JPH08325084A - 表面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料 - Google Patents
表面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料Info
- Publication number
- JPH08325084A JPH08325084A JP15269895A JP15269895A JPH08325084A JP H08325084 A JPH08325084 A JP H08325084A JP 15269895 A JP15269895 A JP 15269895A JP 15269895 A JP15269895 A JP 15269895A JP H08325084 A JPH08325084 A JP H08325084A
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- JP
- Japan
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- carbon material
- oxidation resistant
- resistant coating
- coating layer
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- Pending
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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
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面に耐酸化性に優れた被膜を有する炭素材
料を提供することにある。 【構成】 表面に耐酸化性コーティング層を有する炭素
材料であって、該耐酸化コーティング層が表層と中間層
からなり、表層は金属シリサイドを５〜５０重量％含有
するガラス層であり、中間層はＳｉＣであることを特徴
とする、表面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料
である。 【効果】 大気中に１２００℃を超える高温雰囲気にお
いても酸化劣化のほとんど無い、表面に耐酸化性コーテ
ィング層を有する炭素材料を提供することが可能となっ
た。
料を提供することにある。 【構成】 表面に耐酸化性コーティング層を有する炭素
材料であって、該耐酸化コーティング層が表層と中間層
からなり、表層は金属シリサイドを５〜５０重量％含有
するガラス層であり、中間層はＳｉＣであることを特徴
とする、表面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料
である。 【効果】 大気中に１２００℃を超える高温雰囲気にお
いても酸化劣化のほとんど無い、表面に耐酸化性コーテ
ィング層を有する炭素材料を提供することが可能となっ
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温の酸化性雰囲気又
は侵食性の激しい燃焼ガス雰囲気中において、優れた耐
食性を有する炭素材料、さらに詳しくは、表面に耐酸化
コーティング層を有する炭素材料に関するものである。
は侵食性の激しい燃焼ガス雰囲気中において、優れた耐
食性を有する炭素材料、さらに詳しくは、表面に耐酸化
コーティング層を有する炭素材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭素材料は高温強度，耐熱衝撃性，高熱
伝導性，良導電性、低熱膨張性等工業材料として優れた
特性を有する材料であるが、高温条件下で酸化され易い
という欠点があるため、高温下での使用は非酸化性雰囲
気に限られ、大気中又は侵食性の激しい燃焼ガス中では
使用することはできなかった。そこでこの様な短所を改
善するために炭素の耐酸化性を向上させる方法について
従来から多くの工夫がなされている。その主なものとし
てＣＶＤ法等による耐酸化性物質（ＳｉＣ等）で炭素
材料表面を覆う方法、耐酸化性物質（各種ガラス等）
を炭素材料中の気孔内に含浸させる方法等が行われてい
る。
伝導性，良導電性、低熱膨張性等工業材料として優れた
特性を有する材料であるが、高温条件下で酸化され易い
という欠点があるため、高温下での使用は非酸化性雰囲
気に限られ、大気中又は侵食性の激しい燃焼ガス中では
使用することはできなかった。そこでこの様な短所を改
善するために炭素の耐酸化性を向上させる方法について
従来から多くの工夫がなされている。その主なものとし
てＣＶＤ法等による耐酸化性物質（ＳｉＣ等）で炭素
材料表面を覆う方法、耐酸化性物質（各種ガラス等）
を炭素材料中の気孔内に含浸させる方法等が行われてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＣＶＤ法にお
いては、そのほとんどはＳｉＣコーティングが施される
が、基材である炭素材料とコーティング材であるＳｉＣ
とには熱膨張の差があり、必ずコーティング層にクラッ
クが入るという問題がある。そしてこのクラックをシー
ルするためにＳｉＯ2ガラス質シーラントを表面層にコ
ーティングしているが、高温、特に１２００℃以上にな
るとＳｉＯ2ガラスの粘性が低下しＳｉＣコーティング
層に発生したクラックを十分にシールすることが不可能
となっている。含浸法ではホウケイ酸ガラスやコロイダ
ルシリカを含浸する方法等があるが、１２００℃以上で
の耐酸化性を得るためには、より高融点のガラス質を均
一に含浸する必要があり、この様な材料は見出せない。
いては、そのほとんどはＳｉＣコーティングが施される
が、基材である炭素材料とコーティング材であるＳｉＣ
とには熱膨張の差があり、必ずコーティング層にクラッ
クが入るという問題がある。そしてこのクラックをシー
ルするためにＳｉＯ2ガラス質シーラントを表面層にコ
ーティングしているが、高温、特に１２００℃以上にな
るとＳｉＯ2ガラスの粘性が低下しＳｉＣコーティング
層に発生したクラックを十分にシールすることが不可能
となっている。含浸法ではホウケイ酸ガラスやコロイダ
ルシリカを含浸する方法等があるが、１２００℃以上で
の耐酸化性を得るためには、より高融点のガラス質を均
一に含浸する必要があり、この様な材料は見出せない。
【０００４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、その目的は、表面に耐酸化性に優れた
被膜を有する炭素材料を提供することにある。
たものであって、その目的は、表面に耐酸化性に優れた
被膜を有する炭素材料を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、以上のよ
うな問題点を解決するために、鋭意研究の結果、金属シ
リサイドを５〜５０重量％含有するガラス質表層とＳｉ
Ｃ質の中間層からなる耐酸化性コーティング層を炭素材
料の表面に被覆することにより高温での耐酸化性を著し
く向上させることが可能であることを発見したものであ
る。すなわち中間層であるＳｉＣ被膜は、ＣＶＤ，ＣＶ
Ｉ，パック処理のいずれの方法でも可能である。表層の
ガラス質に添加する金属シリサイドは、高温になると酸
素と反応し、金属酸化物とＳｉＯ2に分解する。ＳｉＯ2
はガラスとなりコーティング層自体の炭素材料への被覆
能力を増大させることとなる。又金属酸化物は高温時、
特に１２００℃以上でのＳｉＯ2ガラスの粘性を増加す
る働きを持つ。コーティング材料に金属酸化物として予
め添加する方法を試みたが、その分散性の悪さから良好
な効果は得られなかった。添加する金属シリサイドは、
Ｃｒ，Ｗ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｉｒ等のシリサイ
ドが考えられるが、このうちＣｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｉｒの
シリサイドが特に効果が得られた。金属シリサイドの添
加量は、５重量％以下ではガラス質の高温粘性を増加さ
せるに十分な効果が得られない。又５０重量％を超える
と、コーティング膜自体が生成しにくい傾向となる。
うな問題点を解決するために、鋭意研究の結果、金属シ
リサイドを５〜５０重量％含有するガラス質表層とＳｉ
Ｃ質の中間層からなる耐酸化性コーティング層を炭素材
料の表面に被覆することにより高温での耐酸化性を著し
く向上させることが可能であることを発見したものであ
る。すなわち中間層であるＳｉＣ被膜は、ＣＶＤ，ＣＶ
Ｉ，パック処理のいずれの方法でも可能である。表層の
ガラス質に添加する金属シリサイドは、高温になると酸
素と反応し、金属酸化物とＳｉＯ2に分解する。ＳｉＯ2
はガラスとなりコーティング層自体の炭素材料への被覆
能力を増大させることとなる。又金属酸化物は高温時、
特に１２００℃以上でのＳｉＯ2ガラスの粘性を増加す
る働きを持つ。コーティング材料に金属酸化物として予
め添加する方法を試みたが、その分散性の悪さから良好
な効果は得られなかった。添加する金属シリサイドは、
Ｃｒ，Ｗ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｉｒ等のシリサイ
ドが考えられるが、このうちＣｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｉｒの
シリサイドが特に効果が得られた。金属シリサイドの添
加量は、５重量％以下ではガラス質の高温粘性を増加さ
せるに十分な効果が得られない。又５０重量％を超える
と、コーティング膜自体が生成しにくい傾向となる。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例，比較例を示す。基材
として２Ｄ炭素繊維・炭素複合材料を用いた。その特性
値を表１に示す。
として２Ｄ炭素繊維・炭素複合材料を用いた。その特性
値を表１に示す。
【０００７】
【表１】 上記炭素材料を３０×３０×１０ｔmmに加工し、ＣＶ
Ｄ，ＣＩＶ及びパック処理により中間層としてＳｉＣ被
膜を行った。この中間層厚みは５０μｍとした。中間層
処理した試料に各配合にて調整した表層用コーティング
材を厚み０．５ｍｍとなる様塗布した。表２に表層用コ
ーティング材の各配合を示す。又比較例５としてＳｉＯ
2：Ｂ2Ｏ3＝５：５のガラス含浸品を用いた。
Ｄ，ＣＩＶ及びパック処理により中間層としてＳｉＣ被
膜を行った。この中間層厚みは５０μｍとした。中間層
処理した試料に各配合にて調整した表層用コーティング
材を厚み０．５ｍｍとなる様塗布した。表２に表層用コ
ーティング材の各配合を示す。又比較例５としてＳｉＯ
2：Ｂ2Ｏ3＝５：５のガラス含浸品を用いた。
【０００８】
【表２】 この様にして得た各試料を大気中１５００℃にて２４時
間保持した後の重量減少率を表３に示す。
間保持した後の重量減少率を表３に示す。
【０００９】
【表３】 この結果から明らかなように、本発明による表面に耐酸
化性コーティングを有する炭素材料は、高温における耐
酸化性が優れている。
化性コーティングを有する炭素材料は、高温における耐
酸化性が優れている。
【００１０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、大気中で
１２００℃を超える高温雰囲気においても酸化劣化のほ
とんど無い、表面に耐酸化コーティング層を有する炭素
材料を提供することが可能となった。
１２００℃を超える高温雰囲気においても酸化劣化のほ
とんど無い、表面に耐酸化コーティング層を有する炭素
材料を提供することが可能となった。
Claims (1)
- 表面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料であっ
て、該耐酸化コーティング層が表層と中間層からなり、
表層は金属シリサイドを５〜５０重量％含有するガラス
層であり、中間層はＳｉＣであることを特徴とする、表
面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15269895A JPH08325084A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 表面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15269895A JPH08325084A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 表面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08325084A true JPH08325084A (ja) | 1996-12-10 |
Family
ID=15546195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15269895A Pending JPH08325084A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 表面に耐酸化コーティング層を有する炭素材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08325084A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013014257A1 (de) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Sgl Carbon Se | Beschichtete hochofensteine |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP15269895A patent/JPH08325084A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013014257A1 (de) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Sgl Carbon Se | Beschichtete hochofensteine |
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