CN117177953A - 耐热结构体及热处理炉用构件 - Google Patents

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村木安典
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Yamada Carbon Industry Co ltd
Toyo Tanso Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种可简便地制造、而且高温环境下的机械特性优异、不易产生热变形的耐热结构体。一种耐热结构体1，包括：芯材2，包含多个C/C复合材料构件4；以及壳材3，覆盖芯材2的表面2a的至少一部分，包含金属。

Description

耐热结构体及热处理炉用构件
技术领域
本发明涉及一种耐热结构体及使用所述耐热结构体的热处理炉用构件。
背景技术
从前，在热处理炉用构件中广泛使用金属制的材料。然而，金属制棒存在重量重、当在高温下使用时容易产生热变形的问题。因此，需要对使用后变形的棒进行修正的调试。因此，作为此种金属制棒的替代，正在研究在金属管的内部配置碳纤维强化碳复合材料(C/C复合材料(composite))的棒。
例如，在下述专利文献1中公开一种包含耐热金属材料与碳/碳材料的耐热结构构件。在专利文献1中记载如下主旨：耐热金属材料形成外壳的壳结构，碳/碳材料构成被封入至外壳的壳结构的内部的芯构件。在专利文献1中记载如下主旨：以在外壳的壳结构内封入氦气为特征。另外，在下述专利文献2中记载如下主旨：以在与专利文献1相同的结构中，在外壳的壳结构内封入至少将水和/或碳氧化物还原的还原剂为特征。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2018-39708号公报
专利文献2：日本专利特开2017-77998号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在金属管的内部配置C/C复合材料的构件中，大多情况下需要厚度大的C/C复合材料。然而，C/C复合材料的厚度越大，越难以制造，存在生产性低的问题。另外，在厚度大的C/C复合材料中也存在制造成本增大的问题。另外，关于对厚度大的C/C复合材料进行加工后的厚度小的边角料将被废弃，也存在环境方面的问题。
本发明的目的在于提供一种可简便地制造、而且高温环境下的机械特性优异、不易产生热变形的耐热结构体及使用所述耐热结构体的热处理炉用构件。
解决问题的技术手段
本发明的耐热结构体的特征在于，包括：芯材，包含多个C/C复合材料构件；以及壳材，覆盖所述芯材的表面的至少一部分，包含金属。
在本发明中，优选为所述芯材为所述多个C/C复合材料构件的层叠体。
在本发明中，优选为所述C/C复合材料构件的形状为大致矩形板状。
在本发明中，优选为所述C/C复合材料构件为两方向C/C复合材料构件。
在本发明中，优选为在对所述耐热结构体施加负荷时，以所述C/C复合材料构件的沿着宽度方向的剖面中最长边的延伸的方向成为与施加所述负荷的方向大致相同的方向的方式进行配置。
在本发明中，优选为在对所述耐热结构体施加负荷时，所述多个C/C复合材料构件在与施加所述负荷的方向大致正交的方向上层叠。
在本发明中，优选为所述壳材为包含金属的管，在所述管内填充有所述多个C/C复合材料构件。
在本发明中，优选为所述管的剖面形状为大致多边形形状。
在本发明中，所述管的剖面形状可为大致圆状。
在本发明中，优选为所述管的壁厚为0.1mm以上且3mm以下。
在本发明中，优选为所述管内的所述C/C复合材料构件的填充率为70％以上。
在本发明中，优选为所述壳材局部地覆盖所述芯材的表面。
在本发明中，优选为所述耐热结构体在非氧化环境下使用。
本发明的热处理炉用构件的特征在于：包括按照本发明而构成的耐热结构体。
发明的效果
根据本发明，可提供一种可简便地制造、而且高温环境下的机械特性优异、不易产生热变形的耐热结构体及使用所述耐热结构体的热处理炉用构件。另外，通过利用厚度小的边角料，也能够顾及地球环境方面。
附图说明
[图1]图1(a)是本发明的第一实施方式的耐热结构体的沿着长度方向的示意性剖面图，图1(b)是本发明的第一实施方式的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图2]图2是本发明的第一实施方式的第一变形例的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图3]图3是本发明的第一实施方式的第二变形例的耐热结构体的沿着长度方向的示意性剖面图。
[图4]图4是本发明的第二实施方式的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图5]图5是本发明的第三实施方式的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图6]图6是本发明的第四实施方式的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图7]图7是用于说明本发明的第三实施方式的耐热结构体中的长度L1及长度L2的图。
[图8]图8是表示本发明的第五实施方式的耐热结构体的示意性立体图。
[图9]图9是实施例1中制作的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图10]图10是实施例4中制作的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图11]图11是实施例8中制作的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图12]图12是实施例9中制作的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图13]图13是实施例10中制作的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图14]图14是实施例11中制作的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
[图15]图15是参考例1中制作的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
具体实施方式
以下，对本发明的详细情况进行说明。
(第一实施方式)
图1(a)是本发明的第一实施方式的耐热结构体的沿着长度方向的示意性剖面图。另外，图1(b)是本发明的第一实施方式的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。再者，耐热结构体1的长度方向是指图1(a)及(b)所示的Z方向。耐热结构体1的宽度方向是指图1(a)及(b)所示的Y方向。
如图1(a)及(b)所示，耐热结构体1包括芯材2与壳材3。壳材3覆盖芯材2的表面2a。
在本实施方式中，壳材3为金属管。在所述壳材3的内部填充有包含四个C/C复合材料构件4的芯材2。由此，在本实施方式中，构成作为热处理炉用棒的耐热结构体1。再者，所谓“C/C复合材料”是指碳纤维强化碳复合材料。在本实施方式中，作为C/C复合材料构件4，使用具有二维结构的两方向C/C复合材料(2D C/C复合材料)构件。
在本实施方式中，当对耐热结构体1施加负荷时，设为自图1(b)所示的箭头O的方向施加负荷。因此，在本实施方式中，施加负荷的方向为图1(a)及(b)所示的X方向。
如图1(b)所示，构成芯材2的C/C复合材料构件4分别具有大致矩形板状的形状。另外，在沿着宽度方向Y的剖面中，以C/C复合材料构件4的最长边4a延伸的方向成为与施加负荷的X方向大致相同的方向的方式配置各C/C复合材料构件4。再者，在本实施方式中，以C/C复合材料构件4的纤维方向也成为与施加负荷的X方向大致相同的方向的方式进行配置。
另外，在本实施方式中，各C/C复合材料构件4以沿着与施加负荷的X方向大致正交的Y方向的方式层叠。由此，在本实施方式中，构成芯材2。再者，在本说明书中，大致相同的方向设为不仅包含完全相同的方向，而且包含相对于相同的方向倾斜±5°的范围。另外，大致正交的方向设为不仅包含完全正交的方向，而且包含相对于正交的方向倾斜±5°的范围。
在本实施方式的耐热结构体1中，如所述那样，在作为金属管的壳材3的内部设置有包括C/C复合材料构件4的芯材2，因此可提高耐热结构体1在高温环境下的机械特性，可不易产生热变形。另外，由于可在壳材3的内部配置多个C/C复合材料构件4，因此可使各C/C复合材料构件4的厚度变薄。耐热结构体1可仅通过将此种多个C/C复合材料构件4配置于壳材3的内部来制造，因此制造容易，可提高生产性。另外，由于可使用厚度薄的C/C复合材料构件4，因此也可降低制造成本。
在本实施方式中，构成壳材3的金属管的剖面形状为大致正方形。当然，壳材3的剖面形状并无特别限定，可为大致多边形形状，也可为大致圆状。其中，金属管的剖面形状优选为包含矩形形状的大致矩形形状。所述情况下，可进一步更提高C/C复合材料构件4的填充率。
壳材3的壁厚并无特别限定，但优选为0.1mm以上，且优选为3mm以下。在壳材3的壁厚处于所述范围内的情况下，可进一步更提高相对于其他金属等构件的耐磨损性。
另外，作为壳材3的材料，并无特别限定，例如可使用SUS。或者，也可使用难以与SUS或碳反应、作为热处理用途而使用的金属材料。作为此种金属材料，并无特别限定，例如可使用STKMR(机械结构用方钢管)、STPG(压力配管用碳钢钢管)等。
在本实施方式的耐热结构体1中，在壳材3的内部配置有四个C/C复合材料构件4。当然，配置于壳材3的内部的C/C复合材料构件4的个数并无特别限定，可根据C/C复合材料构件4的厚度适宜决定。
配置于壳材3的内部的C/C复合材料构件4的个数可设为优选为两个以上，更优选为三个以上，且优选为六个以下，更优选为五个以下。
配置于壳材3的内部的C/C复合材料构件4的填充率优选为70％以上，更优选为80％以上，进而优选为90％以上。所述情况下，可进一步更提高高温环境下的机械特性，可进一步更不易产生热变形。再者，配置于壳材3的内部的C/C复合材料构件4的填充率也可为100％。
在本实施方式的耐热结构体1中，如图1(b)所示，各C/C复合材料构件4的厚度b分别为相同的厚度。C/C复合材料构件4的厚度b并无特别限定，例如可设为0.5mm以上且12mm以下。
当然，如图2所示的第一变形例的耐热结构体1A那样，各C/C复合材料构件4A、4B的厚度也可不同。在图2所示的第一变形例中，中央侧的两个C/C复合材料构件4A的厚度较端部侧的四个C/C复合材料构件4B的厚度而言更厚。
在本实施方式的耐热结构体1中，如图1(a)所示，芯材2的沿着长度方向Z的表面2a整体被壳材3覆盖。另一方面，端面2b、端面2c未被壳材3覆盖。因此，所产生的空气会向外排出，因此可进一步更降低破裂等的忧虑。
另外，如图3所示的第二变形例的耐热结构体1B那样，壳材3的一部分可进行冲裁，也可仅在磨损部位配置壳材3。所述情况下，可使耐热结构体1B进一步更轻量化。
在本实施方式的耐热结构体1中，也可在施加负荷的主表面1a上设置标记。除此以外，作为区分施加负荷的主表面1a的方法，也可进行销孔加工、焊接部的方向的调整、对金属管及C/C复合材料构件4的加工、设置标记等。所述情况下，可使使用方向进一步更明确，可进一步更提高作业性。
在本实施方式的耐热结构体1中，作为构成芯材2的C/C复合材料构件4，可使用市售的C/C复合材料构件4。另外，C/C复合材料构件4也可通过以下的方法进行制造来使用。
具体而言，首先，通过使热硬化性树脂组合物含浸于碳纤维中并进行成形来获得成形体。
作为碳纤维，例如可使用聚丙烯腈系碳纤维(PAN系碳纤维)、或沥青系碳纤维。作为碳纤维，优选为使用在两方向上对齐的碳纤维，制成2D C/C复合材料。热硬化性树脂组合物可仅由热硬化性树脂构成，也可包含热硬化性树脂与添加物。热硬化性树脂组合物可包含沥青。另外，成形体优选为通过拉挤成形来成形。所述情况下，更容易使碳纤维在一方向上拉齐，可获得更高的碳纤维体积含有率的成形体。成形体的形状并无特别限定，例如可设为平板状、或方棒状、或圆棒状。
再者，2D C/C复合材料可将使酚醛树脂等热硬化性树脂含浸于碳纤维丝束而成的预浸料排列并通过模具成形来获得。
接下来，通过对成形体进行煅烧，使热硬化性树脂组合物碳化来获得2D C/C复合材料。
通常为了防止制造中的2D C/C复合材料的氧化，煅烧步骤理想的是在氮气环境下等非氧化环境下进行。
煅烧温度并无特别限定，例如可设为700℃以上且1300℃以下。煅烧时间并无特别限定，例如可将最高温度保持时间设为30分钟以上且600分钟以下。
另外，为了获得更高密度的2D C/C复合材料，也可反复进行沥青含浸/煅烧步骤。沥青含浸/煅烧步骤例如可反复进行一次以上且十次以下的次数。
在本发明中，也可还包括使2D C/C复合材料中的开气孔的至少一部分致密化的致密化步骤。所述情况下，可进一步更抑制油的浸入或氧化消耗。
作为致密化步骤，例如可使用在2D C/C复合材料的开气孔中含浸沥青或热硬化性树脂并进行碳化的步骤。
致密化步骤也可为实施CVI处理的步骤。
致密化步骤也可为在2D C/C复合材料的开气孔中含浸熔融硅并进行碳化硅化的步骤。
另外，致密化步骤也可为在2D C/C复合材料的开气孔中含浸磷酸铝并进行热处理的步骤。
这些致密化步骤可单独使用，也可将多个步骤组合而使用。
(第二实施方式～第四实施方式)
图4是本发明的第二实施方式的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。如图4所示，在耐热结构体21中，也在壳材3内配置有四个C/C复合材料构件24A～24D。各C/C复合材料构件24A～24D为相同的大小，剖面形状为大致正方形形状。另外，纤维方向与施加负荷的X方向大致相同的方向的2D C/C复合材料构件24A、C/C复合材料构件24C、和纤维方向与施加负荷的X方向大致正交的Y方向的2D C/C复合材料构件24B、C/C复合材料构件24D相邻地配置。其他方面与第一实施方式相同。
图5是本发明的第三实施方式的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
如图5所示，在耐热结构体31中，在壳材3内配置有五个C/C复合材料构件34A～34E。在耐热结构体31中，在剖面中以包围一个大致正方形形状的C/C复合材料构件34A的方式配置有四个大致长方形形状的C/C复合材料构件34B～34E。另外，最长边的延伸的方向及纤维方向与施加负荷的X方向大致相同的方向的C/C复合材料构件34B、C/C复合材料构件34D、和最长边的延伸的方向及纤维方向与施加负荷的X方向大致正交的Y方向的C/C复合材料构件34C、C/C复合材料构件34E相邻地配置。其他方面与第一实施方式相同。
图6是本发明的第四实施方式的耐热结构体的沿着宽度方向的示意性剖面图。
如图6所示，在耐热结构体41中，在壳材3内配置有两个C/C复合材料构件44。在耐热结构体41中，各C/C复合材料构件44以最长边的延伸的方向及纤维方向成为与施加负荷的X方向大致正交的Y方向的方式进行配置。其他方面与第一实施方式相同。
如第二实施方式～第四实施方式所示，在本发明中，壳材内的各C/C复合材料构件的位置并无特别限定。在任一情况下，也在作为金属管的壳材的内部设置有包括C/C复合材料构件的芯材，因此可提高耐热结构体在高温环境下的机械特性，可不易产生热变形。另外，由于可在壳材的内部配置多个C/C复合材料构件，因此可使各C/C复合材料构件的厚度变薄。耐热结构体可仅通过将此种多个C/C复合材料构件配置于壳材的内部来制造，因此制造容易，可提高生产性。另外，由于可使用厚度薄的C/C复合材料构件，因此也可降低制造成本。
当然，在本发明中，例如如图1(b)所示，优选为以最长边a延伸的方向成为与施加负荷的X方向大致相同的方向的方式进行配置。所述情况下，可进一步更提高耐热结构体1在高温环境下的机械特性，可进一步更不易产生热变形。
另外，在耐热结构体的剖面形状为大致矩形形状的情况下，如图7所示，C/C复合材料构件34A～C/C复合材料构件34E的沿着施加负荷的X方向的长度L1、与壳材3的内周面的沿着施加负荷的X方向的长度L2之比(L1/L2)优选为0.5以上，更优选为0.75以上，进而优选为1。所述情况下，可进一步更提高耐热结构体31在高温环境下的机械特性，可进一步更不易产生热变形。再者，长度L1设为设为构成耐热结构体31的五个C/C复合材料构件34A～34E中的、沿着施加负荷的X方向的长度最长的C/C复合材料构件34B、C/C复合材料构件34D的长度。比(L1/L2)例如在图1(a)及(b)所示的第一实施方式中为1，在图4所示的第二实施方式中为0.5。
另外，在俯视时，配置有具有长度L1的C/C复合材料构件34B、C/C复合材料构件34D的面积S1与施加负荷的主表面1a的整体的面积S2之比(S1/S2)优选为0.5以上，更优选为0.75以上，进而优选为1。所述情况下，可进一步更提高耐热结构体31在高温环境下的机械特性，可进一步更不易产生热变形。
另外，如图7所示，在具有沿着施加负荷的X方向的长度为第二长的C/C复合材料构件34A的情况下，当将其长度设为L3时，比(L3/L2)优选为0.25以上，更优选为0.5以上，且优选为0.75以下。所述情况下，可进一步更提高耐热结构体31在高温环境下的机械特性，可进一步更不易产生热变形。
另外，在俯视时，配置有具有长度L3的C/C复合材料构件34A的面积S3与施加负荷的主表面1a的整体的面积S2之比(S3/S2)优选为0.5以上，且优选为1以下。所述情况下，可进一步更提高耐热结构体31在高温环境下的机械特性，可进一步更不易产生热变形。
再者，如图4所示的第二实施方式那样，在比(L1/L2)相对小的情况下，也可通过接着剂、或销固定、螺丝固定对C/C复合材料构件24A～C/C复合材料构件24D彼此进行固定。另外，也可对壳材3的两端以不完全密封的方式进行焊接，对C/C复合材料构件24A～C/C复合材料构件24D的两端部进行固定。所述情况下，可进一步更提高耐热结构体21在高温环境下的机械特性，可进一步更不易产生热变形。
(第五实施方式)
图8是表示本发明的第五实施方式的耐热结构体的示意性立体图。如图8所示，耐热结构体51是热处理炉用篮。耐热结构体51通过以与第一实施方式的耐热结构体1相同的方式，在壳材3的内部填充有包含四个C/C复合材料构件4的芯材2来构成。
在耐热结构体51中，由于也在作为金属管的壳材的内部设置有包括C/C复合材料构件的芯材，因此可提高耐热结构体51在高温环境下的机械特性，可不易产生热变形。另外，由于可在壳材的内部配置多个C/C复合材料构件，因此可使各C/C复合材料构件的厚度变薄。耐热结构体51可仅通过将此种多个C/C复合材料构件配置于壳材的内部来制造，因此制造容易，可提高生产性。另外，由于可使用厚度薄的C/C复合材料构件，因此也可降低制造成本。
如此，本发明的耐热结构体可优选地用作热处理炉用棒、热处理炉用托盘、热处理炉用篮等热处理用构件。
接下来，通过列举本发明的具体的实施例及比较例来使本发明明确。再者，本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
在实施例1中，制作具有图9所示的剖面结构的耐热结构体61(热处理炉用棒)。具体而言，作为壳材3，使用壁厚1mm的SUS制方管(19mm×19mm×700mm)，在所述SUS制方管的内部插入两个2D C/C复合材料构件64(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×8.5mm×700mm))，从而获得耐热结构体61。再者，负荷方向设为附图的箭头O所示的方向。
(实施例2)
在实施例2中，制作具有图1所示的剖面结构的耐热结构体1(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入四个2DC/C复合材料构件4(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×4.25mm×700mm))，从而获得耐热结构体1。
(实施例3)
在实施例3中，制作具有图2所示的剖面结构的耐热结构体1A(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入两个2D C/C复合材料构件4A(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×4.25mm×700mm))、与四个2D C/C复合材料构件4B(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×2.125mm×700mm))，从而获得耐热结构体1A。
(实施例4)
在实施例4中，制作具有图10所示的剖面结构的耐热结构体71(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入八个2D C/C复合材料构件74(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×2.125mm×700mm))，从而获得耐热结构体71。
(实施例5)
在实施例5中，制作具有图5所示的剖面结构的耐热结构体31(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入一个2D C/C复合材料构件34A(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(8.5mm×8.5mm×700mm))、与四个2D C/C复合材料构件34B～34E(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(12.75mm×4.25mm×700mm))，从而获得耐热结构体31。
(实施例6)
在实施例6中，制作具有图6所示的剖面结构的耐热结构体41(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入两个2D C/C复合材料构件44(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×8.5mm×700mm))，从而获得耐热结构体41。
(实施例7)
在实施例7中，制作具有图4所示的剖面结构的耐热结构体21(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入四个2D C/C复合材料构件24A～24D(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(8.5mm×8.5mm×700mm))，从而获得耐热结构体21。
(实施例8)
在实施例8中，制作具有图11所示的剖面结构的耐热结构体81(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入八个2D C/C复合材料构件84(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(8.5mm×4.25mm×700mm))，从而获得耐热结构体81。
(实施例9)
在实施例9中，制作具有图12所示的剖面结构的耐热结构体91(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入两个2D C/C复合材料构件94A(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×4.25mm×700mm))、与四个2D C/C复合材料构件94B(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(8.5mm×4.25mm×700mm))，从而获得耐热结构体91。
(实施例10)
在实施例10中，制作具有图13所示的剖面结构的耐热结构体101(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入两个2D C/C复合材料构件104A(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×4.25mm×700mm))、与四个2D C/C复合材料构件104B(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(8.5mm×4.25mm×700mm))，从而获得耐热结构体101。
(实施例11)
在实施例11中，制作具有图14所示的剖面结构的耐热结构体111(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入两个2D C/C复合材料构件114A(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×4.25mm×700mm))、与四个2D C/C复合材料构件114B(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(8.5mm×2.125mm×700mm))，从而获得耐热结构体111。
(参考例1)
在参考例1中，制作具有图15所示的剖面结构的耐热结构体121(热处理炉用棒)。具体而言，在与实施例1相同的SUS制方管的内部插入一个2D C/C复合材料构件124(东洋碳公司制造，产品编号“CX-761”，方棒(17mm×17mm×700mm))，从而获得耐热结构体121。
(比较例1)
在比较例1中，使用了未插入2D C/C复合材料构件的SUS制方棒(19mm×19mm×700mm)。
[评价]
对于实施例1～实施例11、参考例1、及比较例1的结构体，在电炉中在负荷方向上以跨距600mm支撑两端，在中央吊有30kg的重物的状态下，在900℃下加热5小时。在冷却后除去重物，并测定挠曲量。
将结果示于下述表1。再者，在实施例1～实施例11中，一并示出C/C复合材料构件的沿着施加负荷的X方向的最长边的长度L1、与壳材的内周面的沿着施加负荷的X方向的长度L2之比(L1/L2)。另外，在实施例5、实施例9～实施例11中，一并示出C/C复合材料构件的沿着施加负荷的X方向的第二长边的长度L3、与壳材的内周面的沿着施加负荷的X方向的长度L2之比(L3/L2)。
[表1]
由表1明确，在实施例1～实施例11中获得的耐热结构体中，与比较例1的SUS制方棒相比，可确认到高温环境下的机械特性优异，不易产生热变形。其中，在比(L1/L2)为1的实施例1～实施例4中，与使用壁厚的一个2D C/C复合材料构件124的参考例1相比，可确认到可获得大体同等的机械特性。
符号的说明
1、1A、1B、21、31、41、51、61、71、81、91、101、111、121…耐热结构体
1a…主表面
2…芯材
2a…表面
2b、2c…端面
3…壳材
4、4A、4B、24A～24D、34A～34E、44、64、74、84、94A、94B、104A、104B、114A、114B、124…C/C复合材料构件
4a…边

Claims (14)

1.一种耐热结构体，包括：
芯材，包含多个C/C复合材料构件；以及
壳材，覆盖所述芯材的表面的至少一部分，包含金属。
2.根据权利要求1所述的耐热结构体，其中所述芯材为所述多个C/C复合材料构件的层叠体。
3.根据权利要求1或2所述的耐热结构体，其中所述C/C复合材料构件的形状为大致矩形板状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的耐热结构体，其中所述C/C复合材料构件为两方向C/C复合材料构件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的耐热结构体，其中在对所述耐热结构体施加负荷时，
以所述C/C复合材料构件的沿着宽度方向的剖面中最长边的延伸的方向成为与施加所述负荷的方向大致相同的方向的方式进行配置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的耐热结构体，其中在对所述耐热结构体施加负荷时，
所述多个C/C复合材料构件在与施加所述负荷的方向大致正交的方向上层叠。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的耐热结构体，其中所述壳材为包含金属的管，
在所述管内填充有所述多个C/C复合材料构件。
8.根据权利要求7所述的耐热结构体，其中所述管的剖面形状为大致多边形形状。
9.根据权利要求7所述的耐热结构体，其中所述管的剖面形状为大致圆状。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的耐热结构体，其中所述管的壁厚为0.1mm以上且3mm以下。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的耐热结构体，其中所述管内的所述C/C复合材料构件的填充率为70％以上。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的耐热结构体，其中所述壳材局部地覆盖所述芯材的表面。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的耐热结构体，在非氧化环境下使用。
14.一种热处理炉用构件，包括如权利要求1至13中任一项所述的耐热结构体。
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