JP2000344582A - Fiber/reinforced composite material - Google Patents

Fiber/reinforced composite material

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JP2000344582A
JP2000344582A JP11157095A JP15709599A JP2000344582A JP 2000344582 A JP2000344582 A JP 2000344582A JP 11157095 A JP11157095 A JP 11157095A JP 15709599 A JP15709599 A JP 15709599A JP 2000344582 A JP2000344582 A JP 2000344582A
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JP
Japan
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fiber
composite material
fibers
reinforced composite
weight
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JP11157095A
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Japanese (ja)
Inventor
Chihiro Shudo
千尋 周藤
Akio Sayano
顕生 佐谷野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance strength, fracture toughness and fracture energy and to improve wear resistance and resistance to thermal impact by compositely dispersing non-oxide ceramic fibers into a matrix being a base layer and further incorporating a specific amount of diamond particles into the matrix. SOLUTION: A fiber reinforced composite material 1 having improved strength is obtained by compositely dispersing silicon carbide ceramic fibers 3 into a silicon carbide matrix 2 which is formed by, e.g. reaction-sintering. As the fibers 3, long fibers having diameters of 0.1 to 200 μm or short fibers are used, and the long fibers are arranged in the form of meshes or in parallel, and the short fibers are dispersed. The suitable volume percent of the fibers is not more than 65 vol.% based on the total volume. Further, the diamond particles 4 having high hardness, high thermal conductivity and low coefficient of thermal expansion and having an average particle size of 0.5 to 500 μm are incorporated into the matrix 2 in an amount of 0.1 to 90 wt.%. Furthermore, it is preferable to improve fracture toughness of the composite material 1 by allowing 3 to 30% residual silicon to exist.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、母層としてのマト
リックスに繊維を複合分散して強度を高めた繊維強化複
合材料についてのものであり、耐摩耗性および耐熱衝撃
性を向上させた繊維強化複合材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber-reinforced composite material in which fibers are compounded and dispersed in a matrix as a base layer to increase the strength, and the fiber-reinforced composite material has improved wear resistance and thermal shock resistance. Related to composite materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、セラミックス焼結体は、金属材
料に比較して耐摩耗性、耐熱性、高剛性、耐腐食性およ
び軽量性等の点において優れている。このため、セラミ
ックス焼結体は、重電設備部品、航空機部品、自動車部
品、電子部品、精密機械部品または半導体装置材等の電
子材料および構造材料として使用されている。
2. Description of the Related Art In general, ceramic sintered bodies are superior to metal materials in terms of wear resistance, heat resistance, high rigidity, corrosion resistance, light weight, and the like. For this reason, ceramic sintered bodies are used as electronic materials and structural materials such as heavy electrical equipment parts, aircraft parts, automobile parts, electronic parts, precision machine parts, and semiconductor device materials.

【0003】しかしながら、セラミックス焼結体は圧縮
応力に比較して引張り応力に弱く、特にこの引張り応力
下において破壊が一気に進行するという、いわゆる脆性
という欠点を有している。このため、高い信頼性が要求
される部位へのセラミックス部品の適用を可能にするた
めには、セラミックス焼結体の高靱性化および破壊エネ
ルギーの増大を図ることが強く求められている。
[0003] However, the ceramic sintered body is susceptible to tensile stress as compared with compressive stress, and in particular, has a defect of so-called brittleness in which the breakage proceeds at a stretch under this tensile stress. For this reason, in order to be able to apply the ceramic component to a portion where high reliability is required, it is strongly required to increase the toughness and increase the fracture energy of the ceramic sintered body.

【0004】これらの要求に対応するため、無機物質お
よび金属からなる長繊維、短繊維またはウィスカー等の
複合素材をマトリックス中に複合分散させて、破壊靱性
値の向上を図った繊維強化複合材料の研究が内外の研究
機関において進められている。
[0004] In order to meet these demands, a fiber-reinforced composite material having an improved fracture toughness value is prepared by dispersing a composite material such as long fibers, short fibers or whiskers composed of an inorganic substance and a metal in a matrix. Research is being conducted at domestic and overseas research institutions.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな繊維強化複合材料を、特に摺動部材に適用した場合
には、耐摩耗性という点において満足な特性が得られて
おらず、また、繊維複合材料をその他の高温構造部材に
適用した場合には、耐熱衝撃性という点で十分な耐久性
が得られないという問題を有していた。
However, when such a fiber-reinforced composite material is applied to a sliding member in particular, satisfactory characteristics in terms of abrasion resistance are not obtained, and the fiber When the composite material is applied to other high-temperature structural members, there has been a problem that sufficient durability cannot be obtained in terms of thermal shock resistance.

【0006】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、耐摩耗性および耐熱衝撃性を向
上させた繊維強化複合材料を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve such a problem, and has as its object to provide a fiber-reinforced composite material having improved wear resistance and thermal shock resistance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
母層となるマトリックス中に繊維を複合分散させて強度
を向上させた繊維強化複合材料において、前記マトリッ
クス中に、0.1重量%以上90重量%以下のダイヤモ
ンド粒子を含有することを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
A fiber-reinforced composite material in which fibers are compounded and dispersed in a matrix serving as a base layer to improve the strength, wherein the matrix contains 0.1% by weight or more and 90% by weight or less of diamond particles. .

【0008】本発明において、ダイヤモンド粒子を含有
させることで、摩擦係数の向上を図っている。具体的に
は、マトリックス中のダイヤモンド粒子の含有量を0.
1重量%以上90重量%以下と規定したが、これは、ダ
イヤモンド粒子の含有量が0.1重量%未満の場合に
は、ダイヤモンド粒子の添加による耐摩耗性および耐熱
衝撃性の向上が認められず、ダイヤモンド粒子の含有量
が90重量%を超える場合には、十分な複合材強度が得
られないためである。
In the present invention, the friction coefficient is improved by incorporating diamond particles. Specifically, the content of the diamond particles in the matrix is set to 0.1.
Although it is specified that the content is 1% by weight or more and 90% by weight or less, when the content of the diamond particles is less than 0.1% by weight, the improvement of the wear resistance and the thermal shock resistance by the addition of the diamond particles is recognized. If the content of the diamond particles exceeds 90% by weight, sufficient composite material strength cannot be obtained.

【0009】ダイヤモンド粒子の添加により耐摩耗性が
向上するのは、主として、ダイヤモンド粒子の有する極
めて高い硬度によるものである。また、ダイヤモンド粒
子の添加による耐熱衝撃性の向上は、ダイヤモンド粒子
の有する極めて高い熱伝導率および低熱膨張係数による
ものである。
The improvement in wear resistance due to the addition of diamond particles is mainly due to the extremely high hardness of the diamond particles. The improvement in thermal shock resistance due to the addition of diamond particles is due to the extremely high thermal conductivity and low coefficient of thermal expansion of the diamond particles.

【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の繊
維強化複合材料において、繊維として、セラミックス繊
維を適用したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the fiber reinforced composite material according to the first aspect, ceramic fibers are used as the fibers.

【0011】請求項3記載の発明は、請求項2記載の繊
維強化複合材料において、セラミックス繊維として非酸
化物セラミックス繊維を適用したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the fiber-reinforced composite material according to the second aspect, non-oxide ceramic fibers are used as the ceramic fibers.

【0012】請求項4記載の発明は、請求項1または3
記載の繊維強化複合材料において、繊維として、炭化珪
素系セラミックス繊維を適用したことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 3.
The fiber-reinforced composite material described above is characterized in that silicon carbide-based ceramic fibers are used as the fibers.

【0013】請求項2から4までの発明において、繊維
強化複合材料に複合分散される繊維として、耐熱性およ
び耐化学的安定性等の点からセラミック繊維を適用する
ことが好ましく、さらに、強度および剛性等の点も考慮
すると非酸化物系繊維を適用すると良い。また、熱伝導
特性、硬度および耐摩耗性等の点も考え合わせると、炭
化珪素系セラミックス繊維が最も好ましい。具体的に、
炭化珪素系セラミックス繊維とは、高純度の炭化珪素繊
維(SiC繊維)からSi−C−O繊維、Si−Ti−
C−O繊維およびSiC被覆繊維(芯材は例えばC)等
までを含むもので、珪素と炭素とを主成分とするもので
ある。
In the second to fourth aspects of the present invention, it is preferable to use ceramic fibers as the fibers which are compositely dispersed in the fiber-reinforced composite material from the viewpoint of heat resistance and chemical stability. Considering the rigidity and the like, it is preferable to use non-oxide fibers. Also, in consideration of heat conduction characteristics, hardness, wear resistance and the like, silicon carbide ceramic fibers are most preferable. Specifically,
Silicon carbide ceramic fibers include high-purity silicon carbide fibers (SiC fibers), Si-CO fibers, and Si-Ti- fibers.
It includes CO fiber and SiC coated fiber (the core material is, for example, C) and the like, and contains silicon and carbon as main components.

【0014】請求項5記載の発明は、請求項4記載の繊
維強化複合材料において、繊維は長繊維であることを特
徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fiber reinforced composite material according to the fourth aspect, the fibers are long fibers.

【0015】繊維強化複合材料に複合分散される繊維と
して、長繊維、短繊維またはウィスカーなどを使用でき
る。特に、本発明において長繊維と限定したが、これら
の繊維の中でも特に長繊維はクラック進行の抑制効果が
大きく、靱性の改善効果も大きいためである。
[0015] As fibers to be compositely dispersed in the fiber-reinforced composite material, long fibers, short fibers, whiskers, or the like can be used. Particularly, in the present invention, the fibers are limited to the long fibers. Among these fibers, the long fibers have a large effect of suppressing the progress of cracks and a large effect of improving the toughness.

【0016】請求項6記載の発明は、請求項1から請求
項5までのいずれかに記載の繊維強化複合材料におい
て、繊維の直径は、0.1μmから200μmまでの範
囲であることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fiber reinforced composite material according to any one of the first to fifth aspects, the diameter of the fiber is in a range of 0.1 μm to 200 μm. I do.

【0017】繊維の直径は、複合材料の強度特性に大き
く影響を及ぼし、本発明においては、繊維の直径が0.
1μmから200μmまでの範囲であるウィスカー、短
繊維、望ましくは長繊維(連続繊維)を使用すると良
い。繊維の直径が0.1μm未満では繊維の補強効果が
小さく、また、繊維の直径が200μmを越える太い繊
維では、割れの発生や製品形状対応性が低下する等、主
として実用性の面で問題を生ずるためである。
The diameter of the fiber greatly affects the strength characteristics of the composite material.
Whiskers and short fibers in the range of 1 μm to 200 μm, preferably long fibers (continuous fibers) may be used. If the diameter of the fiber is less than 0.1 μm, the reinforcing effect of the fiber is small, and if the diameter of the fiber exceeds 200 μm, problems such as cracking and reduction in product shape compatibility are mainly caused in terms of practicality. Because it will happen.

【0018】請求項7記載の発明は、請求項1から請求
項6までのいずれかに記載の繊維強化複合材料におい
て、繊維は、全体の65体積%以下の割合で配合される
ことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fiber reinforced composite material according to any one of the first to sixth aspects, the fibers are blended in a proportion of 65% by volume or less of the whole. I do.

【0019】繊維とマトリックスとの配合割合について
は、全体の65体積%以下の割合で繊維を配合するのが
望ましい。繊維の添加量が全体の65体積%を越えると
繊維周辺にマトリックスを均一に配置することが困難に
なり、複合材料の強度特性が著しく低下してしまうため
である。なお、特に好ましい繊維の配合割合は、全体の
10体積%から50体積%までの範囲である。
Regarding the mixing ratio of the fibers and the matrix, it is desirable to mix the fibers at a ratio of 65% by volume or less of the whole. If the added amount of the fibers exceeds 65% by volume of the whole, it becomes difficult to uniformly arrange the matrix around the fibers, and the strength characteristics of the composite material are significantly reduced. A particularly preferable mixing ratio of the fibers is in the range of 10% by volume to 50% by volume.

【0020】また、繊維に対してはマトリックスとの適
切な界面結合強度を達成するために、適切な界面コーテ
ィングを施すと良い場合がある。繊維とマトリックスと
の界面結合強度が低すぎても高すぎても、繊維による靱
性改善効果が小さくなる。
In some cases, the fiber may be provided with an appropriate interfacial coating in order to achieve an appropriate interfacial bonding strength with the matrix. If the interfacial bond strength between the fiber and the matrix is too low or too high, the effect of improving the toughness by the fiber will be small.

【0021】本発明における繊維強化複合材料は、例え
ば以下の工程によって製造される。すなわち、セラミッ
クス原料粉末等を分散してスラリーを調整し、このスラ
リーを鋳込み成形法(常圧成形法、加圧成形法および減
圧成形法などを含む)等により、長繊維で成形したプリ
フォームに含浸充填し所定形状の成形体を作製する。こ
のような鋳込み成形法を使用することにより、最終製品
に近い、いわゆるニアネットシェイプの成形体が得られ
る。次に、得られた成形体を、窒素ガスやアルゴンガス
等の不活性ガスまたは真空中において、例えば1400
℃から2000℃までの温度範囲で1時間から10時間
程度焼結して複合焼結体とする。
The fiber-reinforced composite material of the present invention is produced, for example, by the following steps. That is, a slurry is prepared by dispersing ceramic raw material powder and the like, and this slurry is formed into a preform formed of long fibers by a casting method (including a normal pressure forming method, a pressure forming method, a reduced pressure forming method, etc.). Impregnation filling is performed to produce a molded body having a predetermined shape. By using such a casting method, a molded article having a so-called near net shape close to the final product can be obtained. Next, the obtained molded body is placed in an inert gas such as a nitrogen gas or an argon gas or in a vacuum, for example, at 1400.
A composite sintered body is obtained by sintering at a temperature in the range of from 2000C to 2000C for about 1 hour to 10 hours.

【0022】請求項8記載の発明は、請求項1から請求
項7までのいずれかに記載の繊維強化複合材料におい
て、マトリックスは反応焼結法により形成される炭化珪
素であることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the fiber reinforced composite material according to any one of the first to seventh aspects, the matrix is silicon carbide formed by a reaction sintering method. .

【0023】本発明において、特にマトリックスが反応
焼結により形成される炭化珪素を含むと限定したのは、
ダイヤモンド粒子を含むマトリックスを形成する方法と
して、真空中または非酸化雰囲気中にて溶融させたシリ
コンを浸透させる、いわゆる反応焼結法を用いることが
好ましい。この場合、ダイヤモンド粒子と溶融シリコン
との反応により、ダイヤモンド粒子表面近傍にSiCの
反応層が形成される。この方法によれば、高温および高
圧を必要とせず緻密な焼結体が得られ、さらに比較的大
きな部材も製造可能という点で極めて実用性が高い。
In the present invention, the fact that the matrix contains silicon carbide formed by reaction sintering is particularly limited.
As a method for forming a matrix containing diamond particles, it is preferable to use a so-called reaction sintering method in which molten silicon is permeated in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere. In this case, a reaction layer of SiC is formed near the surface of the diamond particles due to the reaction between the diamond particles and the molten silicon. According to this method, a dense sintered body can be obtained without the need for high temperature and high pressure, and it is extremely practical in that relatively large members can be manufactured.

【0024】請求項9記載の発明は、請求項8記載の繊
維強化複合材料において、マトリックス中に、3重量%
以上30重量%以下の残留シリコンを含有することを特
徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the fiber reinforced composite material according to the eighth aspect, 3% by weight is contained in the matrix.
It contains at least 30% by weight or less of residual silicon.

【0025】本発明において、反応焼結法によりマトリ
ックスを形成した場合、通常、マトリックス中に未反応
の残留シリコンが存在することになる。特に、本発明に
おいて、残留シリコン量を3重量%以上30重量%以下
に限定したのは、残留シリコン量が3重量%未満では十
分な複合材強度が得られず、また残留シリコン量が30
重量%より多い場合には、マトリックスの靱性が著しく
低くなり、複合材としての特性も著しく低くなるためで
ある。
In the present invention, when the matrix is formed by the reaction sintering method, usually, unreacted residual silicon is present in the matrix. In particular, in the present invention, the amount of residual silicon is limited to 3% by weight or more and 30% by weight or less because if the amount of residual silicon is less than 3% by weight, sufficient composite material strength cannot be obtained.
If the amount is more than the percentage by weight, the toughness of the matrix is significantly reduced, and the properties as a composite material are also significantly reduced.

【0026】請求項10記載の発明は、請求項1から請
求項9までのいずれかに記載の繊維強化複合材料におい
て、ダイヤモンド粒子の平均粒径は、0.5μm以上5
00μm以下であることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the fiber reinforced composite material according to any one of the first to ninth aspects, the average diameter of the diamond particles is 0.5 μm or more.
It is characterized by being not more than 00 μm.

【0027】添加するダイヤモンドの平均粒径が大きい
と、ダイヤモンドが異物となり強度が低下し、反対に、
ダイヤモンドの平均粒径が小さいと、焼結工程において
焼失してしまう。本発明においては、ダイヤモンド粒子
の平均粒径を0.5μm以上500μm以下と規定した
が、これは、ダイヤモンド粒子の平均粒径が0.5μm
未満の場合には、耐摩耗性および耐熱衝撃性の向上が認
められず、一方、平均粒径が500μmより大きい場合
には、十分な複合材強度が得られないためである。
If the average particle size of the diamond to be added is large, the diamond becomes a foreign substance and the strength is reduced.
If the average particle size of diamond is small, it will be burned out in the sintering process. In the present invention, the average particle diameter of the diamond particles is specified to be 0.5 μm or more and 500 μm or less.
If the average particle diameter is less than 500 μm, sufficient composite material strength cannot be obtained.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明における繊維強化複
合材料について、図1〜図3を参照して具体的に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The fiber reinforced composite material of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS.

【0029】第1実施形態(表1;図1) 本実施形態においては、長繊維を平織りクロスして複合
強化させた繊維強化複合材料を作製した。
First Embodiment (Table 1; FIG. 1) In the present embodiment, a fiber-reinforced composite material was prepared by woven and reinforced long fibers in a plain weave.

【0030】実施例(試料No.1,No.2) 繊維強化複合材料に分散される繊維として、直径14μ
mの炭化珪素系長繊維(日本カーボン社製、商品名ハイ
ニカロン)を用いた。そして、この炭化珪素系長繊維を
製織し、平織りクロスとした後積層して、多孔質樹脂製
成形型にセットした。なお、この時の繊維含有量(V
f;Volume fraction of fibe
r)は30%とした。その後、マトリックス原料スラリ
ーを加圧含浸した。マトリックス原料スラリーとして、
固形分55重量%、純水44重量%、分散剤およびバイ
ンダーを1重量%混合したセラミックス原料スラリーを
用いた。また、セラミックス原料スラリー中の固形分の
詳細を表1に示す。
Examples (Samples No. 1 and No. 2) Fibers having a diameter of 14 μm were dispersed in the fiber-reinforced composite material.
m of silicon carbide long fiber (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd., trade name: Hynicalon). Then, the silicon carbide long fibers were woven, formed into a plain woven cloth, laminated, and set in a porous resin mold. At this time, the fiber content (V
f; Volume fraction of five
r) was 30%. Thereafter, the matrix raw material slurry was impregnated under pressure. As a matrix raw material slurry,
A ceramic raw material slurry in which a solid content of 55% by weight, pure water of 44% by weight, a dispersant and a binder of 1% by weight was mixed was used. Table 1 shows details of the solid content in the ceramic raw material slurry.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】表1に示すように、固形分は、平均粒径3
μmの炭化珪素粉末60重量%、平均粒径0.03μm
のカーボンブラック粉末20重量%および平均粒径30
μmの人工ダイヤモンド粉末20重量%からなる。
As shown in Table 1, the solid content was determined to have an average particle size of 3
μm silicon carbide powder 60% by weight, average particle size 0.03 μm
20% by weight of carbon black powder and an average particle size of 30
It consists of 20% by weight of a μm artificial diamond powder.

【0033】このようなマトリックス原料スラリーを加
圧含浸させた後、成形および乾燥させた。そして、純度
99.9wt%のシリコン溶融金属の接触下、1460
℃の温度で2時間真空中にて加熱し、反応焼結法により
繊維強化複合材料を作製した。これを試料No.1とし
た。
After the matrix raw material slurry was impregnated with pressure, it was molded and dried. Then, under the contact of silicon molten metal having a purity of 99.9 wt%, 1460
The mixture was heated in a vacuum at a temperature of 2 ° C. for 2 hours to produce a fiber-reinforced composite material by a reaction sintering method. This was designated as Sample No. It was set to 1.

【0034】また、人工ダイヤモンド粉末の添加量を変
化させ、試料No.2を作製した。
Further, the amount of the artificial diamond powder was changed, 2 was produced.

【0035】表1に示すように、試料No.2の固形分
は、平均粒径3μmの炭化珪素粉末16重量%、平均粒
径0.03μmのカーボンブラック粉末4重量%および
平均粒径30μmの人工ダイヤモンド粉末80重量%か
らなる。そして、試料No.1と同様に反応焼結法によ
り繊維強化複合材料を作製した。
As shown in Table 1, Sample No. The solid content of No. 2 consists of 16% by weight of silicon carbide powder having an average particle size of 3 μm, 4% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm, and 80% by weight of artificial diamond powder having an average particle size of 30 μm. Then, the sample No. A fiber-reinforced composite material was produced by a reaction sintering method in the same manner as in Example 1.

【0036】このようにして得られた試料No.1およ
び試料No.2における繊維強化複合材料の一部の組織
を図1に示す。
The thus obtained sample No. 1 and sample no. FIG. 1 shows a part of the structure of the fiber-reinforced composite material in FIG.

【0037】図1に示すように、繊維強化複合材料1
は、炭化珪素マトリックス2を基盤として、この炭化珪
素マトリックス2に平織りされた炭化珪素繊維3が網目
状に配置される。そして、炭化珪素マトリックス2に
は、ダイヤモンド粒子4および残留シリコン5が分散さ
れる。
As shown in FIG. 1, the fiber-reinforced composite material 1
Has a silicon carbide matrix 2 as a base, and silicon carbide fibers 3 plain-woven in the silicon carbide matrix 2 are arranged in a mesh form. Diamond particles 4 and residual silicon 5 are dispersed in silicon carbide matrix 2.

【0038】比較例(試料No.3,No.4) 本比較例においては、前述した実施例とほとんど同様の
方法により、試料No.3および試料No.4の繊維強
化複合材料を作製した。
Comparative Example (Samples No. 3 and No. 4) In this comparative example, the sample No. 3 was prepared in substantially the same manner as in the above-described embodiment. 3 and sample no. A fiber-reinforced composite material of No. 4 was produced.

【0039】試料No.3は、ダイヤモンド粒子の添加
を行わなかった。そして、セラミックス原料スラリーと
しては、固形分52重量%、純水47重量%、分散剤お
よびバインダーを1重量%混合したものを用いた。ま
た、この固形分は、表1に示すように、平均粒径3μm
の炭化珪素粉末70重量%および平均粒径0.03μm
のカーボンブラック粉末30重量%から構成される。
Sample No. No. 3 did not add diamond particles. As the ceramic raw material slurry, a mixture obtained by mixing 52% by weight of solid content, 47% by weight of pure water, 1% by weight of a dispersant and a binder was used. Further, as shown in Table 1, this solid content had an average particle size of 3 μm.
70% by weight of silicon carbide powder and an average particle size of 0.03 μm
Of 30% by weight of carbon black powder.

【0040】一方、試料No.4は、人工ダイヤモンド
を多量に添加した。セラミックス原料スラリーとして
は、固形分52重量%、純水47重量%、分散剤および
バインダーを1重量%混合したものを用いた。そして、
固形分は、表1に示すように、平均粒径3μmの炭化珪
素粉末4重量%、平均粒径0.03μmのカーボンブラ
ック粉末1重量%および平均粒径30μmの人工ダイヤ
モンド粉末95重量%から構成される。
On the other hand, the sample No. No. 4 added a large amount of artificial diamond. As the ceramic raw material slurry, a mixture of 52% by weight of solid content, 47% by weight of pure water, 1% by weight of a dispersant and a binder was used. And
As shown in Table 1, the solid content was composed of 4% by weight of silicon carbide powder having an average particle size of 3 μm, 1% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm, and 95% by weight of artificial diamond powder having an average particle size of 30 μm. Is done.

【0041】次に、実施例および比較例の試料No.1
から試料No.4までの繊維強化複合材料から試験片を
切り出して、耐摩耗特性試験および耐熱衝撃試験を実施
した。この時、耐摩耗特性試験は、回転した鉄製ディス
ク(材質SS400)を複合材のパッドで両側から挟み
込む方式の慣性摩耗試験機を用いて評価した。なお、耐
摩耗特性試験の試験条件は、面圧を200kg/c
、速度を1000m/分とした。また熱衝撃試験
は、寸法を20mm×20mm×3mmとした複合材テ
ストピースを1000℃の炉中に15分保持後、常温の
水中に投下することにより評価を行った。
Next, the sample Nos. Of the Examples and Comparative Examples were used. 1
From Sample No. Specimens were cut out from up to 4 fiber reinforced composite materials and subjected to a wear resistance test and a thermal shock test. At this time, the abrasion resistance test was performed using an inertial abrasion tester of a type in which a rotated iron disk (material: SS400) was sandwiched from both sides by composite material pads. The test conditions for the wear resistance test were as follows: the surface pressure was 200 kg / c.
m 2 and the speed were 1000 m / min. The thermal shock test was performed by holding a composite test piece having a size of 20 mm × 20 mm × 3 mm in a furnace at 1000 ° C. for 15 minutes, and then dropping it in water at room temperature.

【0042】この耐摩耗特性試験の結果、実施例では、
一回の試験による摩耗量は50μm以下であり、また、
耐熱衝撃試験の結果、試験後のテストピースは目視およ
び顕微鏡観察のいずれにおいても、クラックは認められ
ず健全であった。
As a result of the abrasion resistance test, in Examples,
The amount of wear by one test is 50 μm or less, and
As a result of the thermal shock test, the test piece after the test was sound without any cracks, both visually and microscopically.

【0043】比較例における試料No.3の人工ダイヤ
モンド粉末を添加しない場合には、耐摩耗特性試験で
は、一回の試験による摩耗量は200μmから300μ
mであり、また、熱衝撃試験では、試験後のテストピー
スを観察したところ、目視ではクラックは認められなか
ったが、顕微鏡観察において多数のマイクロクラックが
認められた。一方、試料No.4の人工ダイヤモンド粉
末を多量に添加した場合には、耐摩耗特性試験では、一
回の試験による摩耗量は100μmから200μmであ
り、また、熱衝撃試験では、マイクロクラックが発生
し、十分な複合材強度が得られなかった。
Sample No. in Comparative Example In the case where the artificial diamond powder No. 3 was not added, in the wear resistance property test, the amount of wear in one test was 200 μm to 300 μm.
m. Further, in the thermal shock test, when the test piece after the test was observed, no cracks were visually observed, but many microcracks were observed by microscopic observation. On the other hand, sample No. When a large amount of the artificial diamond powder of No. 4 was added, in the wear resistance test, the amount of wear in one test was 100 μm to 200 μm, and in the thermal shock test, microcracks were generated, and Material strength could not be obtained.

【0044】従って、本実施形態によれば、ダイヤモン
ド粒子をマトリックス中に、0.1重量%以上90重量
%以下の範囲で含有させることにより、繊維強化複合材
料の耐摩耗性および耐熱衝撃性を向上できる。
Therefore, according to the present embodiment, the abrasion resistance and thermal shock resistance of the fiber-reinforced composite material are reduced by including the diamond particles in the matrix in the range of 0.1% by weight to 90% by weight. Can be improved.

【0045】第2実施形態(図2) 本実施形態においては、繊維を整列して一方向シート材
とした後交互積層して強度を向上させた繊維強化複合材
料を作製した。
Second Embodiment (FIG. 2) In this embodiment, a fiber-reinforced composite material having improved strength was produced by aligning fibers to form a unidirectional sheet material and then alternately laminating them.

【0046】実施例(試料No.5,No.6) 繊維強化複合材料に分散される繊維として、直径140
μmの炭化珪素系長繊維(米国テキストロン社製、商品
名SCS−6、芯材;カーボン)を用いた。この炭化珪
素系長繊維を整列させて一方向シート材として交互積層
した後、多孔質樹脂製成形型にセットした。この時の繊
維含有量Vfは、30%とした。その後、マトリックス
原料スラリーを加圧含浸した。マトリックス原料スラリ
ーとして、固形分55重量%、純水44重量%、分散剤
およびバインダーを1重量%混合したセラミックス原料
スラリーを用いた。セラミックス原料スラリー中の固形
分は、表1に示すように、平均粒径3μmの炭化珪素粉
末60重量%、平均粒径0.03μmのカーボンブラッ
ク粉末20重量%および平均粒径30μmの人工ダイヤ
モンド粉末20重量%からなる。
Examples (Samples No. 5 and No. 6) Fibers having a diameter of 140 were dispersed in the fiber-reinforced composite material.
A μm silicon carbide long fiber (manufactured by Textron, USA, trade name: SCS-6, core material: carbon) was used. The silicon carbide long fibers were aligned and alternately laminated as a unidirectional sheet material, and then set in a porous resin mold. At this time, the fiber content Vf was 30%. Thereafter, the matrix raw material slurry was impregnated under pressure. As the matrix raw material slurry, a ceramic raw material slurry obtained by mixing 55% by weight of solid content, 44% by weight of pure water, 1% by weight of a dispersant and a binder was used. As shown in Table 1, the solid content in the ceramic raw material slurry was 60% by weight of silicon carbide powder having an average particle size of 3 μm, 20% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm, and artificial diamond powder having an average particle size of 30 μm. Consists of 20% by weight.

【0047】このようなマトリックス原料スラリーを加
圧含浸した後、成形および乾燥させた。その後、純度9
9.9wt%のシリコン溶融金属の接触下、1460
℃、2時間真空中にて加熱し、反応焼結法により繊維強
化複合材料を作製した。これを試料No.5とした。
After the matrix raw material slurry was impregnated with pressure, it was molded and dried. After that, purity 9
1460 under contact of 9.9 wt% silicon molten metal
C. for 2 hours in a vacuum, and a fiber reinforced composite material was produced by a reaction sintering method. This was designated as Sample No. It was set to 5.

【0048】また、人工ダイヤモンド粉末の添加量を変
化させ、試料No.6を作製した。
Further, by changing the amount of the artificial diamond powder added, No. 6 was produced.

【0049】表1に示すように、試料No.6の固形分
は、平均粒径3μmの炭化珪素粉末16重量%、平均粒
径0.03μmのカーボンブラック粉末4重量%および
平均粒径30μmの人工ダイヤモンド粉末80重量%か
らなる。そして、試料No.5と同様に反応焼結法によ
り繊維強化複合材料を作製した。
As shown in Table 1, the sample No. The solid content of No. 6 is composed of 16% by weight of silicon carbide powder having an average particle size of 3 μm, 4% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm, and 80% by weight of artificial diamond powder having an average particle size of 30 μm. Then, the sample No. A fiber-reinforced composite material was produced by the reaction sintering method in the same manner as in No. 5.

【0050】このようにして得られた試料No.5およ
び試料No.6における繊維強化複合材料の一部の組織
を図2に示す。なお、図1と同一箇所には、同一の符号
を用いる。
The sample No. thus obtained was obtained. 5 and sample no. FIG. 2 shows a part of the structure of the fiber-reinforced composite material in FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0051】図2に示すように、繊維強化複合材料6
は、炭化珪素マトリックス2を基盤として、この炭化珪
素マトリックス2に一方向に積層した炭化珪素繊維7が
配置される。そして、炭化珪素マトリックス2には、ダ
イヤモンド粒子4と残留シリコン5とが分散される。
As shown in FIG. 2, the fiber reinforced composite material 6
Has a silicon carbide matrix 7 as a base, and silicon carbide fibers 7 laminated in one direction on silicon carbide matrix 2. Then, diamond particles 4 and residual silicon 5 are dispersed in silicon carbide matrix 2.

【0052】比較例(試料No.7,No.8) 本比較例においては、前述した実施例とほとんど同様の
方法により、試料No.7および試料No.8の繊維強
化複合材料を作製した。
Comparative Example (Samples No. 7 and No. 8) In this comparative example, the sample No. 7 was manufactured in substantially the same manner as in the above-described embodiment. 7 and sample no. No. 8 fiber reinforced composite material was produced.

【0053】試料No.7は、ダイヤモンド粒子の添加
を行わなかった。そして、セラミックス原料スラリーと
しては、固形分52重量%、純水47重量%、分散剤お
よびバインダーを1重量%混合したものを用いた。ま
た、この固形分は、表1に示すように、平均粒径3μm
の炭化珪素粉末70重量%および平均粒径0.03μm
のカーボンブラック粉末30重量%から構成される。
Sample No. No. 7 did not add diamond particles. As the ceramic raw material slurry, a mixture obtained by mixing 52% by weight of solid content, 47% by weight of pure water, 1% by weight of a dispersant and a binder was used. Further, as shown in Table 1, this solid content had an average particle size of 3 μm.
70% by weight of silicon carbide powder and an average particle size of 0.03 μm
Of 30% by weight of carbon black powder.

【0054】一方、試料No.8は、人工ダイヤモンド
を多量に添加した。そして、セラミックス原料スラリー
としては、固形分52重量%、純水47重量%、分散剤
およびバインダーを1重量%混合したものを用いた。ま
た、この固形分は、表1に示すように、平均粒径3μm
の炭化珪素粉末4重量%、平均粒径0.03μmのカー
ボンブラック粉末1重量%および平均粒径30μmの人
工ダイヤモンド粉末95重量%から構成される。
On the other hand, the sample No. In No. 8, a large amount of artificial diamond was added. As the ceramic raw material slurry, a mixture obtained by mixing 52% by weight of solid content, 47% by weight of pure water, 1% by weight of a dispersant and a binder was used. Further, as shown in Table 1, this solid content had an average particle size of 3 μm.
4% by weight of silicon carbide powder, 1% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm, and 95% by weight of artificial diamond powder having an average particle size of 30 μm.

【0055】得られた実施例および比較例の試料No.
5から試料No.8までの複合材からの切り出し試験片
について、耐摩耗特性試験および耐熱衝撃試験を実施し
た。なお、耐摩耗特性試験および熱衝撃試験の試験条件
は、第1実施形態と同様である。
The sample Nos. Of the obtained Examples and Comparative Examples were used.
5 to Sample No. Abrasion resistance tests and thermal shock tests were performed on test specimens cut out of the composite materials up to 8. The test conditions of the wear resistance test and the thermal shock test are the same as in the first embodiment.

【0056】実施例の試料No.5および試料No.6
では、耐摩耗特性試験の結果、一回の試験による摩耗量
は50μm以下であった。また、熱衝撃試験の結果、試
験後のテストピースは目視および顕微鏡観察のいずれに
おいても、クラックは認められず健全であった。
In the sample No. of the embodiment, 5 and sample no. 6
As a result of the abrasion resistance test, the amount of abrasion in one test was 50 μm or less. In addition, as a result of the thermal shock test, the test piece after the test was sound without any cracks, both visually and microscopically.

【0057】一方、比較例の試料No.7および試料N
o.8では、耐摩耗特性試験の結果、一回の試験による
摩耗量は200μmから300μmであった。また、熱
衝撃試験の結果、試験後のテストピースを観察したとこ
ろ、目視ではクラックは認められなかったが、顕微鏡観
察において多数のマイクロクラックが認められた。
On the other hand, Sample No. of Comparative Example 7 and sample N
o. In No. 8, as a result of the abrasion resistance test, the amount of abrasion in one test was from 200 μm to 300 μm. Further, as a result of the thermal shock test, when the test piece after the test was observed, no cracks were visually observed, but a large number of microcracks were observed under a microscope.

【0058】従って、本実施形態によれば、長繊維を整
列させて一方向シート材として交互積層した場合におい
ても、ダイヤモンド粒子をマトリックス中に0.1重量
%以上95重量%以下の範囲で含有させることで、繊維
強化複合材料の耐摩耗性および耐熱衝撃性を向上でき
る。
Therefore, according to the present embodiment, even when long fibers are aligned and alternately laminated as a unidirectional sheet material, the diamond particles are contained in the matrix in the range of 0.1% by weight or more and 95% by weight or less. By doing so, the wear resistance and thermal shock resistance of the fiber reinforced composite material can be improved.

【0059】第3実施形態(図3) 本実施形態においては、短繊維を複合分散させた繊維強
化複合材料を作製した。
Third Embodiment (FIG. 3) In this embodiment, a fiber-reinforced composite material in which short fibers are compound-dispersed was produced.

【0060】実施例(試料No.9,試料No.10) 本実施例においては、繊維強化複合材料に複合分散する
繊維として、直径14μm、長さ1mmの炭化珪素系短
繊維(日本カーボン社製、商品名ハイニカロン)を用い
た。
Example (Samples No. 9 and No. 10) In this example, as a fiber composite-dispersed in a fiber-reinforced composite material, a silicon carbide-based short fiber having a diameter of 14 μm and a length of 1 mm (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) (Trade name: Hynicalon).

【0061】まず、この短繊維を含むセラミックス原料
スラリーを作製し、多孔質樹脂製成形型にこのセラミッ
クス原料スラリーを注入した後、加圧鋳込み成形を行っ
た。このマトリックス原料スラリーは、固形分55重量
%、純水44重量%、分散剤およびバインダーを1重量
%を混合したものである。ここで、固形分は、表1に示
すように、平均粒径3μmの炭化珪素粉末30重量%、
平均粒径0.03μmのカーボンブラック粉末20重量
%、平均粒径30μmの人工ダイヤモンド粉末20重量
%および炭化珪素系短繊維30重量%からなる。
First, a ceramic raw material slurry containing the short fibers was prepared, and the ceramic raw material slurry was poured into a porous resin forming die, followed by pressure casting. This matrix raw material slurry is obtained by mixing 55% by weight of solid content, 44% by weight of pure water, and 1% by weight of a dispersant and a binder. Here, as shown in Table 1, the solid content is 30% by weight of silicon carbide powder having an average particle size of 3 μm,
It is composed of 20% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm, 20% by weight of artificial diamond powder having an average particle size of 30 μm, and 30% by weight of silicon carbide based short fibers.

【0062】このようなマトリックス原料スラリーを加
圧含浸した後、成形および乾燥させた。その後、純度9
9.9wt%のシリコン溶融金属の接触下、1460
℃、2時間真空中にて加熱し、反応焼結法による繊維強
化複合材料を作製した。これを試料No.9とした。
After the matrix raw material slurry was impregnated with pressure, it was molded and dried. After that, purity 9
1460 under contact of 9.9 wt% silicon molten metal
C. for 2 hours in a vacuum to produce a fiber reinforced composite material by a reaction sintering method. This was designated as Sample No. It was set to 9.

【0063】また、人工ダイヤモンド粉末の添加量を変
化させて、繊維強化複合材料を作製して、試料No.1
0とした。表1に示すように、試料No.10の固形分
は、平均粒径3μmの炭化珪素粉末16重量%、平均粒
径0.03μmのカーボンブラック粉末4重量%および
平均粒径30μmの人工ダイヤモンド粉末90重量%か
らなる。そして、試料No.9と同様に反応焼結法によ
り繊維強化複合材料を作製した。
A fiber reinforced composite material was prepared by changing the amount of the artificial diamond powder to be added. 1
0 was set. As shown in Table 1, the sample No. The solid content of No. 10 is composed of 16% by weight of silicon carbide powder having an average particle size of 3 μm, 4% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm, and 90% by weight of artificial diamond powder having an average particle size of 30 μm. Then, the sample No. A fiber-reinforced composite material was produced by a reaction sintering method in the same manner as in No. 9.

【0064】比較例(試料No.11,No.12) 本比較例においては、前述した実施例とほとんど同様の
方法により、試料No.11および試料No.12の繊
維強化複合材料を作製した。
Comparative Example (Samples No. 11 and No. 12) In this comparative example, sample Nos. 11 and sample no. Twelve fiber reinforced composite materials were made.

【0065】本比較例では、ダイヤモンド粒子の添加を
行わなかった以外は実施例と全く同様の方法により、繊
維強化複合材料を作製した。
In this comparative example, a fiber-reinforced composite material was produced in exactly the same manner as in the example except that no diamond particles were added.

【0066】試料No.11では、セラミックス原料ス
ラリーは、平均粒径3μmの炭化珪素粉末40重量%、
平均粒径0.03μmのカーボンブラック粉末30重量
%、炭化珪素系短繊維30重量%を固形分とし、固形分
54重量%、純水45重量%および分散剤とバインダー
とを1重量%混合したものである。
Sample No. In 11, the ceramic raw material slurry contains 40% by weight of silicon carbide powder having an average particle size of 3 μm,
30% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm and 30% by weight of silicon carbide based short fibers were used as solids, and 54% by weight of solids, 45% by weight of pure water, and 1% by weight of a dispersant and a binder were mixed. Things.

【0067】一方、試料No.12は、人工ダイヤモン
ドを多量に添加した。そして、セラミックス原料スラリ
ーとしては、固形分52重量%、純水47重量%、分散
剤およびバインダーを1重量%混合したものを用いた。
また、この固形分は、表1に示すように、平均粒径3μ
mの炭化珪素粉末4重量%、平均粒径0.03μmのカ
ーボンブラック粉末1重量%および平均粒径10μmの
人工ダイヤモンド粉末95重量%から構成される。
On the other hand, the sample No. In No. 12, a large amount of artificial diamond was added. As the ceramic raw material slurry, a mixture obtained by mixing 52% by weight of solid content, 47% by weight of pure water, 1% by weight of a dispersant and a binder was used.
Further, as shown in Table 1, this solid content had an average particle size of 3 μm.
m, 4% by weight of silicon carbide powder, 1% by weight of carbon black powder having an average particle size of 0.03 μm, and 95% by weight of artificial diamond powder having an average particle size of 10 μm.

【0068】このようにして得られた繊維強化複合材料
の一部の組織を図3に示す。なお、図1と同一箇所に
は、同一の符号を用いる。
FIG. 3 shows a partial structure of the fiber-reinforced composite material obtained in this manner. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0069】図3に示すように繊維強化複合材料8は、
炭化珪素マトリックス2を基盤として、この炭化珪素マ
トリックス2に短繊維9が配置される。さらに、炭化珪
素マトリックス2には、ダイヤモンド粒子4と残留シリ
コン5とが分散される。
As shown in FIG. 3, the fiber-reinforced composite material 8
Short fibers 9 are arranged on the silicon carbide matrix 2 based on the silicon carbide matrix 2. Further, diamond particles 4 and residual silicon 5 are dispersed in silicon carbide matrix 2.

【0070】得られた実施例および比較例の試料No.
9から試料No.12までの複合材から試験片を切り出
して、耐摩耗特性試験および耐熱衝撃試験を実施した。
なお、耐摩耗特性試験および熱衝撃試験の試験条件は、
第1実施形態と同様である。
The sample Nos. Of the obtained Examples and Comparative Examples were used.
9 to sample no. Specimens were cut out from up to 12 composite materials and subjected to a wear resistance test and a thermal shock test.
The test conditions for the wear resistance test and the thermal shock test were as follows:
This is the same as the first embodiment.

【0071】実施例の試料No.9および試料No.1
0では、耐摩耗特性試験の結果、一回の試験による摩耗
量は50μm以下であった。また、熱衝撃試験の結果、
試験後のテストピースは目視および顕微鏡観察のいずれ
においても、クラックは認められず健全であった。
In the sample No. of the embodiment, 9 and sample no. 1
At 0, as a result of the abrasion resistance test, the amount of abrasion in one test was 50 μm or less. Also, as a result of the thermal shock test,
The test piece after the test was sound without any cracks observed both visually and under a microscope.

【0072】比較例の試料No.11および試料No.
12では、耐摩耗特性試験の結果、一回の試験による摩
耗量は200μmから300μmであった。また、熱衝
撃試験では、試験後のテストピースを観察したところ、
目視ではクラックは認められなかったが、顕微鏡観察に
おいて多数のマイクロクラックが認められた。
Sample No. of Comparative Example 11 and sample no.
In No. 12, as a result of the abrasion resistance test, the amount of abrasion in one test was from 200 μm to 300 μm. Also, in the thermal shock test, when the test piece after the test was observed,
Although no cracks were visually observed, many microcracks were observed under a microscope.

【0073】従って、本実施形態によれば、複合分散さ
せる繊維が短繊維の場合においても、ダイヤモンド粒子
をマトリックス中に0.1重量%以上90重量%以下の
範囲で含有させることで、繊維強化複合材料の耐摩耗性
および耐熱衝撃性を向上できる。
Therefore, according to the present embodiment, even when the fibers to be conjugated and dispersed are short fibers, the diamond particles are contained in the matrix in the range of 0.1% by weight to 90% by weight, whereby the fiber is reinforced. Abrasion resistance and thermal shock resistance of the composite material can be improved.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、本発明における繊
維強化複合材料によれば、ダイヤモンド粒子の存在によ
り、マトリックスの硬度を著しく高めることができ、耐
摩耗性を飛躍的に向上させるとともに、マトリックスの
熱伝導率を高め、かつ熱膨張係数を低くすることがで
き、耐熱衝撃性を著しく向上させることができる。
As described above, according to the fiber-reinforced composite material of the present invention, the hardness of the matrix can be remarkably increased by the presence of the diamond particles, and the wear resistance can be greatly improved. Can have a high thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient, and can significantly improve thermal shock resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態における、長繊維を平織
りクロスして複合分散させた繊維強化複合材料の一部の
組織を示す図。
FIG. 1 is a view showing a part of a structure of a fiber-reinforced composite material in which a long fiber is plainly woven and cross-dispersed in a composite manner according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態における、長繊維を整列
し一方向シート材として交互積層した繊維強化複合材料
の一部の組織を示す図。
FIG. 2 is a view showing a partial structure of a fiber-reinforced composite material in which long fibers are aligned and alternately laminated as a unidirectional sheet material according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態における、短繊維を複合
分散させた繊維強化複合材料の一部の組織を示す図。
FIG. 3 is a view showing a partial structure of a fiber-reinforced composite material in which short fibers are compositely dispersed according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 繊維強化複合材料 2 炭化珪素マトリックス 3 炭化珪素繊維 4 ダイヤモンド粒子 5 残留シリコン 6 繊維強化複合材料 7 炭化珪素繊維 8 繊維強化複合材料 9 短繊維 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber reinforced composite material 2 Silicon carbide matrix 3 Silicon carbide fiber 4 Diamond particles 5 Residual silicon 6 Fiber reinforced composite material 7 Silicon carbide fiber 8 Fiber reinforced composite material 9 Short fiber

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 母層となるマトリックス中に繊維を複合
分散させて強度を向上させた繊維強化複合材料におい
て、前記マトリックス中に、0.1重量%以上90重量
%以下のダイヤモンド粒子を含有することを特徴とする
繊維強化複合材料。
1. A fiber-reinforced composite material in which fibers are compounded and dispersed in a matrix to be a base layer to improve the strength, wherein the matrix contains 0.1% by weight or more and 90% by weight or less of diamond particles. A fiber-reinforced composite material, characterized in that:
【請求項2】 請求項1記載の繊維強化複合材料におい
て、繊維として、セラミックス繊維を適用したことを特
徴とする繊維強化複合材料。
2. The fiber-reinforced composite material according to claim 1, wherein ceramic fibers are used as the fibers.
【請求項3】 請求項2記載の繊維強化複合材料におい
て、セラミックス繊維として非酸化物セラミックス繊維
を適用したことを特徴とする繊維強化複合材料。
3. The fiber-reinforced composite material according to claim 2, wherein a non-oxide ceramic fiber is used as the ceramic fiber.
【請求項4】 請求項1または3記載の繊維強化複合材
料において、繊維として、炭化珪素系セラミックス繊維
を適用したことを特徴とする繊維強化複合材料。
4. The fiber-reinforced composite material according to claim 1, wherein a silicon carbide-based ceramic fiber is used as the fiber.
【請求項5】 請求項4記載の繊維強化複合材料におい
て、繊維は長繊維であることを特徴とする繊維強化複合
材料。
5. The fiber reinforced composite material according to claim 4, wherein the fiber is a long fiber.
【請求項6】 請求項1から請求項5までのいずれかに
記載の繊維強化複合材料において、繊維の直径は、0.
1μmから200μmまでの範囲であることを特徴とす
る繊維強化複合材料。
6. The fiber-reinforced composite material according to claim 1, wherein the diameter of the fiber is 0.1.
A fiber-reinforced composite material having a range of 1 μm to 200 μm.
【請求項7】 請求項1から請求項6までのいずれかに
記載の繊維強化複合材料において、繊維は、全体の65
体積%以下の割合で配合されることを特徴とする繊維強
化複合材料。
7. The fiber-reinforced composite material according to claim 1, wherein the fibers have a total weight of 65%.
A fiber-reinforced composite material which is blended at a ratio of not more than volume%.
【請求項8】 請求項1から請求項7までのいずれかに
記載の繊維強化複合材料において、マトリックスは反応
焼結法により形成される炭化珪素であることを特徴とす
る繊維強化複合材料。
8. The fiber reinforced composite material according to claim 1, wherein the matrix is silicon carbide formed by a reaction sintering method.
【請求項9】 請求項8記載の繊維強化複合材料におい
て、マトリックス中に、3重量%以上30重量%以下の
残留シリコンを含有することを特徴とする繊維強化複合
材料。
9. The fiber reinforced composite material according to claim 8, wherein the matrix contains 3% by weight or more and 30% by weight or less of residual silicon.
【請求項10】 請求項1から請求項9までのいずれか
に記載の繊維強化複合材料において、ダイヤモンド粒子
の平均粒径は、0.5μm以上500μm以下であるこ
とを特徴とする繊維強化複合材料。
10. The fiber-reinforced composite material according to claim 1, wherein the average diameter of the diamond particles is 0.5 μm or more and 500 μm or less. .
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