JPS6287421A - 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法 - Google Patents
炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法Info
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- JPS6287421A JPS6287421A JP22702085A JP22702085A JPS6287421A JP S6287421 A JPS6287421 A JP S6287421A JP 22702085 A JP22702085 A JP 22702085A JP 22702085 A JP22702085 A JP 22702085A JP S6287421 A JPS6287421 A JP S6287421A
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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。
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］
本発明は炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法に関
し、詳しくは炭化ケイ素ｍＩＩｔ強化ガラス複合材の炭
化ケイ素ＩＩＮ中に溶融ガラスが充分に浸透されている
、空隙のない軽量で弾性、強度、酸化安定性、耐熱性等
の緒特性に優れた炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材料の
製造法に関する。
し、詳しくは炭化ケイ素ｍＩＩｔ強化ガラス複合材の炭
化ケイ素ＩＩＮ中に溶融ガラスが充分に浸透されている
、空隙のない軽量で弾性、強度、酸化安定性、耐熱性等
の緒特性に優れた炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材料の
製造法に関する。
［従来の技術］
従来、８００℃以上に耐える耐熱構造材としてはＮｉ
、Ｃｏ１Ｗ、Ｆｅ、 Ｏｒ系の耐熱合金、チタン合金等
が使用されてきた。しかし、これらの金属材料は高温で
は室温強度の５０％以下、多くは１０〜２０％に強度が
低下しかろうじて高温で耐えているのが現状である。
、Ｃｏ１Ｗ、Ｆｅ、 Ｏｒ系の耐熱合金、チタン合金等
が使用されてきた。しかし、これらの金属材料は高温で
は室温強度の５０％以下、多くは１０〜２０％に強度が
低下しかろうじて高温で耐えているのが現状である。
、またＦｅ 、 Ｎｉ 、（：、ｏ等の合金は比重が７
〜９と重く特に航空機等の軽量化が要求される材料では
不利であり航空機の性能向上のネックとなっていた。そ
こで近年、この様な耐熱構造材の分野では軽くて強い、
高強度繊維強化複合材、およびセラミックス材料が盛ん
に研究されており、これらの材料は航空機、ロケット、
宇宙船等各種の材料として広範な用途に利用が見込まれ
期待されている。その中で繊維強化金属は現状ではＩＪ
ＪＩ！強化アルミニウム合金が主力であり、耐熱温度も
４００℃以下と低温である。一方、炭化ケイ素、窒化ケ
イ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス材は８０
０℃以上の高温で強度を保持するが、セラミックス特有
の脆さという性質が改善されていないため、材料として
は実用化に到っていない。そこで高温耐熱材料として最
も有望と期待されているのが、繊維強化セラミックスで
、この肉繊維強化ガラス複合材は、高温における高強度
、高靭性、軽量という優れた特徴をもち耐熱材料として
最も有望視されている。
〜９と重く特に航空機等の軽量化が要求される材料では
不利であり航空機の性能向上のネックとなっていた。そ
こで近年、この様な耐熱構造材の分野では軽くて強い、
高強度繊維強化複合材、およびセラミックス材料が盛ん
に研究されており、これらの材料は航空機、ロケット、
宇宙船等各種の材料として広範な用途に利用が見込まれ
期待されている。その中で繊維強化金属は現状ではＩＪ
ＪＩ！強化アルミニウム合金が主力であり、耐熱温度も
４００℃以下と低温である。一方、炭化ケイ素、窒化ケ
イ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス材は８０
０℃以上の高温で強度を保持するが、セラミックス特有
の脆さという性質が改善されていないため、材料として
は実用化に到っていない。そこで高温耐熱材料として最
も有望と期待されているのが、繊維強化セラミックスで
、この肉繊維強化ガラス複合材は、高温における高強度
、高靭性、軽量という優れた特徴をもち耐熱材料として
最も有望視されている。
このｍＨ強化ガラス複合材の強化１１１Ｉとしては、黒
鉛繊維、アルミナ１ｌｉＮ１炭化ケイ素繊維等があるが
、黒鉛繊維強化ガラス複合材では、高水準の強度、破壊
靭性を有しているが、５ｉｉａが空気中４００℃以上か
ら酸化するため、高温空気中では、構造材としての機能
が失われる。また、アルミナ′ｍ維強化ガラス複合材で
は、高温においてアルミナとガラスが反応しガラス化す
るため、強化繊維が浸蝕され複合材として強度、靭性が
得られない。
鉛繊維、アルミナ１ｌｉＮ１炭化ケイ素繊維等があるが
、黒鉛繊維強化ガラス複合材では、高水準の強度、破壊
靭性を有しているが、５ｉｉａが空気中４００℃以上か
ら酸化するため、高温空気中では、構造材としての機能
が失われる。また、アルミナ′ｍ維強化ガラス複合材で
は、高温においてアルミナとガラスが反応しガラス化す
るため、強化繊維が浸蝕され複合材として強度、靭性が
得られない。
しかし炭化ケイ素繊維強化複合材では炭化ケイ素繊維自
体が高温空気中で耐酸化性を有し優れた強度を維持する
と共にガラスと反応しないため、高温において高強度、
高靭性、耐酸化安定性を有する材料をつくることができ
る。ここで採用している炭化ケイ素繊維は、有機ケイ素
化合物を原料として製造された繊維径５０μ以下の炭化
ケイ素！ｌ維である。
体が高温空気中で耐酸化性を有し優れた強度を維持する
と共にガラスと反応しないため、高温において高強度、
高靭性、耐酸化安定性を有する材料をつくることができ
る。ここで採用している炭化ケイ素繊維は、有機ケイ素
化合物を原料として製造された繊維径５０μ以下の炭化
ケイ素！ｌ維である。
このように耐熱性を始めとして、酸化安定性、強度、破
壊靭性に優れたものとして、炭化ケイ素繊維強化ガラス
複合材が着目されている。従来、炭化ケイ素繊維強化ガ
ラス複合材の製造法としては、粉末スラリー法により作
製したプリフォームシートを用いて行なわれている。こ
の粉末スラリー法にあっては、ガラス粉末をポリビニル
アルコ一ル等の樹脂を介して炭化ケイ素繊維に付着せし
めており、繊維間への浸透は不充分であり、炭化ケイ素
ｍｕとガラスとの密着が充分でないという欠点がある。
壊靭性に優れたものとして、炭化ケイ素繊維強化ガラス
複合材が着目されている。従来、炭化ケイ素繊維強化ガ
ラス複合材の製造法としては、粉末スラリー法により作
製したプリフォームシートを用いて行なわれている。こ
の粉末スラリー法にあっては、ガラス粉末をポリビニル
アルコ一ル等の樹脂を介して炭化ケイ素繊維に付着せし
めており、繊維間への浸透は不充分であり、炭化ケイ素
ｍｕとガラスとの密着が充分でないという欠点がある。
また、成形する前に樹脂その他薬剤を熱処理により除去
する必要があり、Ｉ！維衣表面微量の炭素分が残留付着
するため、それが複合材特性の低下をもたらす。
する必要があり、Ｉ！維衣表面微量の炭素分が残留付着
するため、それが複合材特性の低下をもたらす。
［発明の目的］
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、耐熱性を始めとして、酸化安定性、強度、破壊靭性
等の緒特性に優れた炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の
製造法を提供することを目的とし、特に航空機、ロケッ
ト、宇宙船等の耐熱性や高温での酸化安定性、強度、破
壊靭性の要求される部位に好適に利用される。
り、耐熱性を始めとして、酸化安定性、強度、破壊靭性
等の緒特性に優れた炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の
製造法を提供することを目的とし、特に航空機、ロケッ
ト、宇宙船等の耐熱性や高温での酸化安定性、強度、破
壊靭性の要求される部位に好適に利用される。
［発明の概要］
本発明者らは、上記の目的に沿って鋭意研究した結果、
超音波振動装置により振動が与えられている溶融ガラス
槽中に炭化ケイ素ｌ１ｔＩｌを浸漬させることにより、
好適な炭化ケイ素１１ｉＮ／ガラスプリフォーム体が得
られ、このプリフォーム体を所望により必要形状に加工
した後、ホットプレス等で加熱成形することにより、好
適な炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材が得られることを
見出し本発明に到達した。
超音波振動装置により振動が与えられている溶融ガラス
槽中に炭化ケイ素ｌ１ｔＩｌを浸漬させることにより、
好適な炭化ケイ素１１ｉＮ／ガラスプリフォーム体が得
られ、このプリフォーム体を所望により必要形状に加工
した後、ホットプレス等で加熱成形することにより、好
適な炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材が得られることを
見出し本発明に到達した。
［発明の構成および作用］
すなわち本発明は、冷却手段を有する超音波振動装置に
より１０〜３０ＫＨ２の音波振動が与えられている溶融
ガラス槽中に炭化ケイ素Ｓ維を浸漬し、溶融ガラスの音
波振動により該炭化ケイ素繊維を開繊し、該炭化ケイ素
１１７．８間に該溶融ガラスを浸透せしめた炭化ケイ素
繊維／ガラスプリフォーム体を作製し、該プリフォーム
体を所望形状とした後、加熱成形し成形体を得ることを
特徴とする炭化ケイ素１１１８強化ガラス複合材の製造
法にある。
より１０〜３０ＫＨ２の音波振動が与えられている溶融
ガラス槽中に炭化ケイ素Ｓ維を浸漬し、溶融ガラスの音
波振動により該炭化ケイ素繊維を開繊し、該炭化ケイ素
１１７．８間に該溶融ガラスを浸透せしめた炭化ケイ素
繊維／ガラスプリフォーム体を作製し、該プリフォーム
体を所望形状とした後、加熱成形し成形体を得ることを
特徴とする炭化ケイ素１１１８強化ガラス複合材の製造
法にある。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図は、本発明の炭化ケイ素繊Ｉ１１／ガラスプリフ
ォーム材の製造法の一実施例を示す工程概略図であり、
第２図は本発明において炭化ケイ素繊維多次元織物／ガ
ラスプリフォーム材の製造法の一実施例を示す概略図で
ある。
ォーム材の製造法の一実施例を示す工程概略図であり、
第２図は本発明において炭化ケイ素繊維多次元織物／ガ
ラスプリフォーム材の製造法の一実施例を示す概略図で
ある。
第１図において、ｌｌｉ雑束引揃え装置１により繊維束
を広げて引揃えられた炭化ケイ素繊維束２は、ガイドロ
ール３ａ 、３ｂを経て、溶融ガラス４が満たされてい
る溶融ガラス槽５に導入され、含浸される。なお、本発
明においては炭化ケイ素繊維束２に代えて、炭化ケイ素
繊維の織布、マット、紙、多次元織物等を用いてもよい
。また、ここにおいて用いられる溶融ガラス４とは、ホ
ウケイ酸ガラス、シリカガラス、リチウムアルミノシリ
ケート等が適宜選択される。
を広げて引揃えられた炭化ケイ素繊維束２は、ガイドロ
ール３ａ 、３ｂを経て、溶融ガラス４が満たされてい
る溶融ガラス槽５に導入され、含浸される。なお、本発
明においては炭化ケイ素繊維束２に代えて、炭化ケイ素
繊維の織布、マット、紙、多次元織物等を用いてもよい
。また、ここにおいて用いられる溶融ガラス４とは、ホ
ウケイ酸ガラス、シリカガラス、リチウムアルミノシリ
ケート等が適宜選択される。
第２図に示されるごとく、溶融ガラス槽５中の溶融ガラ
ス４は、超音波振動装置６により振動が与えられている
。この超音波振動装置６は発振器７と振動子８からなり
、振動子８のホーン９の下部が溶融ガラス槽５の溶融ガ
ラス４中に浸漬されており、発振器７からの信号により
、振動子８のホーン９が溶融ガラス４に振動を与える。
ス４は、超音波振動装置６により振動が与えられている
。この超音波振動装置６は発振器７と振動子８からなり
、振動子８のホーン９の下部が溶融ガラス槽５の溶融ガ
ラス４中に浸漬されており、発振器７からの信号により
、振動子８のホーン９が溶融ガラス４に振動を与える。
このホーン９には溶融ガラス４の熱を振動子８に伝達し
ないように、ホーン９の上部に冷却水用の空孔または水
冷ジャケットを有することが必要で、その位置は使用音
波の半波長の節に相当する部分に設ける必要がある。こ
の部分に冷却水用の空孔または水冷ジャケットを設ける
ことによって、超音波処理を長時間行なってもホーン部
分からクラックが生じるということはない。ホーン９の
長さと周波数の関係は、ホーンの長さをＬとしたときに
、下記に示す０式によって示される。
ないように、ホーン９の上部に冷却水用の空孔または水
冷ジャケットを有することが必要で、その位置は使用音
波の半波長の節に相当する部分に設ける必要がある。こ
の部分に冷却水用の空孔または水冷ジャケットを設ける
ことによって、超音波処理を長時間行なってもホーン部
分からクラックが生じるということはない。ホーン９の
長さと周波数の関係は、ホーンの長さをＬとしたときに
、下記に示す０式によって示される。
Ｃｔ （湯温でのホーンの音速）＝
Ｌ（ホーン波長）×［（周波数）・・・ ・・・■本発
明においては、炭化ケイ素繊維束２の表面に付着したガ
ラスが、溶融ガラス槽５中のホーン９の直下に至る時点
で溶解することが必要で、溶融ガラス槽５中のホーン９
直下に至る前に溶解すると、予め炭化ケイ素１１ｉ１１
１束２の各繊維間を平行に固定した意味がなくなり、ま
たホーン９直下においても溶解しないと、超音波処理を
施しても炭化ケイ素繊維束２の内部まで十分にガラスを
浸透させることができない。このことを考慮に入れると
、溶融ガラス槽５の検温は、ガラスの粘度が１０４ポイ
ズ以下となるように設定することが望ましい。このよう
な温度調節は溶融ガラス槽５の周囲に付設した電気ヒー
タ等の加熱手段１０によってなされる。また、溶融ガラ
ス槽５中の炭化ケイ素繊維束２の浸漬時間は、５０秒以
下であることが好ましい。さらに、炭化ケイ素繊維の多
次元織物／ガラスプリフォーム体の製造においては、第
２図に示すように炭化ケイ素繊維体を円滑に保持すべく
、保持手段１１が設けられている。
明においては、炭化ケイ素繊維束２の表面に付着したガ
ラスが、溶融ガラス槽５中のホーン９の直下に至る時点
で溶解することが必要で、溶融ガラス槽５中のホーン９
直下に至る前に溶解すると、予め炭化ケイ素１１ｉ１１
１束２の各繊維間を平行に固定した意味がなくなり、ま
たホーン９直下においても溶解しないと、超音波処理を
施しても炭化ケイ素繊維束２の内部まで十分にガラスを
浸透させることができない。このことを考慮に入れると
、溶融ガラス槽５の検温は、ガラスの粘度が１０４ポイ
ズ以下となるように設定することが望ましい。このよう
な温度調節は溶融ガラス槽５の周囲に付設した電気ヒー
タ等の加熱手段１０によってなされる。また、溶融ガラ
ス槽５中の炭化ケイ素繊維束２の浸漬時間は、５０秒以
下であることが好ましい。さらに、炭化ケイ素繊維の多
次元織物／ガラスプリフォーム体の製造においては、第
２図に示すように炭化ケイ素繊維体を円滑に保持すべく
、保持手段１１が設けられている。
また、超音波振動装置６による振動は、共振周波数を適
宜型めることにより制御され、一般的には周波数が１０
〜３０Ｋ ）（Ｚのものが用いられる。また、超音波振
動装置６においては、ホーン９の材質等を適宜選択する
ことが必要で、溶融ガラス４中でホーン９が消耗するこ
とから、耐消耗性の大きい材料、例えばステンレス鋼、
ニッケル合金、モリブデン、タングステン、チタン、セ
ラミックス等が適宜選択される。また、ホーン９は通常
２８一 本接続して使用すると最も振動効率が高く、３本以上接
続すると振動効率が幾分低下する。また、ホーン９の断
面形状は任意であり、例えば円形、長方形、馬蹄形等が
採用される。
宜型めることにより制御され、一般的には周波数が１０
〜３０Ｋ ）（Ｚのものが用いられる。また、超音波振
動装置６においては、ホーン９の材質等を適宜選択する
ことが必要で、溶融ガラス４中でホーン９が消耗するこ
とから、耐消耗性の大きい材料、例えばステンレス鋼、
ニッケル合金、モリブデン、タングステン、チタン、セ
ラミックス等が適宜選択される。また、ホーン９は通常
２８一 本接続して使用すると最も振動効率が高く、３本以上接
続すると振動効率が幾分低下する。また、ホーン９の断
面形状は任意であり、例えば円形、長方形、馬蹄形等が
採用される。
このように引揃えた状態で超音波処理を施された炭化ケ
イ素繊維束２は、炭化ケイ素繊維間に充分ガラスが浸透
し、空隙の少ないものとなる。
イ素繊維束２は、炭化ケイ素繊維間に充分ガラスが浸透
し、空隙の少ないものとなる。
この炭化ケイ素繊維束２は、さらにガイドロール３ｃ、
３ｄを通して連続的に引き出し、所望の形状を与えると
共に、過剰のガラスを絞り取り、所定のｍＭ体積含有率
のプリフォーム体が得られる。このプリフォーム体は所
望により切断、積層した後、ホットプレス、高温等圧プ
レスにより加熱成形される。加熱成形の条件は、ホット
プレスを使用する場合には、１０００〜１６００℃、成
形圧５〜２００ｋＱ／ａｌ、 １時間以内、真空また
は不活性雰囲気中で成形する。また高温等圧プレスを使
用する場合には、不活性ガス雰囲気にて１０００〜１６
００℃、成形圧５〜５００ｋＯ／ｄで１時間以内加圧し
、成形する。
３ｄを通して連続的に引き出し、所望の形状を与えると
共に、過剰のガラスを絞り取り、所定のｍＭ体積含有率
のプリフォーム体が得られる。このプリフォーム体は所
望により切断、積層した後、ホットプレス、高温等圧プ
レスにより加熱成形される。加熱成形の条件は、ホット
プレスを使用する場合には、１０００〜１６００℃、成
形圧５〜２００ｋＱ／ａｌ、 １時間以内、真空また
は不活性雰囲気中で成形する。また高温等圧プレスを使
用する場合には、不活性ガス雰囲気にて１０００〜１６
００℃、成形圧５〜５００ｋＯ／ｄで１時間以内加圧し
、成形する。
このようにして得られた複合材は、曲げ強さ８０〜１２
０ｋｇ／ｍｍ２ 、破壊靭性１５〜２５Ｍ Ｎ ｌｌｌ
−” （ｍ Ｈ含有量３０〜５０容量％、一方向強化材
）と従来より、高強度、高靭性の優れた材料ができる。
０ｋｇ／ｍｍ２ 、破壊靭性１５〜２５Ｍ Ｎ ｌｌｌ
−” （ｍ Ｈ含有量３０〜５０容量％、一方向強化材
）と従来より、高強度、高靭性の優れた材料ができる。
［実施例］
以下、本発明を実施例および比較例に基づき、さらに詳
細に説明する。
細に説明する。
衷−」し−佐一」−
炭化ケイ素ｍＮの連続８１７１ （５００本／ヤーン、
繊維径平均１５μ、引張強さ２５０ｋｇ／ｍｍ２ 、引
張弾性率２０ ｔｏｎ／ｍｍ２ ）を第１図に示すよう
な超音波振動を付与した１５００℃の溶融ガラス槽に連
続的に浸漬し、ＬＡＳ （リチウムアルミノシリケート
）を含浸し、炭化ケイ素繊１／ＬＡＳ複合プリフォーム
ワイヤー（線径０．７ｍｍ）を得た。このワイヤーを切
断し５０＃ＩＩＩＩ Ｘ ８０ｍ Ｘ深さ２０ｒｒｍｒ
の黒鉛製ダイスに厚さ１０ｍに引揃えて並べ、高周波誘
導加熱方式のホットプレスにてアルゴン雰囲気中、１４
００℃に加熱し、成形圧２００ｋｆｌｌ／Ｃｒｊで２０
分間加圧し冷却して取り出した。さらに得られた試料を
１２００℃で５時間処理しガラスを結晶化させた。
繊維径平均１５μ、引張強さ２５０ｋｇ／ｍｍ２ 、引
張弾性率２０ ｔｏｎ／ｍｍ２ ）を第１図に示すよう
な超音波振動を付与した１５００℃の溶融ガラス槽に連
続的に浸漬し、ＬＡＳ （リチウムアルミノシリケート
）を含浸し、炭化ケイ素繊１／ＬＡＳ複合プリフォーム
ワイヤー（線径０．７ｍｍ）を得た。このワイヤーを切
断し５０＃ＩＩＩＩ Ｘ ８０ｍ Ｘ深さ２０ｒｒｍｒ
の黒鉛製ダイスに厚さ１０ｍに引揃えて並べ、高周波誘
導加熱方式のホットプレスにてアルゴン雰囲気中、１４
００℃に加熱し、成形圧２００ｋｆｌｌ／Ｃｒｊで２０
分間加圧し冷却して取り出した。さらに得られた試料を
１２００℃で５時間処理しガラスを結晶化させた。
得られた５０ｍｍ Ｘ ８０ｔｔｍ Ｘ厚さ３ｍｍの炭
化ケイ素繊維強化ガラス複合材から幅２０ｍ Ｘ ８０
ｍｍ Ｘ厚さ３ｍの試料を切り出し、スパン６０ｍｍの
３点曲げ試験を行なった結果、室温での曲げ強さ１００
に９／ｍＩｎ２、破壊靭性２２Ｍ Ｎ ｍ’％であった
。また１０００℃の空気中での３点曲げ強さは１３０ｋ
Ｑ／ｍｍ２、破壊靭性３０ＭＮｍ−にであった。
化ケイ素繊維強化ガラス複合材から幅２０ｍ Ｘ ８０
ｍｍ Ｘ厚さ３ｍの試料を切り出し、スパン６０ｍｍの
３点曲げ試験を行なった結果、室温での曲げ強さ１００
に９／ｍＩｎ２、破壊靭性２２Ｍ Ｎ ｍ’％であった
。また１０００℃の空気中での３点曲げ強さは１３０ｋ
Ｑ／ｍｍ２、破壊靭性３０ＭＮｍ−にであった。
実 施 例 ２
炭化ケイ素の連続繊維の平織クロス（２８０ｇ／Ｔｄ、
）を空気中８００℃（２Ｈｒでサイジング剤を除去し、
１００＃ＩＩ＋Ｉ Ｘ ４０ｔｎｍにカットした。カッ
トした平織クロスを１０枚積層し、適宜端部を縫いつけ
釘形し、第２図の保持具１１に取付けた。第２図のホー
ン９との間隔が２〜３ｍｍになるようにセットし、２０
秒間リチウムアルミノシリケート（ＬＡＳ）ガラス浴に
浸漬した。得られたプリフォームより端部をカットし黒
鉛ダイスに入れ真空中１１００℃、２００ｋａ／ｃｔｉ
でホットプレスした。
）を空気中８００℃（２Ｈｒでサイジング剤を除去し、
１００＃ＩＩ＋Ｉ Ｘ ４０ｔｎｍにカットした。カッ
トした平織クロスを１０枚積層し、適宜端部を縫いつけ
釘形し、第２図の保持具１１に取付けた。第２図のホー
ン９との間隔が２〜３ｍｍになるようにセットし、２０
秒間リチウムアルミノシリケート（ＬＡＳ）ガラス浴に
浸漬した。得られたプリフォームより端部をカットし黒
鉛ダイスに入れ真空中１１００℃、２００ｋａ／ｃｔｉ
でホットプレスした。
得られたガラス複合体から２０ｍｍＸ ８０ｒｎＩｎｘ
３ｍｍのテストピースを切出し、測定スパン６０８の
３点曲げ試験を行ったところ室温で曲げ強さ５０ｋＧ／
ｓ２、破壊靭性１５ＭＮｍ−％、１０００℃で曲げ強さ
７０ｋｇ／ｍｍ２、破壊靭性２０Ｍ Ｎ ｍ零であった
。
３ｍｍのテストピースを切出し、測定スパン６０８の
３点曲げ試験を行ったところ室温で曲げ強さ５０ｋＧ／
ｓ２、破壊靭性１５ＭＮｍ−％、１０００℃で曲げ強さ
７０ｋｇ／ｍｍ２、破壊靭性２０Ｍ Ｎ ｍ零であった
。
比 較 例 １
炭素繊維の連続繊Ｍ（３０００本／ヤーン、繊維径平均
７μ、引張強さ３００ｋ（ｌＩ／ＩｎＩｎ２、引張弾性
率２４ｔｏｎ ／ｌｎｍ２）を実施例１と同様にＬＡＳ
を含浸し、プリフォームワイヤーを得た。このプリフォ
ームワイヤを実施例１と同様にホットプレスおよび結晶
化処理を行ない炭素繊維／ＬＡＳ複合体を得た。
７μ、引張強さ３００ｋ（ｌＩ／ＩｎＩｎ２、引張弾性
率２４ｔｏｎ ／ｌｎｍ２）を実施例１と同様にＬＡＳ
を含浸し、プリフォームワイヤーを得た。このプリフォ
ームワイヤを実施例１と同様にホットプレスおよび結晶
化処理を行ない炭素繊維／ＬＡＳ複合体を得た。
実施例１と同様のテストピース形状寸法で３点曲げ試験
を行った結果室温で曲げ強さ８０にσ／＃２、破壊靭性
１５Ｍｔ’Ｊ１１１−４、空気中１０００℃で曲げ強さ
５ｋＱ／ｍｍ２、破壊靭性３Ｍ Ｎ ｒａ’％であった
。
を行った結果室温で曲げ強さ８０にσ／＃２、破壊靭性
１５Ｍｔ’Ｊ１１１−４、空気中１０００℃で曲げ強さ
５ｋＱ／ｍｍ２、破壊靭性３Ｍ Ｎ ｒａ’％であった
。
比 較 例 ２
アルミナ連続ｍＨ（ファイバーＦＰ、米国デュポン社製
）の２００本／ヤーン、平均繊維径２０μ、引張強さ１
７０ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率２５ｔｏｎ ／ＨＨ２で
実施例１と同様にＬＡＳ複合体を作成した。実施例１と
同様に測定したところ室温での曲げ強さ２０ｋＯ／ｍ２
、破壊靭性５ＭＮ１１１−％、１０００℃空気中でのそ
れは、それぞれ１０ ｋＱ ／ ＃２．３Ｍ Ｎｍ−％
であった。
）の２００本／ヤーン、平均繊維径２０μ、引張強さ１
７０ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率２５ｔｏｎ ／ＨＨ２で
実施例１と同様にＬＡＳ複合体を作成した。実施例１と
同様に測定したところ室温での曲げ強さ２０ｋＯ／ｍ２
、破壊靭性５ＭＮ１１１−％、１０００℃空気中でのそ
れは、それぞれ１０ ｋＱ ／ ＃２．３Ｍ Ｎｍ−％
であった。
以上のごとき本発明の炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材
の製造法にあっては、以下のごとき効果を奏する。
の製造法にあっては、以下のごとき効果を奏する。
■：炭化ケイ素繊維間にガラスを直接浸透せしめるため
、炭化ケイ素繊維間にガラスがプリフォームの段階でく
まなく浸透すると共に、炭化ケイ素繊維とガラス間が密
着している。
、炭化ケイ素繊維間にガラスがプリフォームの段階でく
まなく浸透すると共に、炭化ケイ素繊維とガラス間が密
着している。
■：得られるプリフォーム体は樹脂等の不純物を含まな
いため、ホットプレスの前に樹脂を加熱除去する必要が
なく、ホットプレスの際、残留不純物によってガラスマ
トリックス中および炭化ケイ素繊維／ガラス境界面に欠
陥が生じないため、従来法により得られたものに比較し
て高強度、高靭性の複合材が製造できる。
いため、ホットプレスの前に樹脂を加熱除去する必要が
なく、ホットプレスの際、残留不純物によってガラスマ
トリックス中および炭化ケイ素繊維／ガラス境界面に欠
陥が生じないため、従来法により得られたものに比較し
て高強度、高靭性の複合材が製造できる。
■ニブリフォーム体は炭化ケイ素繊維間にガラスマトリ
ックスがくまなく浸透されるため、炭化ケイ素繊維束だ
番プでなく、織布、マット、多次元織物等のプリフォー
ム体も製作可能であり、高温等圧プレス成形により直方
体、円筒その他各種異形成形体が製作できる。
ックスがくまなく浸透されるため、炭化ケイ素繊維束だ
番プでなく、織布、マット、多次元織物等のプリフォー
ム体も製作可能であり、高温等圧プレス成形により直方
体、円筒その他各種異形成形体が製作できる。
第１図は、本発明の炭化ケイ素強化ガラス複合材の製造
法の一実施例を示す工程概略図、および第２図は繊維束
にかえて炭化ケイ素繊維の織布、マット紙、多次元織物
を製造する装置の概略図。 １：引揃え装置、 ２：炭化ケイ素繊維束、３ａ 、
３ｂ 、 ３ｃ 、 ３ｄ ： ｔｊイトｏ−ル、
４：溶融ガラス、 ５：溶融ガラス槽、６：超音波振
動装置、７：発振器、 ８：振動子、 ９：ホーン、 １０：加熱手段、 １１：保持手段。 特許出願人 日本カーボン株式会社 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也 手続補正書（自発） 昭和６０年１１月８日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年 特 許 願 第２２７０２０号２、発明の
名称 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 居 所 東京都中央区八丁堀二丁目６番１号名 称
日本カーボン株式会社 代表者石川散切 ４、代理人 〒１０５ 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目８番１号５、補正の
対象 明細書中、「発明の詳細な説明の欄」 ６、補正の内容 １、明細書第７頁第１２行の゛′第第２図合「第１図お
よび第２図」に訂正する。 ２、同書第１２頁第１１行の“８００℃（２１−１ｒ”
を［８００℃、２１−１’ｒ Ｊに訂正する。 ３、同書第１４頁第５行の゛以上のごとき″を「以上の
ごとく」に訂正する。
法の一実施例を示す工程概略図、および第２図は繊維束
にかえて炭化ケイ素繊維の織布、マット紙、多次元織物
を製造する装置の概略図。 １：引揃え装置、 ２：炭化ケイ素繊維束、３ａ 、
３ｂ 、 ３ｃ 、 ３ｄ ： ｔｊイトｏ−ル、
４：溶融ガラス、 ５：溶融ガラス槽、６：超音波振
動装置、７：発振器、 ８：振動子、 ９：ホーン、 １０：加熱手段、 １１：保持手段。 特許出願人 日本カーボン株式会社 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也 手続補正書（自発） 昭和６０年１１月８日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年 特 許 願 第２２７０２０号２、発明の
名称 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 居 所 東京都中央区八丁堀二丁目６番１号名 称
日本カーボン株式会社 代表者石川散切 ４、代理人 〒１０５ 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目８番１号５、補正の
対象 明細書中、「発明の詳細な説明の欄」 ６、補正の内容 １、明細書第７頁第１２行の゛′第第２図合「第１図お
よび第２図」に訂正する。 ２、同書第１２頁第１１行の“８００℃（２１−１ｒ”
を［８００℃、２１−１’ｒ Ｊに訂正する。 ３、同書第１４頁第５行の゛以上のごとき″を「以上の
ごとく」に訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、冷却手段を有する超音波振動装置により１０〜３０
ＫＨｚの音波振動が与えられている溶融ガラス槽中に炭
化ケイ素繊維を浸漬し、溶融ガラスの音波振動により該
炭化ケイ素繊維を開繊し、該炭化ケイ素繊維間に該溶融
ガラスを浸透せしめた炭化ケイ素繊維／ガラスプリフォ
ーム体を作製し、該プリフォーム体を所望形状とした後
、加熱成形し成形体を得ることを特徴とする炭化ケイ素
繊維強化ガラス複合材の製造法。 ２、前記炭化ケイ素繊維が繊維束、織布、マット、紙、
多次元織物から選ばれる前記特許請求の範囲第１項に記
載の炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法。 ３、前記加熱成形がホットプレスまたは高温等圧プレス
である前記特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22702085A JPS6287421A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法 |
| GB8623784A GB2192876B (en) | 1985-10-14 | 1986-10-03 | A method for manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite |
| US06/917,011 US4717589A (en) | 1985-10-14 | 1986-10-09 | Method for manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite |
| FR868614128A FR2589394B1 (fr) | 1985-10-14 | 1986-10-10 | Procede de fabrication d'un composite de verre renforce par des fibres de carbure de silicium |
| DE3645336A DE3645336C2 (de) | 1985-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zur Herstellung eines mit Siliciumcarbidfasern verstärkten Glasverbundstoffes |
| DE19863634973 DE3634973C2 (de) | 1985-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zur Herstellung eines mit Siliciumcarbidfaser verstärkten Glasverbundstoffes |
| US07/076,283 US4769195A (en) | 1985-10-14 | 1987-07-22 | Manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite using plasma spraying |
| FR8813751A FR2620083B1 (fr) | 1985-10-14 | 1988-10-19 | Procede de fabrication d'un composite de verre renforce par des fibres de carbure de silicium |
| GB8901084A GB2210038B (en) | 1985-10-14 | 1989-01-18 | A method for manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22702085A JPS6287421A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287421A true JPS6287421A (ja) | 1987-04-21 |
| JPH0461814B2 JPH0461814B2 (ja) | 1992-10-02 |
Family
ID=16854252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22702085A Granted JPS6287421A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 炭化ケイ素繊維強化ガラス複合材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287421A (ja) |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP22702085A patent/JPS6287421A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0461814B2 (ja) | 1992-10-02 |
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