JPS61236660A - 繊維強化セラミツクスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高性能の繊維強化セラミックスの製造方法に関
する。

従来技術を解決するための手段 高性能繊維強化セラミックスの簡便な製造方法に関して
、発明者らは、特願昭５８−１６２４３４にて新規な製
造方法を開示した。これらの発明は、セラミックス粉末
を担体樹脂と混合し、これを電着法を用いて補強繊維系
村上に沈積させ、これを成形焼成して繊維強化セラミッ
クスを得る方法に関する。

上記の発明において用いられている電着では陽極、陰極
でそれぞれ以下のような反応が起っている。

陽極 ２Ｈ２０／ｊＨ＋　０２↑＋４ｅ− ４０　）（−−＋　０２↑＋２Ｈ２０＋　４ｅ−陰極 ４Ｈ２０＋　４ｅ−→４０Ｈ＋　２Ｈ２↑４Ｈ＋＋　４
　ｅ−−＋　２Ｈ２↑ そのため補強繊維基材を陽極とするアニオン電着の場合
には酸素が基材を陰極とするカチオン電着の場合には、
水素がそれぞれ基材表面に発生し、セラミックス粉末及
び担体樹脂の補強繊維束中への浸入を妨げる。このため
基材と被覆物との密着性が不十分となる。また被覆物が
ポーラスなものとなる。

問題点を解決するための手段 本発明は繊維強化セラミックスの簡便なる製造方法に関
するもので特に上述の問題点を解決し、補強繊維基材と
被覆物との密着性を肩めるものである。補強繊維基材と
被覆物との密着不良の原因は、基材表面に発生するガス
および補強繊維束中にセラミックス粉末を入れるだけの
スローイングパワーが不足していることにある。本発明
で基材表面に発生したガスを素早く取除き、セラミック
ス粉末を機械的に補強繊維束中に入れ、基材と被覆物と
の密着性を高めることに成功した。以下に本発明につい
て述べる。

微細化したセラミックス粉末に電荷のキャリヤーとして
担体樹脂を付着させ液体中に分散させ、分散液をつくる
。この場合セラミックス粉末は、１種類でも数種類の混
合物でもよく必要に応じて焼結助剤、潤滑材等の添加剤
を加えることができる。担体樹脂としては、セラミック
ス粒子に付着し、かつ液体中で電離させ得るものならば
使用可能であるが、基材上に析出後除去する必要があり
、電着塗装用に用いられるポリカルボン酸系樹脂（アニ
オン系）、ポリアミン系樹脂（カチオン系）等が使用で
きる。また粉末と樹脂の混合および分散に際しては、分
散剤・界面活性剤を用いる場合もある。分散媒として、
水を用いるのが取扱いが容易であるが目的により非水溶
媒を用いることもできる。

次に上記分散液に補強繊維基材を浸漬する。この場合補
強繊維としては、炭化けい素繊維や炭素繊維のように材
料自体に導電性のあるもの、あるいは実質的に導電性を
有しないホウ素繊維のような繊維の表面を導電性物質で
被覆したものを用いることができる。

この補強繊維基材と対向電極の間に直流電圧を印加して
セラミックス粉末と担体とを基材上に沈積させる。直流
電圧を印加している間、分散液を機械的に加振する。

分散液を振動することによってセラミックス粉末および
担体樹脂の拡散を助け、また、同時に補強繊維基材も振
動し基材表面の気泡を取り除くことが出来るので、繊維
の集合体の中にセラミックス粉末および担体樹脂を安易
に浸入させることが出来る。　′ この加振方法としては、超音波あるいは音波等による振
動を利用する。これらの操作は、連続的に基材を供給し
ていくか、または、バッチ処理にて行う。続いて基材を
液より引上げ必要によって洗浄等の処理を行ない乾燥し
、液体成分を除去したあと、３００〜ｌ０００℃に加熱
し担体を分解もしくは、揮散させる。担体は分解残香が
残留しにくい物質あるいは、残留物が最終焼結体に悪影
響を与えない物質を選択することが必要である。この段
階において担体を除去した基材−セラミックス粉末混合
体が得られる。

得られた混合体は、使用するセラミックス粉末の性質に
より、焼結条件を設定し焼結する。焼結方法は、加圧焼
結、常圧焼結あるいは両者の組合せにより焼結し、繊維
強化セラミックスとする。

焼結温度はセラミックスの種類により異なるが通常１０
００〜２０００℃゛の範囲である。

゛実施例 以下実施例につき説明する。

（比較例１） （１）窒化けい素粉束を微粉砕し平均粒径２μｍとした
。

（ｎ）上記粉末をアクリル−アマイド系樹脂とよく混練
したの゛ち、・水に分散させいわゆるカチオン系塗料分
散液状態とした。

（ｍ）次に炭化けい素繊維織布を用意し、これを陰極と
し、対向する陽極としてステンレス鋼板を用い上記分散
液中に浸漬し約２００Ｖの電圧を印加しよく撹拌しなが
ら約１０分間通電した。

（＋Ｖ）得られた混合体を１００°Ｃで１時間乾燥後、
減圧下アルゴン雰囲気で除々に昇温し、５ｏｏ℃まで加
熱することにより揮発分を除去した。

（Ｖ）更にに不活性雰囲気中で１８００℃−２時間１５
０　ｋｇ／ｃＩ１１で加圧焼結し、繊維強化セラミック
スを得た。

（実施例１） 比較例１で用いた電着用分散液に比較例１で用いたもの
と同一の炭化けい素繊維織布を用意し分散液中に浸漬し
た。炭化けい素繊維基材を陰極とし、対向する陽極とし
てステンレス鋼板を用い、分散液を超音波振動装置で加
振しながら約２００Ｖの電圧を印加し約１０分間通電し
た。その後比較例１と同じ条件で乾燥・焼成を行い繊維
強化セラミックスを得た。

（比較例２） （Ｉ）　９９重量％のアルミナ粉末を平均粒径２μｍに
微粉砕し、これに同様に微粉砕したマグネシア粉末１重
量％を加え均一に混合した。

（ｎ）上記粉末をエポキシ−アマイド系樹脂とよく混練
したのち、水に分散させいわゆるカチオン系塗料分散液
状態とした。

（ｍ）次に炭素繊維織布を用意し、これを陰極とし、対
向する陽極としてステンレス鋼板を用い上記分散液中に
浸漬し約１００ｖの電圧を印加しよく攪拌しながら約８
分間通電した。

（■）得られた混合体を１７０℃で２０分間乾燥後、６
ｏ。

℃で約１時間焼成しさらに２０００　”Ｃで焼結し、繊
維強化セラミックスを得た。

（実施例２） 比較例２で用いた電着用分散液に比較例２で用いたもの
と同一の炭素繊維織布を用意し、分散液中に浸漬した。

炭素繊維基材を陰極とし、対向する陽極としてステンレ
ス鋼板を用い、分散液を超音波振動装置で加振しながら
約１００Ｖの電圧を印加し約８分間通電した。その後比
較例２と同じ条件で乾燥焼成を行い繊維強化セラミック
スを得た。

上記に示した実施例１、実施例２で得られた繊維強化セ
ラミックスは、比較例１、比較例２で得られたもに比べ
てそれぞれ密度で約８％曲げ強度で約３０％改善された
。

発明の効果 上述の如く、本発明によると高密度でかつ機械的強度の
すぐれた高性能の繊維強化セラミックスが容易に、安価
に製造しうる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックスの微粉末に液体中でイオン化した担
   体を吸着させた後、液体中に分散させ、導電性を有する
   補強繊維基材をこの分散液に浸漬し、基材と対向電極と
   の間に直流電圧を印加しセラミックス微粉末および担体
   を補強繊維基材に析出させ被覆物を得、該被覆物を加熱
   によって担体を分解もしくは、揮散させたのち焼成を行
   って繊維強化セラミックスを得る製造方法において、分
   散液を機械的に加振しながら、補強繊維基材にセラミッ
   クス粉末および担体を析出させることを特徴とする繊維
   強化セラミックスの製造方法。
2. （２）補強繊維が炭素繊維または炭化けい素繊維あるい
   はそれ自体導電性を有しない材料からなり、かつ繊維表
   面が導電性を有する物質で被覆してある繊維であること
   を特徴とする特許請求範囲第１項記載の繊維強化セラミ
   ックスの製造方法。
3. （３）分散液を加振する方法として超音波振動装置を用
   いることを特徴とする特許請求範囲第１項又は第２項記
   載の繊維強化セラミックスの製造方法。