が困難となる問題点があった。
At present, the ceramic fibers constituting the composite material fibers are roughly classified into fibers having a diameter of 100 μm.
And 10 μm levels of fiber are commercially available. However, a large-diameter fiber of 100 μm level can be expected to have a large composite effect, but has a drawback that it is difficult to knit and weave, and there is a problem that it is difficult to design a structure for manufacturing a product-level complex three-dimensional shape product. .

【0012】これに対して10μmレベルの細径繊維
は、平織、朱子織等の編織品が容易に得られ、種々の複
雑形状を有する複合材料用繊維としての適用が検討され
ている。すなわち、上記10μmレベルの細径繊維は、
約500〜3000本程度が束ねられエポキシ樹脂やポ
リイミド樹脂等のサイジング剤にて固定されて太径繊維
とされ、この太径繊維を三次元形状に織り上げて所定形
状の三次元織物が形成される。そして、この三次元織物
の外表面に樹脂等から成る固定剤を塗布することによ
り、所定形状を保持した複合材料用繊維が形成される。
On the other hand, a fine fiber having a level of 10 μm can be easily obtained as a knitted fabric such as a plain weave and a satin weave, and its application as a fiber for a composite material having various complicated shapes has been studied. That is, the above-mentioned 10 μm level thin fiber is
About 500 to 3000 pieces are bundled and fixed with a sizing agent such as epoxy resin or polyimide resin to make a large diameter fiber, and the large diameter fiber is woven into a three-dimensional shape to form a three-dimensional woven fabric of a predetermined shape. . Then, a fixing agent made of resin or the like is applied to the outer surface of the three-dimensional woven fabric to form a composite material fiber having a predetermined shape.

【0013】しかしながら上記サイジング剤や固定剤を
使用した場合には、必ずそれらを除去する工程が必須と
なり、複合材料の製造工程が複雑化する問題点があっ
た。一方、上記問題点を回避するためにサイジング剤や
固定剤の使用量を可及的に低減しようとすると、所定の
形状保持が困難となり、寸法精度や製品歩留りの低下を
招く問題点もあった。
However, when the above-mentioned sizing agent and fixative are used, there is a problem that the step of removing them is indispensable and the manufacturing process of the composite material is complicated. On the other hand, if it is attempted to reduce the amount of the sizing agent or fixative used as much as possible to avoid the above problems, it becomes difficult to maintain a predetermined shape, and there is a problem that dimensional accuracy and product yield are reduced. .

【0014】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、ホットプレス焼結法を用いることな
く、複雑形状に形成することができ、破壊靭性値および
強度を共に大幅に改善した緻密なセラミックス基複合材
料およびその製造方法並びに特性が優れた複合材料を形
成できる複合材料用繊維を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it can be formed into a complicated shape without using a hot press sintering method, and the fracture toughness value and the strength are greatly improved. It is an object of the present invention to provide a dense ceramic-based composite material, a method for producing the same, and a composite material fiber capable of forming a composite material having excellent characteristics.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは三次元織物の内部空間を構成するマト
リックスをさらに強化するためにセラミックス繊維また
は粒子を分散させる一方、上記繊維または粒子を効果的
に充填するための成形方法を種々実験により検討し、得
られたセラミックス基複合材料の強度特性等を比較し
た。その結果、所定形状のセラミックス短繊維または粒
子を含有するセラミックス原料混合体スラリーまたは混
練物を、三次元織物の内部空間に鋳込み成形法や射出成
形法等によって充填することにより、三次元織物の空間
にマトリックスを効果的に充填できることを見出した。
さらに鋳込み成形法によりマトリックスを充填した場合
には、セラミックス繊維が鋳込み成形型の吸水面に対し
て配向し、または粒子がマトリックス内に均一に分散し
た成形体が得られた。その成形体を脱脂し、さらに常圧
焼結法、雰囲気加圧焼結法、ホットプレス法または反応
焼結法により焼結することにより、マトリックス部分が
従来材より強化され靭性および強度が共に優れ、緻密化
したセラミックス基複合材料が得られることが判明し
た。
In order to achieve the above object, the present inventors have dispersed ceramic fibers or particles in order to further strengthen the matrix that constitutes the internal space of a three-dimensional fabric, while the above fibers or particles are dispersed. We investigated the molding method for effectively filling the ceramics by various experiments and compared the strength characteristics of the obtained ceramic matrix composites. As a result, the ceramic raw material mixture slurry or kneaded material containing the ceramic short fibers or particles of a predetermined shape is filled in the internal space of the three-dimensional fabric by a casting method, an injection molding method, etc. It was found that the matrix can be effectively filled.
Further, when the matrix was filled by the cast molding method, a molded body was obtained in which the ceramic fibers were oriented with respect to the water absorbing surface of the cast mold or the particles were uniformly dispersed in the matrix. By degreasing the molded body and further sintering by atmospheric pressure sintering method, atmospheric pressure sintering method, hot pressing method or reaction sintering method, the matrix part is strengthened compared to conventional materials and both toughness and strength are excellent. It was found that a densified ceramic matrix composite material can be obtained.

【0016】特に焼結温度が低く、かつ焼結時にマトリ
ックスの収縮がない反応焼結法を適用して繊維を複合化
する場合、繊維のサイジング剤および三次元形状を付与
する固定剤として、残炭率10重量%以上であり、仮焼
工程において反応用の炭素源に容易に炭化される有機化
合物を使用することにより、サイジング剤および固定剤
の除去工程を設けることなく、簡単な工程で欠陥の少な
い複合材料を製造することが可能となることができるこ
と、さらに充分な量の固定剤等を使用することが可能に
なり、より複雑な形状を有する複合材製品にも対応が可
能となることが判明した。本発明は上記知見に基づいて
完成されたものである。
Particularly when the reaction sintering method in which the sintering temperature is low and the matrix does not shrink during sintering is applied to combine the fibers, a sizing agent for the fibers and a fixing agent for imparting a three-dimensional shape are left. By using an organic compound having a charcoal ratio of 10% by weight or more and being easily carbonized as a carbon source for the reaction in the calcination step, it is possible to perform a defect in a simple step without providing a step of removing a sizing agent and a fixing agent. It is possible to manufacture a composite material with a small amount of water, and it is also possible to use a sufficient amount of a fixing agent and the like, and it is possible to support a composite material product having a more complicated shape. There was found. The present invention has been completed based on the above findings.

【0017】すなわち本発明に係るセラミックス基複合
材料は、連続繊維で三次元強化した複合セラミックスの
間隙部分を、短繊維または粒子で分散強化したことを特
徴とする。
That is, the ceramic-based composite material according to the present invention is characterized in that the interstices of the composite ceramic three-dimensionally reinforced with continuous fibers are dispersed and reinforced with short fibers or particles.

【0018】連続繊維および短繊維は、炭素けい素系繊
維(SiC,SiC/C,Si−C−O,Si−Ti−
C−O)、アルミナ繊維(Al2 3 )、ジルコニア繊
維(ZrO2 )、炭素繊維、ボロン繊維、窒化けい素系
繊維(Si3 4 ,Si3 4 /C)およびムライト繊
維から選択された少なくとも一種から形成する。
The continuous fiber and the short fiber are carbon silicon fibers (SiC, SiC / C, Si-C-O, Si-Ti-).
C-O), alumina fibers (Al 2 O 3), zirconia fiber (ZrO 2), selected from carbon fibers, boron fibers, silicon Motokei nitride fiber (Si 3 N 4, Si 3 N 4 / C) and mullite fibers Formed from at least one of the following:

【0019】また短繊維は、直径が1μm以上100μ
m以下であり、長さが50μm以上20mm以下であるセ
ラミックス繊維を使用するとよい。
The short fibers have a diameter of 1 μm or more and 100 μm.
It is preferable to use a ceramic fiber having a length of 50 m or less and a length of 50 μm or more and 20 mm or less.

【0020】さらに本発明に係るセラミックス基複合材
料の製造方法は、連続繊維を三次元に織りあげて所定形
状の三次元織物を形成する一方、セラミックス粉末に対
して5〜30重量%の短繊維または粒子と、焼結助剤、
バインダー等の添加材と、分散媒とを添加混合して原料
混合体スラリーまたは混練物を調製し、鋳込み成形法ま
たは射出成形法を使用して上記三次元織物の内部空間に
上記原料混合体スラリーを充填することにより所定形状
の成形体を形成し、得られた成形体を脱脂し、さらに周
知の常圧焼結法、雰囲気加圧焼結法、ホットプレス法ま
たは反応焼結法によって焼結することを特徴とする。
Further, in the method for producing a ceramic-based composite material according to the present invention, continuous fibers are three-dimensionally woven to form a three-dimensional woven fabric having a predetermined shape, while 5 to 30% by weight of short fibers are contained in the ceramic powder. Or particles and a sintering aid,
An additive such as a binder and a dispersion medium are added and mixed to prepare a raw material mixture slurry or a kneaded product, and the raw material mixture slurry is added to the internal space of the three-dimensional fabric using a casting method or an injection molding method. To form a molded body of a predetermined shape, degrease the molded body, and sinter it by the well-known atmospheric pressure sintering method, atmospheric pressure sintering method, hot pressing method or reaction sintering method. It is characterized by doing.

【0021】ここで上記成形体およびセラミックス焼結
体のマトリックスを構成するセラミックス原料粉末とし
ては、炭化けい素(SiC)、窒化アルミニウム(Al
N)、窒化けい素(Si3 4 )、サイアロン、窒化ほ
う素(BN)等の非酸化物系の汎用セラミックス原料や
アルミナ、ジルコニア、チタニア、ムライト、ベリリ
ア、コージェライト、ジルコンなどの酸化物系の汎用セ
ラミックス原料が1種または2種以上混合して使用され
る。さらに上記セラミックス原料粉末には、酸化イット
リウム、酸化セリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシ
ウムもしくは珪酸等の公知慣用の焼結助剤が添加され
る。
Here, as the ceramic raw material powder forming the matrix of the compact and the ceramic sintered body, silicon carbide (SiC), aluminum nitride (Al
N), silicon nitride (Si 3 N 4 ), sialon, boron nitride (BN), and other non-oxide general-purpose ceramic materials, and oxides such as alumina, zirconia, titania, mullite, beryllia, cordierite, and zircon. The general-purpose ceramic raw materials of the system are used alone or in combination of two or more. Further, a known and commonly used sintering aid such as yttrium oxide, cerium oxide, magnesium carbonate, calcium carbonate or silicic acid is added to the ceramic raw material powder.

【0022】次に上記成形体の焼結操作を反応焼結法に
より実施する場合について説明する。反応焼結法は、例
えば原料Si成分の窒化反応やカーボンのけい化反応に
よって、マトリックス基地となる緻密なSi3 4 やS
iCを形成する方法である。例えばマトリックス基地を
Si3 4 とする場合には、セラミックス繊維で形成し
た織物内にスリップキャスト法でSi3 4 粉末とSi
粉末とを含浸せしめ、得られた成形体を、アンモニアま
たはN2 雰囲気中で1250〜1400℃に加熱して窒
化処理を行ない、Siの窒化反応によって生成したSi
3 4 によって成形体の空隙部を埋めることにより製造
される。
Next, the case where the sintering operation of the molded body is carried out by the reaction sintering method will be described. The reaction sintering method is, for example, a dense Si 3 N 4 or S matrix serving as a matrix matrix by a nitriding reaction of raw material Si components or a silicification reaction of carbon.
This is a method of forming iC. For example, when Si 3 N 4 is used as the matrix matrix, Si 3 N 4 powder and Si 3
The molded body obtained by impregnating with powder was heated to 1250 to 1400 ° C. in an atmosphere of ammonia or N 2 to perform nitriding treatment, and Si produced by the nitriding reaction of Si.
It is manufactured by filling the voids of the molded body with 3 N 4 .

【0023】またマトリックス基地をSiCとする場合
には、SiC微粉末とCとの混合物を織物内にスリップ
キャスト法等で含浸せしめて成形体とした後に、145
0℃前後の温度で溶融Siを成形体中に浸透させること
により、浸透したSiと成形体中のCとを反応せしめ、
二次的に生成したSiCによって空隙部を埋めて繊維強
化複合材料が製造される。
When SiC is used as the matrix matrix, a woven fabric is impregnated with a mixture of SiC fine powder and C by a slip casting method or the like to obtain a molded body, and then 145
By infiltrating molten Si into the compact at a temperature of about 0 ° C., the infiltrated Si and C in the compact are reacted with each other,
The fiber-reinforced composite material is manufactured by filling the voids with the secondarily generated SiC.

【0024】上記の反応焼結法によれば、焼結助剤を使
用しないため、高温特性の低下が効果的に防止される。
したがって、特にタービンブレードなどの高温強度を必
要とする部材の焼結法として有効である。
According to the above reaction sintering method, since no sintering aid is used, deterioration of high temperature characteristics is effectively prevented.
Therefore, it is particularly effective as a sintering method for members such as turbine blades that require high-temperature strength.

【0025】この反応焼結によって生じるSi3 4
SiCは、原料Si粒子や原料SiC粒子の空隙を埋める
形で生成するため、複合材料の反応前後の寸法変化は非
常に小さい。またマトリックス合成の反応温度も低く、
かつマトリックスの収縮が少ないため、繊維の損傷が少
なく、また寸法精度が高い複雑形状を有する複合材料を
製造する方法として有効である。この場合、繊維とマト
リックスとが強固に接合すると、収縮率の相異によって
繊維の破断や割れの伝播を阻止する機能が低下するた
め、繊維とマトリックスとの間にはカーボン、金属、B
N等から成る滑り層を形成するとよい。
Since Si 3 N 4 and SiC generated by this reaction sintering are generated in a form of filling the voids of the raw material Si particles and the raw material SiC particles, the dimensional change before and after the reaction of the composite material is very small. Also, the reaction temperature for matrix synthesis is low,
Moreover, since the matrix shrinks little, the fiber is less damaged and is effective as a method for producing a composite material having a complicated shape with high dimensional accuracy. In this case, if the fibers and the matrix are firmly bonded, the function of preventing the breakage and crack propagation of the fibers is deteriorated due to the difference in shrinkage, so that carbon, metal, B
It is preferable to form a sliding layer made of N or the like.

【0026】特に上記反応焼結法を使用して複合材料を
形成する場合には、請求項3に記載するような、複数本
の連続繊維をサイジング剤で束ねて形成した太径繊維を
3次元形状に織り上げて形成した3次元織物と、この3
次元織物の形状を保持するために織物表面に塗布される
固定剤とを備える複合材料用繊維において、上記サイジ
ング剤および固定剤が、残炭率10重量%以上の有機化
合物から成ることを特徴とする複合材料用繊維を使用す
るとよい。上記サイジング剤または固定剤を構成する有
機化合物は、仮焼段階で炭化され、焼結反応用の炭素源
となり、この炭素源と溶融Si成分等とが反応し、マト
リックスとしてのSiCセラミックスが形成される。そ
して上記有機化合物の残炭率が10重量%未満の場合に
は、焼結反応用の炭素源が不充分となり、骨材としての
SiC粉末の周囲空隙部を埋めるSiCの反応生成量が
少なくなり、緻密な複合材料が得られない。したがっ
て、残炭率が10重量%以上の有機化合物がサイジング
剤および固定剤として使用される。
Particularly when the composite material is formed by using the reaction sintering method, a large diameter fiber formed by bundling a plurality of continuous fibers with a sizing agent as described in claim 3 is three-dimensionally formed. Three-dimensional woven fabric woven into a shape and this 3
A fiber for composite material, comprising a fixing agent applied to the surface of a woven fabric to maintain the shape of a dimensional woven fabric, wherein the sizing agent and the fixing agent are made of an organic compound having a residual carbon content of 10% by weight or more. It is preferable to use the fibers for composite materials. The organic compound that constitutes the sizing agent or the fixing agent is carbonized in the calcination step and becomes a carbon source for the sintering reaction, and this carbon source reacts with the molten Si component, etc., and SiC ceramics as a matrix is formed. It When the residual carbon content of the organic compound is less than 10% by weight, the carbon source for the sintering reaction becomes insufficient and the amount of reaction reaction of SiC filling the voids around the SiC powder as an aggregate decreases. , A dense composite material cannot be obtained. Therefore, an organic compound having a residual carbon rate of 10% by weight or more is used as a sizing agent and a fixing agent.

【0027】また上記三次元織物はセラミックス基複合
材料全体をマクロに補強するために形成されるものであ
り、炭素けい素、アルミナ、ジルコニア、炭素、ボロ
ン、Si−Ti−C−O、窒化けい素、ムライトなどか
ら成り、直径が3μm以上100μm以下である連続繊
維1を図4に示すようにx,y,z方向にそれぞれ三次
元的に織りあげて最終製品形状に近い所定形状に形成さ
れる。すなわち三次元織物は、複合材料に任意に三次元
的な方向から作用する力を想定した繊維の配列配向を考
慮して作製される。
The above-mentioned three-dimensional woven fabric is formed to macroscopically reinforce the whole ceramic matrix composite material, and includes carbon silicon, alumina, zirconia, carbon, boron, Si-Ti-C-O, silicon nitride. As shown in FIG. 4, a continuous fiber 1 having a diameter of 3 μm or more and 100 μm or less, which is made of a raw material, mullite, or the like, is woven three-dimensionally in each of the x, y, and z directions to form a predetermined shape close to the final product shape. It That is, the three-dimensional woven fabric is produced in consideration of the array orientation of the fibers assuming a force acting on the composite material from an arbitrary three-dimensional direction.

【0028】またセラミックス焼結体から成るマトリッ
クス中に分散させる繊維または粒子はマトリックス基地
の靭性強度を高め複合材料全体をミクロに補強するるた
めに添加され、その具体例としては、炭素けい素、アル
ミナ、ジルコニア、炭素、ボロン、Si−Ti−C−
O、Si3 4 およびムライトから選択された少なくと
も一種から成るセラミックス短繊維またはセラミックス
粒子を使用するとよい。これらセラミックス短繊維また
はセラミックス粒子の含有量はセラミックス原料粉末に
対して5〜30重量%の範囲が望ましい。
Fibers or particles to be dispersed in a matrix composed of a ceramics sintered body are added to enhance the toughness of the matrix matrix and to micro-reinforce the whole composite material. Specific examples thereof include silicon carbon. Alumina, zirconia, carbon, boron, Si-Ti-C-
It is preferable to use ceramic short fibers or ceramic particles composed of at least one selected from O, Si 3 N 4 and mullite. The content of these ceramic short fibers or ceramic particles is preferably in the range of 5 to 30% by weight with respect to the ceramic raw material powder.

【0029】そして上記セラミックス繊維、粒子および
三次元織物の複合材料全体に占める容積率は、60体積
%以下の割合に設定される。容積割合が60体積%を超
える過量となると、各繊維、粒子および三次元織物の周
囲に均一にマトリックス基地を配置することが困難にな
り、複合材料の強度特性が急激に低下してしまう。好ま
しい添加量は20〜50体積%の範囲である。
The volume ratio of the ceramic fibers, particles and the three-dimensional woven fabric in the whole composite material is set to 60% by volume or less. If the volume ratio exceeds 60% by volume, it becomes difficult to uniformly arrange the matrix matrix around the respective fibers, particles and the three-dimensional woven fabric, and the strength characteristics of the composite material suddenly deteriorate. The preferable addition amount is in the range of 20 to 50% by volume.

【0030】セラミックス繊維の直径および長さは、成
形体中における繊維の分散性および配向性さらには複合
材料の強度特性に大きく影響を及ぼすものであり、本発
明では直径が1〜100μm、長さが50μm〜20mm
の範囲の短繊維を使用する。直径が1μm未満の場合に
はマトリックス基地の補強効果が少なく、また直径が1
00μmを超える太い繊維では、繊維とマトリックス基
地との境界界面に熱膨脹差による応力が生じ易く、割れ
等が発生し易くなる。
The diameter and the length of the ceramic fiber have a great influence on the dispersibility and orientation of the fiber in the molded body and the strength characteristics of the composite material. In the present invention, the diameter and the length are 1 to 100 μm and the length. Is 50 μm to 20 mm
Use short fibers in the range. When the diameter is less than 1 μm, the reinforcing effect of the matrix matrix is small, and the diameter is 1
With thick fibers exceeding 00 μm, stress due to the difference in thermal expansion easily occurs at the boundary interface between the fibers and the matrix matrix, and cracks and the like easily occur.

【0031】また繊維の長さが50μm未満の場合に
は、クラック進行の抑制効果が少なく靭性の改善効果も
少なくなる。一方長さが20mmを超えるような長大な繊
維を使用した場合には繊維がマトリックス基地中に均一
に分散または配向しにくく、破壊の起点となる繊維の凝
集が形成され易いため、強度的に好ましくない。
When the fiber length is less than 50 μm, the effect of suppressing the progress of cracks is small and the effect of improving the toughness is also small. On the other hand, when a long fiber having a length of more than 20 mm is used, it is difficult to uniformly disperse or orient the fibers in the matrix matrix, and the aggregation of the fibers, which is the starting point of the breakage, is easily formed. Absent.

【0032】[0032]

【作用】上記構成に係るセラミックス基複合材料によれ
ば、三次元織物によってセラミックス基複合材料全体を
マクロに補強した構造に加えて、さらにマトリックス基
地をセラミックス繊維やウィスカーなどの短繊維または
粒子でミクロに分散強化した構造を有しているため、マ
クロの高靭性化機構とミクロの高靭性化機構とが相乗し
て複合材料全体の靭性の増加と強度の向上とを図ること
ができる。
According to the ceramic matrix composite material having the above structure, in addition to the structure in which the entire ceramic matrix composite material is macro-reinforced by the three-dimensional woven fabric, the matrix matrix is further made up of short fibers or particles such as ceramic fibers or whiskers. Since it has a dispersion-strengthened structure, the macro toughening mechanism and the micro toughening mechanism synergistically increase the toughness and strength of the entire composite material.

【0033】また本発明に係るセラミックス基複合材料
の製造方法によれば、セラミックス粉末に対して、短繊
維または粒子を添加混合して調製した原料混合体スラリ
ーまたは混練物を、鋳込み成形法または射出成形法によ
って所定形状に成形している。そのため、得られた複合
材料成形体を脱脂し、しかる後に常圧焼結法、雰囲気加
圧焼結法、ホットプレス法、または反応焼結法により焼
結した場合においても靭性に優れ、緻密で高強度の繊維
強化セラミックス基複合材料が得られる。
Further, according to the method for producing a ceramics-based composite material according to the present invention, a raw material mixture slurry or a kneaded material prepared by adding short fibers or particles to a ceramics powder and mixing the mixture is subjected to a casting method or an injection method. It is molded into a predetermined shape by a molding method. Therefore, even when the obtained composite material molded body is degreased and thereafter sintered by the atmospheric pressure sintering method, the atmospheric pressure sintering method, the hot pressing method, or the reaction sintering method, the toughness is excellent and the density is high. A high-strength fiber-reinforced ceramic matrix composite material is obtained.

【0034】特にホットプレス法以外では、緻密化が困
難であった繊維強化セラミックス基複合材料を常圧焼結
法または雰囲気加圧焼結法を使用して製造できるため、
製品形状に制約が少なくなり複雑形状を有する高密度の
セラミックス基複合材料を提供することができる。
In particular, except for the hot pressing method, the fiber-reinforced ceramic matrix composite material, which has been difficult to be densified, can be manufactured by the atmospheric pressure sintering method or the atmospheric pressure sintering method.
It is possible to provide a high-density ceramic matrix composite material having a complicated shape with less restrictions on the product shape.

【0035】また特に焼結温度が低く、かつ焼結時にマ
トリックスの収縮がない反応焼結法を適用して繊維を複
合化する場合、繊維のサイジング剤および三次元形状を
付与する固定剤として、残炭率10重量%以上であり、
仮焼工程において、反応用の炭素源に炭化される有機化
合物を使用することにより、サイジング剤および固定剤
の除去工程を設けることなく、簡単な工程で欠陥の少な
い複合材料を製造することが可能となり、さらに充分な
量の固定剤等を使用することが可能になり、より複雑な
形状を有する複合材製品にも対応が可能となる。
Further, in the case where the fibers are compounded by applying the reaction sintering method in which the sintering temperature is low and the matrix does not shrink during the sintering, as a sizing agent for the fibers and a fixing agent for imparting a three-dimensional shape, The residual coal rate is 10% by weight or more,
By using an organic compound that is carbonized as a carbon source for the reaction in the calcination process, it is possible to manufacture a composite material with few defects by a simple process without providing a removal process of the sizing agent and the fixing agent. Therefore, it becomes possible to use a sufficient amount of the fixing agent and the like, and it is possible to deal with a composite material product having a more complicated shape.

【0036】[0036]

【実施例】次に本発明を以下の実施例に基づいてより具
体的に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described more concretely based on the following examples.

【0037】実施例1〜3 連続繊維1として直径15μmのSi−C−O連続繊維
(商品名:ニカロン)を、図1に示すように心材2の外
周に巻回して円筒状の織物3を形成し、この円筒状の織
物3から心材2を抜き取った後に、さらに図2に示すよ
うに両端部に膨出部4を有する三次元織物5を形成し
た。この三次元織物5の複合材料全体に占める容積割合
は20体積%とした。三次元織物5は図4に示すように
連続繊維1をx,y,z方向に三次元的に織り上げて形
成される。
Examples 1 to 3 Si—C—O continuous fibers (trade name: Nicalon) having a diameter of 15 μm were wound around the outer circumference of the core material 2 as shown in FIG. After forming and extracting the core material 2 from the cylindrical woven fabric 3, a three-dimensional woven fabric 5 having bulged portions 4 at both ends is formed as shown in FIG. The volume ratio of the three-dimensional woven fabric 5 to the entire composite material was 20% by volume. The three-dimensional fabric 5 is formed by weaving the continuous fibers 1 three-dimensionally in the x, y, and z directions as shown in FIG.

【0038】一方、平均粒径0.7μmのα−Si3
4 原料粉末に、表1に示すように直径2.5μm、長さ
50μmのSiCウィスカー(商品名:トーカウィスカ
ー)をそれぞれ5体積%(実施例1)、10体積%(実
施例2)、15体積%(実施例3)と、焼結助剤として
の平均粒径1.2μmのイットリア(Y2 3 )粉末を
α−Si3 4 原料粉末に対して5重量%と、焼結助剤
としての平均粒径1.0μmのMgAl2 4 を4重量
%と、分散剤とバインダー成分とを5重量%添加した原
料混合体を分散媒(溶媒)としての水中に分散せしめ、
ポット混合器で15時間混合して均一な水系泥漿(スリ
ップ、スラリー)を調製した。
On the other hand, α-Si 3 N having an average particle size of 0.7 μm
5 volume% (Example 1), 10 volume% (Example 2), and 15 volume% of SiC whiskers (trade name: Toka whiskers) having a diameter of 2.5 μm and a length of 50 μm were respectively added to 4 raw material powders, as shown in Table 1. the volume% (example 3), and 5 wt% with respect to the average particle diameter 1.2μm yttria (Y 2 0 3) powder alpha-Si 3 N 4 raw material powder as a sintering aid, sintering 4% by weight of MgAl 2 O 4 having an average particle diameter of 1.0 μm as an agent and 5% by weight of a dispersant and a binder component were dispersed in water as a dispersion medium (solvent),
The mixture was mixed in a pot mixer for 15 hours to prepare a uniform aqueous slurry (slip, slurry).

【0039】次に上記三次元織物5を、図3に示すよう
に圧力鋳込み用樹脂型6a,6b内のキャビティにセッ
ティングした後に、水系泥漿7を加圧機構8によって加
圧し、鋳込成形法(スリップキャスティング法)に基づ
き、上記各水系泥漿7を樹脂型6a,6b内に鋳込み圧
力20kg/cm2 で注入して亜鈴状の成形体をそれぞれ調
製した。次に各成形体を自然乾燥後、N2 ガス雰囲気中
で温度600℃で2時間脱脂した後に、それぞれ1atm
のN2 ガス雰囲気中で温度1700℃で2時間常圧焼結
し、実施例1〜3に係るSi3 4 基複合材料を製造し
た。
Next, the three-dimensional fabric 5 is set in the cavities in the resin molds 6a and 6b for pressure casting as shown in FIG. 3, and then the water-based sludge 7 is pressed by the pressurizing mechanism 8 to perform the cast molding method. Based on the (slip casting method), each of the above water-based sludges 7 was poured into the resin molds 6a and 6b at a casting pressure of 20 kg / cm 2 to prepare dumbbell-shaped molded bodies. Next, after each molded body was naturally dried, it was degreased at a temperature of 600 ° C. for 2 hours in an N 2 gas atmosphere, and then 1 atm respectively.
Of 2 hours pressureless sintering at a temperature 1700 ° C. in an N 2 gas atmosphere to prepare a Si 3 N 4 group composite material according to Examples 1-3.

【0040】実施例4〜6 平均粒径0.6μmのSiC原料粉末に、表1に示すよ
うに直径10μm、長さ2mmのチョップ状Si−Ti−
C短繊維(商品名:チラノ)をそれぞれ5体積%(実施
例4)、10体積%(実施例5)、15体積%(実施例
6)と、焼結助剤としてのホウ素(B)をSiC原料粉
末に対して1重量%と、焼結助剤としてのカーボンブラ
ック(C)を2重量%と、分散剤とバインダーとを5重
量%添加した原料混合体を分散媒(溶媒)としての水中
に分散せしめ、ポット混合で15時間混合して均一な泥
漿(スリップ、スラリー)を調製した以外は実施例1〜
3と同様に三次元織物の内部空間に泥漿を鋳込み、成形
して同寸法のSiC成形体を調製した。次にこのSiC
成形体を自然乾燥後、N2 ガス雰囲気中で温度600℃
で2時間脱脂した後に、それぞれ3atm (実施例4)、
6atm (実施例5)、9atm (実施例6)のアルゴンガ
ス雰囲気中で温度1900℃で4時間雰囲気加圧焼結
し、実施例4〜6に係るSiC繊維強化SiC基複合材
料を製造した。
Examples 4 to 6 As shown in Table 1, a SiC raw material powder having an average particle size of 0.6 μm was chopped Si-Ti-having a diameter of 10 μm and a length of 2 mm.
5% by volume (Example 4), 10% by volume (Example 5) and 15% by volume (Example 6) of C short fibers (trade name: Tyranno), respectively, and boron (B) as a sintering aid. A raw material mixture containing 1% by weight of SiC raw material powder, 2% by weight of carbon black (C) as a sintering aid, and 5% by weight of a dispersant and a binder was used as a dispersion medium (solvent). Examples 1 to 1 except that they were dispersed in water and mixed in a pot for 15 hours to prepare a uniform slurry (slip, slurry).
In the same manner as in No. 3, sludge was cast into the inner space of the three-dimensional woven fabric and molded to prepare a SiC compact of the same size. Next, this SiC
After the molded body is naturally dried, the temperature is 600 ° C in N 2 gas atmosphere.
After degreasing for 2 hours at 3 atm (Example 4),
6 atm (Example 5) and 9 atm (Example 6) were subjected to atmospheric pressure sintering at a temperature of 1900 ° C. for 4 hours in an argon gas atmosphere to produce SiC fiber-reinforced SiC matrix composite materials according to Examples 4 to 6.

【0041】比較例1 SiCウィスカーから成る短繊維を全く添加せずにマト
リックスをSi3 4 のみで形成した以外は実施例1と
同様に三次元織物の内部空間に泥漿を鋳込み、得られた
成形体を自然乾燥後、N2 ガス雰囲気中で温度600℃
で2時間脱脂した後に、1atm のN2 ガス雰囲気中で温
度1700℃で2時間常圧焼結し、比較例1に係るSi
3 4 基複合材料を製造した。
Comparative Example 1 A slurry was obtained by casting sludge into the inner space of a three-dimensional woven fabric in the same manner as in Example 1 except that the matrix was formed of only Si 3 N 4 without adding short fibers of SiC whiskers. After the molded body is naturally dried, the temperature is 600 ° C in N 2 gas atmosphere.
After degreasing for 2 hours at room temperature, sintering was carried out at a temperature of 1700 ° C. in a N 2 gas atmosphere of 1 atm for 2 hours under normal pressure.
A 3 N 4 matrix composite was produced.

【0042】比較例2 SiC連続繊維から成る三次元織物を使用しない点以外
は実施例1と同様に圧力鋳込み用樹脂型内に,SiCウ
ィスカーを含有した泥漿を鋳込み、得られた成形体を自
然乾燥後、N2 ガス雰囲気中で温度600℃で2時間脱
脂した後に、1atmのアルゴンガス雰囲気中で温度170
0℃で2時間常圧焼結し、比較例2に係るSi3 4
複合材料を製造した。
Comparative Example 2 A sludge containing SiC whiskers was cast into a resin mold for pressure casting in the same manner as in Example 1 except that a three-dimensional woven fabric made of continuous SiC fiber was not used, and the obtained molded body was naturally formed. After drying, degreasing was performed in an N 2 gas atmosphere at a temperature of 600 ° C. for 2 hours, and then in a 1 atm argon gas atmosphere at a temperature of 170.
By pressureless sintering at 0 ° C. for 2 hours, a Si 3 N 4 based composite material according to Comparative Example 2 was manufactured.

【0043】こうして調製した実施例1〜6および比較
例1〜2に係る各セラミックス基複合材料について、そ
の密度、3点曲げ強度および破壊靭性値KICをそれぞ
れ測定して下記表1右欄に示す結果を得た。
The density, the three-point bending strength and the fracture toughness value K IC of each of the ceramic matrix composite materials according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 thus prepared were measured and shown in the right column of Table 1 below. The results shown were obtained.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】表1に示す結果から明らかなように、連続
繊維を三次元に織り上げて形成した三次元織物でマクロ
的に補強する一方、セラミックス短繊維によってマトリ
ックスをミクロ的に補強した構造を有する実施例1〜6
の繊維強化セラミックス基複合材料は、比較例1〜2と
比較して、3点曲げ強度および破壊靭性値において極め
て優れた特性を有することが確認された。
As is clear from the results shown in Table 1, an embodiment having a structure in which a three-dimensional woven fabric formed by weaving continuous fibers in a three-dimensional manner is used to macroscopically reinforce it while a ceramic short fiber is used to microreinforce the matrix Examples 1-6
It was confirmed that the fiber-reinforced ceramic matrix composite material of No. 1 has extremely excellent characteristics in three-point bending strength and fracture toughness as compared with Comparative Examples 1 and 2.

【0046】一方、比較例1に示すように短繊維による
マトリックスの補強を実施しない比較例1のセラミック
ス基複合材料は、短繊維によるミクロの補強効果がない
ため、強度および破壊靭性値も相対的に低下した。
On the other hand, as shown in Comparative Example 1, the ceramic-based composite material of Comparative Example 1 in which the matrix is not reinforced by the short fibers has no micro-reinforcing effect by the short fibers, so that the strength and fracture toughness values are relatively high. Fell to.

【0047】また、比較例2に示すように三次元織物を
使用しない比較例2のセラミックス基複合材料は、三次
元織物によるマクロの補強効果がないため、比較例1よ
りもさらに強度および破壊靭性値が低下した。
Further, as shown in Comparative Example 2, the ceramic matrix composite material of Comparative Example 2 which does not use the three-dimensional woven fabric has no macro reinforcing effect by the three-dimensional woven fabric, so that the strength and fracture toughness are further increased as compared with Comparative Example 1. The value has dropped.

【0048】次に反応焼結法を利用して製造した繊維強
化セラミックス基複合材料について実施例7〜8および
比較例3〜4を参照して説明する。
Next, the fiber-reinforced ceramic matrix composite material produced by the reaction sintering method will be described with reference to Examples 7 to 8 and Comparative Examples 3 to 4.

【0049】実施例7 マトリックス構成成分としてのSiC粉末と、SiC/
C繊維とを使用して、一方向積層構造で強化した実施例
7に係る複合材料を、次のような手順で製造した。
Example 7 SiC powder as a matrix constituent and SiC /
A composite material according to Example 7, which was reinforced with a unidirectional laminated structure using C fiber, was manufactured by the following procedure.

【0050】すなわちマトリックスの出発原料として、
炭素源としてのカーボンブラックと、骨材としてのα−
SiC粉末と、高温で炭化することにより炭化源となる
有機バインダとの混合体を用いた。これらの原料を溶媒
中で均一に湿式混合することにより、スラリー(泥漿)
を調製した。
That is, as a starting material for the matrix,
Carbon black as a carbon source and α- as an aggregate
A mixture of SiC powder and an organic binder which becomes a carbonization source by being carbonized at a high temperature was used. By uniformly wet mixing these raw materials in a solvent, a slurry (slurry) is obtained.
Was prepared.

【0051】一方、マトリックス原料粉末に対して40
vol%のSiC/C繊維を一方向に並べて、その表面に
固定剤(ポリイミド系樹脂:残炭率15重量%)を塗布
してシートを作成し、このシートの積層体を、圧力鋳込
み成形機の樹脂型内に配置した状態で、上記スラリー
を、成形圧力約30kg/cm2 で5分間保持して充填し成
形体を得た。さらにこの成形体を乾燥後、真空中で温度
約1000℃で焼成(仮焼)し、成形体を硬化させると
同時に、繊維に塗布したサイジング剤、固定剤および有
機バインダを炭化させて炭素源とすることにより、炭化
体を形成した。
On the other hand, with respect to the matrix raw material powder, 40
Vol% SiC / C fibers are arranged in one direction, and a fixing agent (polyimide resin: residual carbon content 15% by weight) is applied to the surface to form a sheet, and a laminate of this sheet is formed by a pressure casting machine. While being placed in the resin mold, the above slurry was held for 5 minutes at a molding pressure of about 30 kg / cm 2 and filled to obtain a molded body. Further, after drying the molded body, it is baked (calcined) in vacuum at a temperature of about 1000 ° C. to cure the molded body, and at the same time, the sizing agent, the fixing agent and the organic binder applied to the fibers are carbonized to form a carbon source. By doing so, a carbide was formed.

【0052】次に反応焼結操作において、けい化に必要
なSi量の約1.2倍のSi粉末を予め投入したアルミ
ナボード上に上記の炭化体を接触するように置き、真空
中またはアルゴンガス雰囲気中において温度1400〜
1450℃に30分間加熱保持して原料カーボンブラッ
クをけい化反応せしめ、実施例7に係るSiC/C繊維
強化SiC基複合材料を調製した。
Next, in the reaction sintering operation, the above-mentioned carbide was placed in contact with the above-mentioned carbide on an alumina board in which about 1.2 times the amount of Si powder necessary for silicidation was put in advance, and it was placed in a vacuum or argon. In a gas atmosphere, temperature 1400-
The raw material carbon black was silicified by heating at 1450 ° C. for 30 minutes to prepare a SiC / C fiber-reinforced SiC matrix composite material according to Example 7.

【0053】実施例8 マトリックス構成成分としてのSiC粉末と、直径10
μmのSi−C−O連続繊維を500本束ね、サイジン
グ剤(ポリイミド系樹脂:残炭率15重量%)で固定し
た太径がSi−C−O連続繊維で作成した編織品(平
織)とを使用して、3次元積層構造で強化した実施例8
に係る複合材料を、次のような手順で製造した。
Example 8 SiC powder as a matrix constituent and a diameter of 10
A bundle of 500 μm Si—C—O continuous fibers bundled together and fixed with a sizing agent (polyimide resin: 15% by weight of residual carbon) to have a large diameter made of Si—C—O continuous fibers. Example 8 in which a three-dimensional laminated structure is reinforced by using
The composite material according to 1. was manufactured by the following procedure.

【0054】すなわちマトリックスの出発原料として
は、炭素源としてのカーボンブラックと、骨材としての
α−SiC粉末と、高温で炭化することにより炭化源と
なる有機バインダとの混合体を用いた。これらの原料を
溶媒中で均一に湿式混合することにより、スラリー(泥
漿)を調製した。
That is, as the starting material of the matrix, a mixture of carbon black as a carbon source, α-SiC powder as an aggregate, and an organic binder which becomes a carbonization source by being carbonized at a high temperature was used. A slurry (slurry) was prepared by uniformly wet mixing these raw materials in a solvent.

【0055】一方、マトリックス原料粉末に対して30
vol%のSi−C−O繊維編織品を巻き、その表面に固
定剤(ポリイミド系樹脂:残炭率15重量%)を塗布し
て3次元形状を保持せしめ、複合材料用繊維を調製し
た。次にこの複合材料用繊維を、圧力鋳込み成形機の樹
脂型内に配置した状態で、上記スラリーを、成形圧力約
30kg/cm2 で5分間保持して充填し成形体を形成し
た。さらにこの成形体を乾燥後、真空中で温度約100
0℃で焼成(仮焼)し、成形体を硬化させると同時に、
繊維の塗布したサイジング剤、固定剤および有機バイン
ダを炭化させて炭素源とすることにより、炭化体を形成
した。
On the other hand, with respect to the matrix raw material powder, 30
A volatilized Si-C-O fiber knitted fabric was wound, and a fixing agent (polyimide resin: 15% by weight of residual carbon) was applied to the surface of the woven fabric to retain its three-dimensional shape, thereby preparing a fiber for a composite material. Next, this composite material fiber was placed in a resin mold of a pressure casting molding machine, and the slurry was held at a molding pressure of about 30 kg / cm 2 for 5 minutes to fill it to form a molded body. After drying this molded body, the temperature is about 100 in vacuum.
At the same time as baking (calcination) at 0 ° C. to cure the molded body,
A carbonized material was formed by carbonizing the sizing agent, the fixing agent and the organic binder to which the fibers were applied as a carbon source.

【0056】次に反応焼結操作において、けい化に必要
なSi量の約1.2倍のSi粉末を予め投入したアルミ
ナボード上に上記の炭化体を置き、真空中またはアルゴ
ンガス雰囲気中において温度1400〜1450℃に3
0分間加熱保持して原料カーボンブラックをけい化反応
せしめ、実施例8に係るSi−C−O繊維強化SiC基
複合材料を調製した。
Next, in the reaction sintering operation, the above-mentioned carbide was placed on an alumina board in which about 1.2 times the Si amount necessary for silicidation was put in advance, and the carbide was placed in a vacuum or an argon gas atmosphere. Temperature 1400 to 1450 ℃ 3
The raw material carbon black was silicified by heating for 0 minutes to prepare a Si—C—O fiber reinforced SiC group composite material according to Example 8.

【0057】比較例3 マトリックスをSiCとし、セラミックス繊維としてS
iC/C繊維を用いて、一方向積層構造で強化した複合
材料を得るために、下記の点以外は実施例7と同一の手
順で処理して、比較例3に係る複合材料を調製した。
Comparative Example 3 The matrix is SiC and the ceramic fiber is S
A composite material according to Comparative Example 3 was prepared by performing the same procedure as in Example 7 except for the following points to obtain a composite material reinforced with a unidirectionally laminated structure using iC / C fibers.

【0058】すなわちマトリックスの40 vol%のSi
C/C繊維を一方向に配列させ、サイジング剤および固
定剤を利用してシートを作成し、このシートを積層して
複合材料用繊維を作成した。サイジング剤および固定剤
としては市販のエポキシ樹脂(残炭率:3重量%)を使
用した。また上記複合材料用繊維を圧力鋳込み成形機に
より成形する前に、N2 ガス中で温度700℃で1時間
保持することにより、繊維のサイジング剤および固定剤
を除去した。
That is, 40 vol% Si of the matrix
C / C fibers were arranged in one direction, a sheet was prepared using a sizing agent and a fixing agent, and the sheets were laminated to prepare a fiber for composite material. A commercially available epoxy resin (residual carbon ratio: 3% by weight) was used as the sizing agent and the fixing agent. Further, before molding the composite material fibers by a pressure casting machine, the fibers were held at a temperature of 700 ° C. for 1 hour in N 2 gas to remove the sizing agent and the fixing agent of the fibers.

【0059】比較例4 マトリックスをSiCとし、セラミックス繊維としてS
i−C−O連続繊維で作成した編織品を(平織)を用い
て、3次元積層構造で強化した複合材料を得るために、
下記の点以外は実施例8と同一の手順で処理して、比較
例4に係る複合材料を調製した。
Comparative Example 4 The matrix is SiC and the ceramic fiber is S
In order to obtain a composite material in which a knitted fabric made of i-C-O continuous fibers is reinforced with a three-dimensional laminated structure using (plain weave),
A composite material according to Comparative Example 4 was prepared by the same procedure as in Example 8 except for the following points.

【0060】すなわちマトリックスの30 vol%のSi
−C−O繊維を巻き、サイジング剤および固定剤を利用
して3次元形状を保持せしめ、複合材料用繊維を作成し
た。サイジング剤および固定剤としては市販のエポキシ
樹脂(残炭率:3重量%)を使用した。また上記複合材
料用繊維を圧力鋳込み成形機により成形する前に、N2
ガス中で温度700℃で1時間保持することにより、繊
維のサイジング剤および固定剤を除去した。
That is, Si of 30 vol% of the matrix
A -C-O fiber was wound and a three-dimensional shape was retained by using a sizing agent and a fixing agent to prepare a fiber for composite material. A commercially available epoxy resin (residual carbon ratio: 3% by weight) was used as the sizing agent and the fixing agent. In addition, before molding the above composite material fibers by a pressure casting machine, N 2
Fiber sizing and fixatives were removed by holding in gas at a temperature of 700 ° C. for 1 hour.

【0061】こうして調製した実施例7〜8および比較
例3〜4に係る各繊維強化SiC基複合材料の密度を測
定するとともに、各複合材料から3×4×40mmの試験
片を作成し、各試験片について室温(RT)および13
00℃における3点曲げ強度および破壊靭性値KICをそ
れぞれ測定して下記表2に示す結果を得た。なお破壊靭
性値はSEPB法に準拠して測定した。
The densities of the respective fiber-reinforced SiC-based composite materials according to Examples 7 to 8 and Comparative Examples 3 to 4 thus prepared were measured, and 3 × 4 × 40 mm test pieces were prepared from each composite material. Room temperature (RT) and 13 for test pieces
The three-point bending strength and the fracture toughness value K IC at 00 ° C. were measured and the results shown in Table 2 below were obtained. The fracture toughness value was measured according to the SEPB method.

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】表2に示す結果から明らかなように、実施
例7〜8に係る複合材料によれば、残炭率が高い有機化
合物をサイジング剤および固定剤として使用し、マトリ
ックス中に積極的に炭素源を形成することにより、骨材
としてのSiC粒子の周囲に反応によって生成したSi
Cが埋まるように形成される。したがって、複雑な3次
元形状を有する製品を製造する場合においても、高強度
で破壊靭性値が大きな複合材料が得られることが判明し
た。
As is clear from the results shown in Table 2, according to the composite materials of Examples 7 to 8, the organic compounds having a high residual carbon rate were used as the sizing agent and the fixing agent, and were positively incorporated in the matrix. By forming a carbon source, Si produced by reaction around SiC particles as aggregate
It is formed so that C is filled. Therefore, it was found that a composite material having high strength and large fracture toughness value can be obtained even when a product having a complicated three-dimensional shape is manufactured.

【0064】一方、比較例3〜4係る複合材料において
は、反応焼結のための炭素源が不足するため、空隙部が
埋まることが少なく、強度および靭性値が相対的に低下
することが確認された。
On the other hand, in the composite materials of Comparative Examples 3 to 4, it was confirmed that the carbon source for the reaction sintering was insufficient, the voids were less filled, and the strength and toughness values were relatively lowered. Was done.

【0065】以上実施例においてはマトリックスを形成
するセラミックス原料としてSi3 4 またはSiCを
使用し、またセラミックス繊維としてSiC繊維(Si
Cウィスカー,Si−C−Oチョップ,Si−Ti−C
−Oチョップ)を使用した例で示しているが、本発明は
上記原料に限定されない。すなわちセラミックス原料と
して,Al2 3 ,AlN等を採用し、またセラミック
ス繊維として、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、ボロン
繊維、Si3 4 繊維またはムライト繊維を採用した場
合においても、表1に示す結果と同様な緻密化効果およ
び高靭性化効果が発揮されることが実験により確認され
た。
In the above examples, Si 3 N 4 or SiC is used as the ceramic raw material for forming the matrix, and the SiC fiber (Si) is used as the ceramic fiber.
C whiskers, Si-C-O chops, Si-Ti-C
However, the present invention is not limited to the above raw materials. That is, the results shown in Table 1 are obtained even when Al 2 O 3 , AlN or the like is adopted as the ceramic raw material and alumina fiber, zirconia fiber, boron fiber, Si 3 N 4 fiber or mullite fiber is adopted as the ceramic fiber. It was confirmed by an experiment that the same densification effect and toughness effect as described in (4) above are exhibited.

【0066】また成形法については、特に鋳込み成形法
または射出成形法を採用することにより、複雑形状を有
する最終製品形状に近い、いわゆるニアネットシェイプ
な成形体を量産することができ、複雑形状であっても緻
密化した繊維強化セラミックス基複合材料を効率的に製
造することができた。
With regard to the molding method, by adopting the casting molding method or the injection molding method, it is possible to mass-produce a so-called near net shape molded body having a complicated shape close to the final product shape. Even if there was, it was possible to efficiently produce a densified fiber-reinforced ceramic matrix composite material.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るセラミ
ックス基複合材料およびその製造方法によれば、三次元
織物によってセラミックス基複合材料全体をマクロに補
強した構造に加えて、さらにマトリックス基地をセラミ
ックス繊維やウィスカーなどの短繊維または粒子でミク
ロに分散強化した構造を有しているため、マクロの高靭
性化機構とミクロの高靭性化機構とが相乗して複合材料
全体の靭性の増加と強度の向上を図ることができる。
As described above, according to the ceramic-based composite material and the method for producing the same according to the present invention, in addition to the structure in which the entire ceramic-based composite material is macro-reinforced by the three-dimensional woven fabric, a matrix matrix is further used as a ceramic material. Since it has a micro-dispersion-reinforced structure with short fibers or particles such as fibers and whiskers, the macro toughening mechanism and the micro toughening mechanism synergistically increase the toughness and strength of the entire composite material. Can be improved.

【0068】またセラミックス粉末に対して、短繊維ま
たは粒子を添加混合して調製した原料混合体スラリーま
たは混練物を、鋳込み成形法または射出成形法によって
所定形状に成形しているため、緻密な複合材料成形体が
効率的に得られる。そのため、得られた複合材料成形体
を脱脂し、しかる後に常圧焼結法、雰囲気加圧焼結法、
ホットプレス法または反応焼結法により焼結した場合に
おいても靭性に優れ、緻密で高強度の繊維強化セラミッ
クス基複合材料が得られる。
A raw material mixture slurry or kneaded material prepared by adding and mixing short fibers or particles to ceramic powder is molded into a predetermined shape by a casting method or an injection molding method. A material compact can be efficiently obtained. Therefore, the obtained composite material molded body is degreased, and thereafter, a normal pressure sintering method, an atmosphere pressure sintering method,
Even when sintered by a hot pressing method or a reaction sintering method, a dense and high-strength fiber-reinforced ceramic matrix composite material is obtained, which is excellent in toughness.

【0069】特にホットプレス法以外では、緻密化が困
難であった繊維強化セラミックス基複合材料を常圧焼結
法または雰囲気加圧焼結法を使用して製造できるため、
製品形状に制約が少なくなり複雑形状を有する高密度の
セラミックス基複合材料を提供することができる。
In particular, except for the hot pressing method, the fiber-reinforced ceramic matrix composite material, which has been difficult to be densified, can be manufactured by using the atmospheric pressure sintering method or the atmospheric pressure sintering method.
It is possible to provide a high-density ceramic matrix composite material having a complicated shape with less restrictions on the product shape.

【0070】また、上記成形法を使用することにより、
最終製品形状に近い、いわゆるニアネットシェイプの成
形体が得られ、複合材料の二次加工も極めて容易にな
る。
By using the above molding method,
A so-called near net shape molded body having a shape close to the final product shape can be obtained, and the secondary processing of the composite material becomes extremely easy.

【0071】特に焼結温度が低く、かつ焼結時にマトリ
ックスの収縮がない反応焼結法を適用して繊維を複合化
する場合、繊維のサイジング剤および三次元形状を付与
する固定剤として、残炭率10重量%以上であり、仮焼
工程において、反応用の炭素源に炭化される有機化合物
を使用することにより、サイジング剤および固定剤の除
去工程を設けることなく、簡単な工程で欠陥の少ない複
合材料を製造することが可能となり、さらに充分な量の
固定剤等を使用することが可能になり、より複雑な形状
を有する複合材製品にも対応が可能となる。
In particular, when the fibers are compounded by applying the reaction sintering method in which the sintering temperature is low and the matrix does not shrink during sintering, the fibers remain as a sizing agent and a fixing agent for imparting a three-dimensional shape. With a carbon content of 10% by weight or more, and by using an organic compound that is carbonized as a carbon source for the reaction in the calcination step, it is possible to eliminate defects by a simple step without providing a step of removing a sizing agent and a fixing agent. It becomes possible to manufacture a small amount of composite material, and it becomes possible to use a sufficient amount of a fixing agent and the like, and it becomes possible to cope with a composite material product having a more complicated shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明において使用する三次元織物の形成法を
示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a method for forming a three-dimensional fabric used in the present invention.

【図2】本発明において使用する三次元織物の形状例を
示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a shape example of a three-dimensional fabric used in the present invention.

【図3】本発明に係るセラミックス基複合材料の製造方
法の一実施例を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a ceramics-based composite material according to the present invention.

【図4】三次元織物の構造を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a structure of a three-dimensional fabric.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 連続繊維 2 心材 3 円筒状織物 4 膨出部 5 三次元織物 6a、6b 圧力鋳込み用樹脂型 7 水系泥漿(原料混合体スラリー) 8 加圧機構 9 短繊維 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuous fiber 2 Core material 3 Cylindrical woven fabric 4 Bulging part 5 Three-dimensional woven fabric 6a, 6b Resin mold for pressure casting 7 Aqueous slurry (slurry of raw material mixture) 8 Pressurizing mechanism 9 Short fiber

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続繊維で三次元強化した複合セラミッ
クスの間隙部分を、短繊維または粒子で分散強化したこ
とを特徴とするセラミックス基複合材料。
1. A ceramic-based composite material, characterized in that the interstices of a composite ceramic three-dimensionally reinforced with continuous fibers are dispersed and reinforced with short fibers or particles.
【請求項2】 連続繊維を三次元に織りあげて所定形状
の三次元織物を形成する一方、セラミックス粉末に対し
て10〜30重量%の短繊維または粒子を添加混合して
原料混合体スラリーを調製し、上記三次元織物の内部空
間に上記原料混合体スラリーを充填することにより所定
形状の成形体を形成し、得られた成形体をさらに常圧焼
結法、雰囲気加圧焼結法、ホットプレス法または反応焼
結法によって焼結することを特徴とするセラミックス基
複合材料の製造方法。
2. A raw material mixture slurry is prepared by weaving continuous fibers in a three-dimensional manner to form a three-dimensional woven fabric having a predetermined shape, and by adding and mixing 10 to 30% by weight of short fibers or particles to a ceramic powder. Prepared, to form a molded body of a predetermined shape by filling the internal space of the three-dimensional fabric with the raw material mixture slurry, the resulting molded body further normal pressure sintering method, atmosphere pressure sintering method, A method for producing a ceramic-based composite material, which comprises sintering by a hot pressing method or a reactive sintering method.
【請求項3】 複数本のモノフィラメントを束ねるサイ
ジング剤および二次元三次元織物や製品の形状を付与す
るために必要な固定剤の少なくとも一方を添加された複
合材料用繊維において、上記サイジング剤および固定剤
が、残炭率10重量%以上の有機化合物から成ることを
特徴とする複合材料用セラミックス繊維。
3. A fiber for a composite material, to which at least one of a sizing agent for bundling a plurality of monofilaments and a fixing agent necessary for imparting the shape of a two-dimensional three-dimensional woven fabric or a product is added, wherein the sizing agent and the fixing agent are fixed. A ceramic fiber for a composite material, wherein the agent comprises an organic compound having a residual carbon rate of 10% by weight or more.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002362981A (en) * 2001-06-11 2002-12-18 Univ Hiroshima Method for producing ceramic-based composite material and ceramic-based composite material
JP2010506816A (en) * 2006-10-17 2010-03-04 スネクマ・プロピュルシオン・ソリド Method for manufacturing a part from a ceramic matrix composite containing a matrix phase for crack recovery and deflection
JP2012012240A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Covalent Materials Corp Method for producing fiber-reinforced ceramic composite material and fiber-reinforced ceramic composite material
JP2015508382A (en) * 2011-12-29 2015-03-19 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Method of manufacturing a ceramic matrix composite and ceramic matrix composite formed thereby
US9892804B2 (en) 2012-09-26 2018-02-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Nuclear reactor control rod with SIC fiber reinforced structure
CN108057874A (en) * 2016-10-31 2018-05-22 张志国 A kind of three-dimensional network ceramic skeleton reinforcement metal-based compound refractory and preparation method thereof
JP2018095484A (en) * 2016-12-08 2018-06-21 三菱重工航空エンジン株式会社 Manufacturing method of ceramic matrix composite material
EP4455110A4 (en) * 2021-12-21 2025-12-10 Tosoh Corp COMPOSITE MATRIX WITH CERAMIC MATRIX AND METHOD FOR PRODUCING IT

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002362981A (en) * 2001-06-11 2002-12-18 Univ Hiroshima Method for producing ceramic-based composite material and ceramic-based composite material
JP2010506816A (en) * 2006-10-17 2010-03-04 スネクマ・プロピュルシオン・ソリド Method for manufacturing a part from a ceramic matrix composite containing a matrix phase for crack recovery and deflection
JP2012012240A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Covalent Materials Corp Method for producing fiber-reinforced ceramic composite material and fiber-reinforced ceramic composite material
JP2015508382A (en) * 2011-12-29 2015-03-19 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Method of manufacturing a ceramic matrix composite and ceramic matrix composite formed thereby
US9892804B2 (en) 2012-09-26 2018-02-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Nuclear reactor control rod with SIC fiber reinforced structure
CN108057874A (en) * 2016-10-31 2018-05-22 张志国 A kind of three-dimensional network ceramic skeleton reinforcement metal-based compound refractory and preparation method thereof
CN108057874B (en) * 2016-10-31 2023-03-17 张志国 Three-dimensional network ceramic framework reinforcement metal-based composite refractory material and preparation method thereof
JP2018095484A (en) * 2016-12-08 2018-06-21 三菱重工航空エンジン株式会社 Manufacturing method of ceramic matrix composite material
EP4455110A4 (en) * 2021-12-21 2025-12-10 Tosoh Corp COMPOSITE MATRIX WITH CERAMIC MATRIX AND METHOD FOR PRODUCING IT

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