JPH08157273A - 一方向性炭素繊維強化炭素複合材料及びその製造方法 - Google Patents

一方向性炭素繊維強化炭素複合材料及びその製造方法

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JPH08157273A
JPH08157273A JP6323507A JP32350794A JPH08157273A JP H08157273 A JPH08157273 A JP H08157273A JP 6323507 A JP6323507 A JP 6323507A JP 32350794 A JP32350794 A JP 32350794A JP H08157273 A JPH08157273 A JP H08157273A
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潤 高安
Kazuyuki Murakami
一幸 村上
Eiki Tsushima
栄樹 津島
Takayuki Izumi
孝幸 泉
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 炭素繊維体積含有率が５０％であり、且つ水
銀圧入法により求められる直径１０μｍ以上の気孔容積
が全気孔容積の５％以下であって、しかも開気孔容積が
全気孔容積の９０％以上である一方向性炭素繊維強化複
合材料、並びに熱硬化性樹脂と有機溶媒からなる溶液に
炭素質粉末を分散させて含浸用懸濁液を調製する際し、
炭素質粉末として平均粒径０．５μｍ未満のものを用
い、且つ該懸濁液の粘度が室温で５〜５０センチポアズ
となるように炭素質粉末、熱硬化性樹脂及び有機溶媒の
量を調整し、次いで得られた含浸用懸濁液を炭素繊維に
含浸させた後、一方向に炭素繊維が配列するように成形
し、硬化させ、次いで焼成するその製造方法。 【効果】 本複合材料は、緻密で均質なマトリクス構造
を有するため、精密加工性に優れている、機械的特性に
優れている、熱伝導性に優れている等の特性を有し、ま
た本製造方法によると、一回の含浸、成形、焼成処理で
容易に安定して本発明の複合材料が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精密加工性、機械的特
性、熱伝導性に優れた一方向性炭素繊維強化炭素複合材
料及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は
特殊な性状を有する含浸用炭素質粉末懸濁液を用いるこ
とで、コストの高い再含浸工程を一切行なわずに製造可
能な、微細な気孔が均一に分散した、極めて均質なマト
リクス組成を持つ一方向性炭素繊維強化炭素複合材料及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維強化炭素複合材料（以下、単に
Ｃ／Ｃ複合材料と記すことがある）は高熱伝導性で耐熱
性、耐熱衝撃性に優れた軽量材であって、ヒートシンク
等の高熱伝導材、宇宙往環機の耐熱材、核融合炉炉壁材
等の耐熱部品、及び耐熱慴動材として航空機やレースカ
ー等の苛酷な使用条件のブレーキ材に極めて有用なもの
である。
【０００３】従来の一方向性Ｃ／Ｃ複合材料の製造方法
は大別して３種類に分類される。一つは気相成長により
炭素をＣ／Ｃ複合材料のマトリックスとして炭素繊維の
間に析出させる方法で、炭素繊維束を所定の形状に組み
上げた状態の成形物を炉に入れて、高温下で加熱し、次
いで炭化水素系ガスを炉内に通して熱分解させ、炭素を
炭素繊維の成形体に沈着固化させる方法（所謂ＣＶＤ
法）である。ただ、この方法では炭素繊維束の内部まで
均一に炭素を析出させることが難しく、割れやボイド等
の欠陥を多く含み、その結果炭素繊維の配列方向に直角
方向の強度を上げることが出来ない。また、その製造に
は多大の時間と費用を要するという欠点を持っている。
【０００４】もう一つの方法として、マトリックス前駆
体として熱硬化性樹脂を用いる方法がある。この方法で
は、熱硬化性樹脂の炭化収率が約５０％と低いためにＣ
ＶＤ法と同様に割れやボイドが発生する。なお、この方
法では、発生した割れやボイドを再含浸と呼ばれる方法
により炭素質ピッチを何回も（通常５〜１０回）含浸し
て欠陥を小さくする方法も取られるが、これには多大の
時間を要する欠点があると同時に、欠陥を小さくしても
強度を充分に上げることができない。更に、マトリック
ス前駆体として炭素質ピッチを溶融させて含浸後に炭化
する方法がある。この方法で使用する炭素質ピッチは含
浸できる程度に軟化点が低く（通常３５０℃以下）、そ
のため炭化収率が低い。その結果、この方法によって
も、前記二つの方法と同様に焼成時に割れやボイドが入
いる。
【０００５】そこで、このような点を改善するために、
本発明者らは、先に炭素収率がピッチ以上に高い炭素粉
末として生コークス粉末を用い、且つ有機溶媒として熱
硬化性樹脂に対する溶解力の強いフルフラール等を使用
する方法（特開平３−２４７５６３号公報）を提案し
た。また、軟化性を有する石油／石炭系バインダーピッ
チ粉末と、軟化性を有していない石油／石炭系コークス
粉末との混合粉末が包含された強化用繊維を芯材とし、
その周囲に熱可塑性樹脂製スリーブを設けたＣ／Ｃ複合
材料用中間材（特開昭６３−４０７６４号公報）が提案
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】Ｃ／Ｃ複合材料の精密
加工法、例えばミクロンオーダーの精度が要求される加
工においては、Ｃ／Ｃ複合材料中の平均気孔直径を悪く
とも加工精度と同じ気孔直径以下に制御する必要があ
る。一方、機械的特性、熱伝導性等を向上させるために
は、Ｃ／Ｃ複合材料に占める炭素繊維の体積含有率を高
くすると同時にマトリクスをより均質かつ緻密にしなけ
れば良好な成型品が得られない。ところが、前記のコー
クス粉末等の炭素質粉末を使用する技術では、炭素繊維
体積含有率を大きくすると均質かつ緻密なマトリクスが
得られないため、Ｃ／Ｃ複合材料中の気孔直径を制御す
ることが困難であった。また、再含浸、ＣＶＤ法等によ
り気孔容積を小さくする方法もあるが、やはりマトリク
スの均質性、特にＣ／Ｃ複合材料の表面部と内部の気孔
容積の不均一性、閉気孔（表面に通じていない気孔）の
存在等の問題が残る。
【０００７】従って、本発明の目的は、特殊な性状を有
する含浸用炭素質粉末懸濁液を用いることで、コストの
高い再含浸工程を一切行なわずに製造可能な、微細な気
孔が均一に分散した、極めて均質なマトリクス組織を持
つ、精密加工性、機械的特性、熱伝導性に優れた一方向
性Ｃ／Ｃ複合材料及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一方向
性炭素繊維強化炭素複合材料において、炭素繊維体積含
有率が５０％以上であり、且つ水銀圧入法により求めら
れる直径１０μｍ以上の気孔容積が全気孔容積の５％以
下であって、しかも開気孔容積が全気孔容積の９０％以
上であることを特徴とする一方向性炭素繊維強化炭素複
合材料が提供される。
【０００９】また、本発明によれば、熱硬化性樹脂と有
機溶媒からなる溶液に、炭素質粉末を分散させて含浸用
懸濁液を調製するに際し、炭素質粉末として平均粒径
０．５μｍ未満のものを用い、且つ該懸濁液の粘度が室
温で５〜５０センチポアズとなるように炭素質粉末、熱
硬化性樹脂及び有機容媒の量を調整し、次いで得られた
含侵用懸濁液を炭素繊維に含浸させた後、一方向に炭素
繊維が配列するように成形し、硬化させ、次いで焼成す
ることを特徴とする一方向性炭素繊維強化炭素複合材料
の製造方法が提供される。
【００１０】なお、本発明で言う開気孔の直径及び容積
は、約１ｃｍ3に切り出した炭素繊維強化炭素複合材料
を、一般的に用いられている水銀圧入法において、水銀
圧を０〜６００００ｐｓｉａの間で変化させ求められ
る。また、本発明で言う全気孔容積〔Ｖtotal（ｃｍ3/
ｇ）〕は、炭素繊維強化炭素複合材料の嵩密度〔ρ（ｇ
/ｃｍ3）〕、炭素繊維体積含有率〔Ｖf（vol.％）〕、
及び炭素繊維強化炭素複合材料を製造したと同じ温度で
個別に焼成した炭素繊維、マトリクスそれぞれ単味の真
密度〔ρf、ρm（ｇ/ｃｍ3）〕を求めることにより、以
下の式から算出される。
【数１】
【００１１】以下、本発明の一方向性Ｃ／Ｃ複合材料に
ついて、詳しく説明する。本発明の一方向性Ｃ／Ｃ複合
材料は、炭素繊維体積含有率が５０％以上、好ましくは
５５〜８５％である。このことから、特に機械的特性及
び熱伝導性が優れたものとなる。また、本発明の一方向
性Ｃ／Ｃ複合材料は、水銀圧入法により求められる気孔
直径１０μｍ以上の気孔容積が全気孔容積の５％以下、
好ましくは４．５％以下である。該気孔容積が全気孔容
積の５％を越えると、精密加工の寸法精度が悪くなり、
また機械的特性、特に繊維軸と直角方向の強度が弱くな
る。この場合、例えば再含浸、ＣＶＤ等により比較的大
きな気孔を埋めたとしても、Ｃ／Ｃ複合材料中に閉気孔
が多くなり、また、始めから存在する気孔の内表面に異
質の炭素層が形成されるためマトリクスの均質性が悪く
なる。その結果、熱膨張率の違いによる内部残留歪みが
蓄積するという問題が生ずる。なお、本発明の一方向性
Ｃ／Ｃ複合材料は、水銀圧入法により求められる平均気
孔直径が２μｍ以下を示すという特徴も有する。更に、
本発明の一方向性Ｃ／Ｃ複合材料は、開気孔容積が全気
孔容積の９０％以上、好ましくは９５〜１００％という
特徴を有する。また９０％未満の場合、上述のように閉
気孔容積が多くなり、また始めから存在する気孔の内表
面に異質の炭素層が形成されるため、マトリクスの均質
性が悪くなる。
【００１２】次に、本発明の一方向性Ｃ／Ｃ複合材料の
製造方法について、詳しく説明する。本発明の一方向性
Ｃ／Ｃ複合材料の製造方法は、熱硬化性樹脂と有機溶媒
からなる溶液に炭素質粉末を分散させて含浸用懸濁液を
調製するに際し、軟化点４００℃以上、揮発分２０重量
％以下、平均粒径０．５μｍ以下の炭素質粉末を用い、
且つ該懸濁液の粘度が室温で５〜５０センチポアズ、好
ましくは８〜４０センチポアズとなるように、炭素質粉
末、熱硬化性樹脂及び有機溶媒の量を調整し、次いで得
られた含浸用懸濁液を炭素繊維に含浸させた後、一方向
に炭素繊維が配列するように形成し、硬化させ、次いで
焼成することを特徴とする。
【００１３】本発明においては、炭素繊維に含浸させる
マトリクス前駆体として熱硬化性樹脂に特定粒径の炭素
質粉末を浸入したものを使用する。即ち、本発明におい
ては、熱硬化性樹脂と有機溶媒からなる溶液に炭素質粉
末を分散させて含浸用懸濁液を調製するに際して、炭素
質粉末として平均粒径０．５μｍ以下のものを使用す
る。その理由は、炭素質粉末の平均粒径が０．５μｍ超
過では、炭素繊維体積含有率を５０％以上にした場合
に、マトリクスの緻密性、即ち充填密度が下がり、ひび
割れやボイドが生じやすく気孔率が高くなってしまうた
めである。更に、本発明においては、含浸用懸濁液の調
製に際し、該懸濁液の粘度が室温で５〜５０センチポア
ズとなるように炭素質粉末、熱硬化性樹脂、有機溶媒の
量を調整しなければならない。一般的に炭素質粉末の平
均粒径が小さくなると懸濁液の粘度が上がるため、相対
的に熱硬化性樹脂、有機溶媒の量を調整することにな
る。含浸用懸濁液の粘度が室温で５センチポアズ未満に
なると、炭素繊維に付着するマトリクスの絶対量が足り
ず、充填密度が下がるし、逆に５０センチポアズを越え
る高粘度では、炭素繊維への含浸時に懸濁液が充分に炭
素繊維間に含浸しないため、焼成前から大きな気孔がで
きてしまう。
【００１４】本発明において、熱硬化性樹脂としては、
炭化収率の高いフェノール樹脂、フラン樹脂又はそれら
の混合物が好んで使用される。フェノール樹脂には、ア
ルカリ存在下にフェノール類とアルデヒド類との反応に
よって得られるレゾールタイプと、酸性触媒によって、
フェノール類とアルデヒド類から得られるノボラックタ
イプがあり、常温で液状のものと固体状のものがある。
ノボラックタイプでは、硬化剤、例えばヘキサメチレン
ジアミンを含有した自己硬化性タイプのものが好まし
い。更に、各種のフェノール樹脂を混合して使用するこ
ともできる。
【００１５】フラン樹脂としては、フラン樹脂初期縮合
物を用いることができる。この初期縮合物には、フルフ
リルアルコールあるいはフルフリルアルコール／フルフ
ラール混合物からなるものが含まれる。また、フェノー
ル樹脂初期反応生成物あるいは硬化前樹脂とフラン樹脂
初期反応生成物の混合物を使用することができる。ここ
で初期反応生成物とは液状樹脂を意味する。
【００１６】本発明において、マトリクス前駆体として
熱硬化性樹脂と混用される平均粒径０．５μｍ以下の炭
素質粉末には、Ｃ／Ｈ（原子比）が１．８以上、軟化点
４００℃以上、揮発分２０重量％以下の石油系、石炭
系、化合物系のピッチ、生コークス、コークス、か焼コ
ークス、カーボンブラック、人造黒鉛、天然黒鉛等が含
まれる。
【００１７】前記熱硬化性樹脂を溶解させて含浸材を調
製する際の有機溶媒としては、高沸点溶媒が好ましく、
特にフルフラール、フルフリルアルコールあるいはそれ
らの混合物などが好ましい。これらの有機溶媒を用いる
と、例えば、多くの常温固体状ノボラックタイプフェノ
ール樹脂は硬化温度より低い８０〜９５℃で軟化するの
で、硬化反応が実質上進行することなく、且つボイドが
発生することなしに該温度領域で有機溶媒を充分に乾燥
させるに必要な時間保持することができる。これらの有
機溶媒には、乾燥速度の点から、減圧加熱あるいは真空
加熱乾燥がより実施しやすいという利点も有する。
【００１８】本発明で使用される炭素繊維は、ＰＡＮ
系、メソフェーズピッチ系、等方性ピッチ系その他一般
に５００℃以上で焼成された炭素繊維と呼称される長繊
維であればいずれであってもよい。もちろん、高温で焼
成された黒鉛繊維であってもよい。
【００１９】含浸用懸濁液の調製においては、先ず有機
溶媒（以下、単に溶媒ともいう）に熱硬化性樹脂（以
下、単に樹脂ともいう）を溶解させる。それは樹脂の硬
化反応が起こらない範囲の加熱下で行なうこともでき
る。次に、得られた樹脂溶液に前記の炭素質粉末を分散
させる。溶媒、樹脂、炭素質粉末の添加、混入の手順
は、特に問うものではない。該分散方法としては、ボー
ルミル、超音波を用いる方法等、任意の方法を採用する
ことができる。溶媒に対する樹脂、炭素質粉末の量比
は、前記したように、該懸濁液の粘度が室温で５〜５０
センチポアズとなるように調整される。通常、溶媒１５
０〜７００重量部、樹脂１５〜７０重量部、炭素質粉末
３０〜８５重量部である。
【００２０】前記含浸用溶液の炭素繊維への含浸は、通
常室温で行なわれるが、樹脂の硬化反応が実質上進行し
ない温度範囲内で加熱下に行なうこともできる。含浸の
手法は含浸用溶液の中で連続的に糸をくぐらせて、ドラ
ムあるいはフレームに巻き取ることにより含浸させるこ
とができる。含浸は減圧下で行なうこともできる。
【００２１】含浸後、炭素繊維は成形に先立って一方向
に引き揃えシート状に切りとった後、乾燥される。乾燥
は一般に加熱下になされるが、乾燥時間短縮のため、減
圧下で行なってもよい。乾燥は樹脂が軟化する温度から
樹脂の硬化反応が実施的に進行しない温度の範囲で実施
することが望ましい。例えば、５０〜１００℃の範囲で
ある。なお、成形の際、残留している溶媒は、成形工程
の初期に、６０〜９０℃あるいはその近辺の温度で、減
圧にすることによって充分に除去することができる。
【００２２】乾燥したシート状のマトリックス前駆体含
有炭素繊維は、シートを一方向に炭素繊維が配列するよ
うに積層された後、通常５〜２５ＭＰａの加圧下に成形
される。成形は樹脂の硬化反応を利用する。成形温度領
域はフェノール樹脂の場合、例えば８０〜２００℃であ
り、フラン樹脂の場合、例えば７０〜１６０℃、それら
の混合物の場合、例えば７０〜２００℃である。但しこ
の範囲に限定されるものではない。加熱時間は一般に１
０分間〜１０時間あるいはそれ以上である。この温度領
域で段階的にあるいは連続的に徐々に昇温することが望
ましい。加圧は通常５〜２５ＭＰａの範囲で行なわれる
が、特に好ましいのは１０〜２０ＭＰａである。得られ
た成形体は、公知の方法に従って不活性雰囲気中、大気
圧下あるいは加圧下で１，０００℃以上の温度で、好ま
しくは２，０００℃以上の温度で焼成して炭化し、必要
に応じ更に黒鉛化される。
【００２３】なお、従来法においては、Ｃ／Ｃ複合材料
を緻密化し、強度を向上させるために、樹脂の含浸、焼
成処理を繰り返す必要があったが、本発明方法による
と、一回の含浸、成形、焼成（炭化、黒鉛化）処理で緻
密な（比重１．６以上）高強度のＣ／Ｃ複合材料を得る
ことができ、その上焼成時間の短縮も可能である。従っ
て、従来昇温及び冷却にそれぞれ１週間程かけ、それを
５〜１０回繰り返すという含浸・焼成により、３〜６ヵ
月という製造期間がかかったものが、本方法によると１
日で可能になる。その理由は、使用する炭素質粉末の炭
化収率が高く、その上粒径が小さいため充填密度を高く
できるからである。更に、請求範囲の粘度になるように
ピッチ／樹脂／溶媒組成を調整すると、ピッチ／樹脂比
が適正なため、焼成により樹脂から揮発するガス成分が
Ｃ／Ｃ複合材料内に留らず効果的に外に抜けるため、全
体的な割れ、大きなボイドを生成しない。つまり、例え
Ｃ／Ｃ複合材料全体の気孔率が同じでも、より小さな気
孔が均一にマトリクス中に分散することになる。従って
Ｃ／Ｃ複合材料の炭素繊維体積含有率を上げてもマトリ
クスの均一性が保てる。
【００２４】以上のようにして得られた一方向性Ｃ／Ｃ
複合材料の炭素繊維体積含有率は５０％以上で、且つマ
トリクスが緻密でありひび割れやボイドがなく、特に精
密加工の寸法精度が優れていて、しかも炭素繊維体積含
有率が高いことから機械的特性、熱伝導性も良好であ
る。
【００２５】以下、実施例により本発明を更に詳細に説
明するが、本発明の技術的範囲がこれらにより限定され
るものではない。なお、以下に示す部はすべて重量基準
である。
【００２６】
【実施例】
実施例１ 平均粒径（Ｄp）０．４５μｍ軟化点５５０℃、揮発分
０．５重量％のコークス粉末６５部をレゾール型フェノ
ール樹脂３５部とフルフリルアルコール３２５部の混合
溶液に分散させ、粘度１３センチポアズ（ｃｐ）の含浸
用懸濁液を得た。この懸濁液を炭素繊維束に含浸させ、
溶媒を乾燥後、炭素繊維が一方向になるように成型、硬
化させた。次いでアルゴン気流中、常圧下で黒鉛化させ
本発明の一方向性Ｃ／Ｃ複合材料を得た。得られた一方
向性Ｃ／Ｃ複合材料は炭素繊維体積含有率（Ｖf）が７
１％、水銀圧入法により求められる直径１０μｍ以上の
気孔容積（Ｖ>10μm）が全気孔容積（Ｖtotal）の１．
６％であり、開気孔容積（Ｖopen）が全気孔容積（Ｖto
tal）に等しく（１００％）極めて良好な性状を有して
いた。なお、水銀圧入法により求められる直径１μｍ以
上の気孔容積（Ｖ>1μm）が全気孔容積（Ｖtotal）の６
０％であり、水銀圧入法により求められる平均気孔直径
（Ｄ）は１．２１μｍであった。本試料の気孔分布曲線
を図１中、○印で表わす。直径１０μｍ以上の大きな気
孔はなく、ほとんどが直径約１μｍに集中していること
がわかる。また、本Ｃ／Ｃ複合材料を１０μｍの加工精
度が要求される穴空け加工に供したところ、ドリル芯の
振れ、割れ等が一切なく良好な加工が可能であった。
【００２７】実施例２ 実施例１において、粘度＝２２ｃｐの含浸用懸濁液を調
製したこと以外は、実施例１と同様にして本発明の一方
向性Ｃ／Ｃ複合材料を得た。得られたＣ／Ｃ複合材料は
Ｖf＝６５％（○）、Ｖ>10μm／Ｖtotal＝４．４％
（○）、Ｖopen／Ｖtotal＝１００％（○）、Ｖ>1μm／
Ｖtotal＝６５％（○）、Ｄ＝１．４８μｍ（○）であ
り、また実施例１と同様の穴空け加工に供したところ、
ぶれ、割れ等が一切なく良好な加工が可能であった。な
お、上記（○）印は本発明の範囲内に入る良好な物性を
示し、後記（×）印は本範囲の範囲外となる劣る物性を
示す。
【００２８】比較例１ 実施例１において、Ｄp＝０．８μｍのコークス粉末を
用い、粘度＝１８cpの含浸用懸濁液を調製したこと以外
は、実施例１と同様にして比較用の一方向性Ｃ／Ｃ複合
材料を得た。得られたＣ／Ｃ複合材料はＶf＝５１％
（○）、Ｖ>10μm／Ｖtotal＝７．２％（○）、Ｖopen
／Ｖtotal＝９５％（○）、Ｖ>1μm／Ｖtotal＝７６％
（×）、Ｄ＝１．７３μｍ（○）であり、また実施例１
と同様の加工試験をしたところ、加工性も悪かった。
【００２９】比較例２ 実施例１において、Ｄp＝０．８μｍのコークス粉末を
用い、粘度＝４cpの含浸用懸濁液を調製したこと以外
は、実施例１と同様にして比較用の一方向性Ｃ／Ｃ複合
材料を得た。得られたＣ／Ｃ複合材料はＶf＝６１％
（○）、Ｖ>10μm／Ｖtotal＝１０．６％（×）、Ｖope
n／Ｖtotal＝９７％（○）、Ｖ>1μm／Ｖtotal＝８７％
（×）、Ｄ＝２．２２μｍ（×）であった。本試料の細
孔分布曲線を図１中△印で示す。なお、図１中に市販品
〔ＣＸ−２００２Ｕ：東洋炭素（株）製品〕の気孔分布
曲線を▲印で併記する。平均気孔直径は１５．６μｍで
あり、実施例１と比較すると気孔直径が大きいところに
集中していることがわかる。また実施例１と同様の加工
試験をしたところ、加工性も悪かった。
【００３０】比較例３ 実施例１において、Ｄp＝０．４７μｍのコークス粉末
を用い、粘度＝１３０cpの含浸用懸濁液を調製したこと
以外は、実施例１と同様にして比較用の一方向性Ｃ／Ｃ
複合材料を得た。得られたＣ／Ｃ複合材料はＶf＝４８
％（×）、Ｖ>10μm／Ｖtotal＝２．３％（○）、Ｖope
n／Ｖtotal＝１００％（○）、Ｖ>1μm／Ｖtotal＝８３
％（×）、Ｄ＝３．４６μｍ（×）であり、また実施例
１と同様の加工試験をしたところ、加工性も悪かった。
【００３１】比較例４ 実施例１において、Ｄp＝０．８μｍのコークス粉末を
用い、粘度＝１８cpの含浸用懸濁液を調製し、且つ再含
浸工程を設けたこと以外は、実施例１と同様にして比較
用の一方向性Ｃ／Ｃ複合材料を得た。得られたＣ／Ｃ複
合材料はＶf＝６１％（○）、Ｖ>10μm／Ｖtotal＝４．
０％（○）、Ｖopen／Ｖtotal＝５０％（×）、Ｖ>1μm
／Ｖtotal＝７１％（×）、Ｄ＝１．８０μｍ（○）で
あり、また実施例１と同様の加工試験をしたところ、加
工性も悪かった。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の一方向性炭素繊維強化炭素複
合材料は、炭素繊維体積含有率が５０％以上であり、且
つ水銀圧入法により求められる直径１０μｍ以上の気孔
容積が全気孔容積の５％以下であって、しかも開気孔容
積が全気孔容積の９０％以上であるものとしたことか
ら、緻密で均質なマトリクス構造を有するため、次のよ
うな卓越した効果を奏する。 （イ）精密加工法に優れている、（ロ）機械的特性が優
れている、（ハ）熱伝導性に優れている。
【００３３】請求項２の一方向性炭素繊維強化炭素複合
材料の製造方法は、熱硬化性樹脂と有機溶媒からなる溶
液に炭素質粉末を分散させて含浸用懸濁液を調製するに
際し、炭素質粉末として平均粒径０．５μｍ未満のもの
を用い、且つ該懸濁液の粘度が室温で５〜５０センチポ
アズとなるように炭素質粉末、熱硬化性樹脂及び有機溶
媒の量を調整し、次いで得られた含浸用懸濁液を炭素繊
維に含浸させた後、一方向に炭素繊維が配列するように
形成し、硬化させ、次いで焼成するという構成としたこ
とから、一回の含浸、成形、焼成処理で請求項１の物性
を有する一方向性Ｃ／Ｃ複合材料を容易に安定して得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１、比較例２及び市販品のＣ／Ｃ複合材
料についての水銀圧入法による気孔分布曲線を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 孝幸 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡１丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一方向性炭素繊維強化炭素複合材料にお
    いて、炭素繊維体積含有率が５０％以上であり、且つ水
    銀圧入法により求められる直径１０μｍ以上の気孔容積
    が全気孔容積の５％以下であって、しかも開気孔容積が
    全気孔容積の９０％以上であることを特徴とする一方向
    性炭素繊維強化炭素複合材料。
  2. 【請求項２】 熱硬化性樹脂と有機溶媒からなる溶液
    に、炭素質粉末を分散させて含浸用懸濁液を調製するに
    際し、炭素質粉末として平均粒径０．５μｍ未満のもの
    を用い、且つ該懸濁液の粘度が室温で５〜５０センチポ
    アズとなるように炭素質粉末、熱硬化性樹脂及び有機容
    媒の量を調整し、次いで得られた含侵用懸濁液を炭素繊
    維に含浸させた後、一方向に炭素繊維が配列するように
    成形し、硬化させ、次いで焼成することを特徴とする請
    求項１記載の一方向性炭素繊維強化炭素複合材料の製造
    方法。
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