JP2017160066A - 炭化ケイ素系複合体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
炭化ケイ素繊維織物として、炭素被覆された炭化ケイ素繊維織物(NGSアドバンストファイバー株式会社製、グレード:タイプCG(Cコート有り)、NL501−5HS、5枚朱子織を用いた。具体的な仕様は、寸法:1000mm×2000mm、打ち込み本数:経糸;22本/inch、緯糸;22本/inch、厚さ:0.29mm、目付388g/m2、サイジング剤種類:P、布強度:経糸方向;2087N/25mm、緯糸方向;2274N/25mmである。また、仕様糸特性(代表値)は、糸の製品名:NL−501、平均繊維径:14μm、密度:2.55g/cm3、引張強度:3GPa、引張弾性率:220GPaである。
まず、炭素被覆された炭化ケイ素繊維織物を50mm×70mmの大きさに切断し、12枚積層した。次いで、得られた織物積層体を金型にセットし、加圧成形を行った。さらに、得られた織物成形体を100℃で乾燥し、窒素ガス雰囲気下200℃/hrの昇温速度で1000℃まで加熱し、プレ複合体を得た。
さらに、グローブボックス中で、得られたプレ成形体に、PCS−UHの40質量%キシレン溶液を真空含浸させた。さらに、得られた含浸済みプレ複合体を金型にセットし、含浸済みプレ複合体を100℃で乾燥して余剰のキシレンを蒸発させ、さらに、窒素ガス雰囲気下200℃/hrの昇温速度で1000℃まで加熱して焼成した。
上記PCS含浸と焼成を12回繰り返し、本例の炭化ケイ素系複合体を得た。
まず、炭素被覆された炭化ケイ素繊維織物を50mm×70mmの大きさに切断し、12枚積層した。次いで、得られた織物積層体を金型にセットし、加圧成形を行った。さらに、得られた織物成形体を100℃で乾燥し、窒素ガス雰囲気下200℃/hrの昇温速度で1000℃まで加熱し、プレ複合体を得た。
さらに、グローブボックス中で、得られたプレ成形体に、PCS−UHの40質量%キシレン溶液を真空含浸させた。さらに、得られた含浸済みプレ複合体を金型にセットし、含浸済みプレ複合体を100℃で乾燥して余剰のキシレンを蒸発させ、さらに、窒素ガス雰囲気下200℃/hrの昇温速度で1000℃まで加熱して焼成した。
上記PCS含浸と焼成を6回繰り返し、本例の炭化ケイ素系複合体を得た。
炭化ケイ素繊維織物として、炭素被覆されていない炭化ケイ素繊維織物(NGSアドバンストファイバー株式会社製、グレード:タイプCG(Cコート無し)、NL201−8HS)、8枚朱子織を用いた。具体的な仕様は、寸法:1000mm×2000mm、打ち込み本数:経糸;22本/inch、緯糸;22本/inch、厚さ:0.29mm、目付388g/m2、サイジング剤種類:P、布強度:経糸方向;2087N/25mm、緯糸方向;2274N/25mmである。また、仕様糸特性(代表値)は、糸の製品名:NL−201、平均繊維径:14μm、密度:2.56g/cm3、引張強度:2.95GPa、引張弾性率:194GPa、サイジング付着量:1.2質量%である。
まず、炭素被覆されていない炭化ケイ素繊維織物を50mm×70mmの大きさに切断し、12枚積層した。次いで、得られた織物積層体を金型にセットし、加圧成形を行った。さらに、得られた織物成形体を100℃で乾燥し、窒素ガス雰囲気下200℃/hrの昇温速度で1000℃まで加熱し、プレ複合体を得た。
さらに、グローブボックス中で、得られたプレ成形体に、PCS−UHの40質量%キシレン溶液を真空含浸させた。さらに、得られた含浸済みプレ複合体を金型にセットし、含浸済みプレ複合体を100℃で乾燥して余剰のキシレンを蒸発させ、さらに、窒素ガス雰囲気下200℃/hrの昇温速度で1000℃まで加熱して焼成した。
上記PCS含浸と焼成を6回繰り返し、本例の炭化ケイ素系複合体を得た。
各例の炭化ケイ素系複合体から5×50×2(厚み)mmの試験片を切り出し、この試験片を室温(25℃)で3点曲げ試験に供した。得られた結果を表1に示す。
Claims (4)
- 炭化ケイ素繊維からなる骨格と、前記骨格を被覆する界面層及びマトリックス層とを備える炭化ケイ素系複合体であって、
前記炭化ケイ素繊維は、酸素元素の含有量が5〜15質量%であり、炭化ケイ素を含む芯部と、該芯部の表面に形成され、炭素を含む被覆部とからなる構造を有し、
前記界面層が、ケイ素、窒素、ホウ素及び炭素を含み、
前記マトリックス層が、炭化ケイ素を含む
ことを特徴とする炭化ケイ素系複合体。 - 炭化ケイ素繊維からなる骨格と、前記骨格を被覆する界面層及びマトリックス層とを備える炭化ケイ素系複合体の製造方法であって、
酸素元素の含有量が5〜15質量%であり、炭化ケイ素を含む芯部と、前記芯部の表面に形成され、炭素を含む被覆部とからなる構造を有する炭化ケイ素繊維からなるプリフォームに、ケイ素、窒素、ホウ素及び炭素を含む化合物を含浸、乾燥及び焼成する界面層形成処理を施してプレ複合体を得、
次いで、前記プレ複合体に、炭素及びケイ素を含む化合物を含浸させて加熱するマトリックス層形成処理を施す
ことを特徴とする炭化ケイ素系複合体の製造方法。 - 前記ケイ素、窒素、ホウ素及び炭素を含む化合物が、ポリボロオルガノシラザンであることを特徴とする請求項2に記載の炭化ケイ素系複合体の製造方法。
- 前記炭素及びケイ素を含む化合物が、ポリカルボシランであることを特徴とする請求項2又は3に記載の炭化ケイ素系複合体の製造方法。
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