JP2018199587A - SiC/SiC複合材の製造方法 - Google Patents
SiC/SiC複合材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018199587A JP2018199587A JP2017103987A JP2017103987A JP2018199587A JP 2018199587 A JP2018199587 A JP 2018199587A JP 2017103987 A JP2017103987 A JP 2017103987A JP 2017103987 A JP2017103987 A JP 2017103987A JP 2018199587 A JP2018199587 A JP 2018199587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sic
- carbon source
- fiber
- composite material
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000011184 SiC–SiC matrix composite Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 119
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000001652 electrophoretic deposition Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 31
- 239000007833 carbon precursor Substances 0.000 claims description 24
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 118
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 118
- 239000002585 base Substances 0.000 description 32
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 8
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 8
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 description 8
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 229920003257 polycarbosilane Polymers 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 4
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052800 carbon group element Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 description 2
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- -1 hydroxide ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenezinc Chemical compound [Zn]=S WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
(1)本発明のSiC/SiC複合材の製造方法は、金属元素を含有するSiC繊維の表面に電気泳動堆積法によりBNを被覆する界面層形成工程と、前記SiC繊維を用い基材を形成する基材形成工程と、前記基材に炭素源を含浸する炭素源含浸工程と、前記炭素源含浸工程後に溶融シリコンを含浸するとともに、前記炭素源と前記溶融シリコンとを反応させ、SiCマトリックスを形成するマトリックス形成工程と、を含む。
本発明のSiC/SiC複合材の製造方法は、金属元素を含有するSiC繊維の表面に電気泳動堆積法によりBNを被覆する界面層形成工程と、SiC繊維を用い基材を形成する基材形成工程と、基材に炭素源を含浸する炭素源含浸工程と、炭素源含浸工程後に溶融シリコンを含浸するとともに、炭素源と溶融シリコンとを反応させ、SiCマトリックスを形成するマトリックス形成工程と、を含む。
<実施例1>
本発明のSiC/SiC複合材について、図2(a)に示されたフロー図に基づいて実施例1を説明する。また、図3(b)にフロー図に対応する模式図を示している。
SiC繊維として、宇部興産株式会社製チラノSA(登録商標)を用いた。SiC繊維のスペックは、図5に示す表の通りである。チラノSAは金属元素としてAlを含有し電気伝導率が0.25/Ωmである。
次に表面に界面層の形成されたSiC繊維を用いて基材を形成した。基材の形状は40mm×100mmのSiCクロス1枚品であり、SiC繊維を束ねられたストランドを平織り状に配列することにより目的の形状を得た。
得られた基材にカーボン粉のスラリーを含浸することにより、基材を構成するSiC繊維の隙間に炭素源を充填した。充填された炭素源は、後に含浸される溶融シリコンと反応して、SiCのマトリックスとなる。
炭素源が含浸された基材を溶融シリコンに浸漬し、シリコンを含浸した。シリコンは、炭素と反応しやすいので速やかに吸収され、基材内部にあらかじめ含浸されていた炭素源と反応し、SiCとなった。
また、SiC/SiC複合材について、図2(b)に示されたフロー図に基づいて実施例2を説明する。また、図4(b)にフロー図に対応する模式図を示している。
比較例1では、SiC繊維として、金属元素を含有しないNGSアドバンストカーボン社製Hi-Nicalon Type-S(登録商標)を用いた以外は、実施例1と同様にSiC/SiC複合材を製造した。
<界面層形成工程:S1>
SiC繊維として、NGSアドバンストカーボン社製Hi-Nicalon Type-Sを用いた。SiC繊維のスペックは、図5のとおりである。Hi-Nicalon Type-Sの電気伝導率が0.032/Ωmである。
実施例1と同様に電気泳動堆積法でBN粒子をSiC繊維に付着させようとしたが、SiC繊維の電気伝導率が不足しSiC繊維にBN粒子を十分に付着させることはできなかった。
このため、BNの界面層を有するSiC/SiC複合材を得ることはできなかった。
S2 基材形成工程
S3 炭素源含浸工程
S4 マトリックス形成工程
Claims (7)
- 金属元素を含有するSiC繊維の表面に電気泳動堆積法によりBNを被覆する界面層形成工程と、
前記SiC繊維を用い基材を形成する基材形成工程と、
前記基材に炭素源を含浸する炭素源含浸工程と、
前記炭素源含浸工程後に溶融シリコンを含浸するとともに、前記炭素源と前記溶融シリコンとを反応させ、SiCマトリックスを形成するマトリックス形成工程と、
を含むSiC/SiC複合材の製造方法。 - 前記金属元素は、Zr、AlまたはTiの少なくともいずれか一つである請求項1に記載のSiC/SiC複合材の製造方法。
- 前記金属元素であるZr、AlまたはTiの少なくともいずれか一つの含有量は、0.05〜2wt%である請求項2に記載のSiC/SiC複合材の製造方法。
- 前記界面層形成工程は、平均粒子径20〜1000nmのBN粒子を用いる請求項1から3のいずれか1項に記載のSiC/SiC複合材の製造方法。
- 前記電気泳動堆積法は、前記金属元素を含有するSiC繊維側を陽極、前記電気泳動堆積法で用いられるBNを含有する液体の液性を塩基性とする請求項1から4のいずれか1項に記載のSiC/SiC複合材の製造方法。
- 前記炭素源含浸工程は、前記基材に炭素系粉末を含有するスラリーにより含浸する請求項1から5のいずれか1項に記載のSiC/SiC複合材の製造方法。
- 前記炭素源含浸工程は、炭素前駆体を含浸した後、前記炭素前駆体を硬化および炭素化する請求項1から6のいずれか1項に記載のSiC/SiC複合材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017103987A JP6914098B2 (ja) | 2017-05-25 | 2017-05-25 | SiC/SiC複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017103987A JP6914098B2 (ja) | 2017-05-25 | 2017-05-25 | SiC/SiC複合材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018199587A true JP2018199587A (ja) | 2018-12-20 |
JP6914098B2 JP6914098B2 (ja) | 2021-08-04 |
Family
ID=64667778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017103987A Active JP6914098B2 (ja) | 2017-05-25 | 2017-05-25 | SiC/SiC複合材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6914098B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020132470A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | イビデン株式会社 | セラミック繊維強化セラミック複合材料及びその製造方法 |
CN112409027A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-26 | 南昌航空大学 | 一种改善SiC纤维束上电泳沉积物均匀性的方法 |
CN115557800A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-03 | 中国科学院金属研究所 | 一种多孔碳均匀陶瓷化制备碳化硅基复合材料的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006336076A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
JP2016515994A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-02 | ロールス−ロイス コーポレイション | 希土類化合物を含有する炭化シリコンセラミック母材複合材料 |
JP2016156109A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 国立大学法人東京工業大学 | 表面被覆無機繊維及びその製造方法、並びに複合材料 |
JP2017014033A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | クアーズテック株式会社 | 強化用繊維材料及びその製造方法、並びに繊維強化セラミックス複合材料 |
-
2017
- 2017-05-25 JP JP2017103987A patent/JP6914098B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006336076A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
JP2016515994A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-02 | ロールス−ロイス コーポレイション | 希土類化合物を含有する炭化シリコンセラミック母材複合材料 |
JP2016156109A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 国立大学法人東京工業大学 | 表面被覆無機繊維及びその製造方法、並びに複合材料 |
JP2017014033A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | クアーズテック株式会社 | 強化用繊維材料及びその製造方法、並びに繊維強化セラミックス複合材料 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
焼結用緑色SIC超微粉 , JPN6021002773, 2014, ISSN: 0004434844 * |
石川敏弘: "高分子が生み出す高機能セラミックス繊維", 高分子, vol. 51巻7 号, JPN6021002772, 2002, pages 523 - 527, ISSN: 0004434843 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020132470A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | イビデン株式会社 | セラミック繊維強化セラミック複合材料及びその製造方法 |
JP7452949B2 (ja) | 2019-02-19 | 2024-03-19 | イビデン株式会社 | セラミック繊維強化セラミック複合材料及びその製造方法 |
CN112409027A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-26 | 南昌航空大学 | 一种改善SiC纤维束上电泳沉积物均匀性的方法 |
CN115557800A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-03 | 中国科学院金属研究所 | 一种多孔碳均匀陶瓷化制备碳化硅基复合材料的方法 |
CN115557800B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-09-19 | 中国科学院金属研究所 | 一种多孔碳均匀陶瓷化制备碳化硅基复合材料的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6914098B2 (ja) | 2021-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101241775B1 (ko) | 고밀도 섬유강화 세라믹 복합체의 제조방법 | |
WO2009128215A1 (ja) | 炭素繊維炭素複合成形体及び炭素繊維強化炭素複合体材料並びにその製造方法 | |
CN112457020B (zh) | 一种多功能超高温陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
JP6914098B2 (ja) | SiC/SiC複合材の製造方法 | |
CN112341229B (zh) | 一种梯度C/ZrC-SiC超高温陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
CN112341228B (zh) | 一种C/ZrC-SiC超高温陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
KR20110109697A (ko) | 탄소/탄소 복합재료의 내산화 코팅방법, 카본 히터 및 조리기기 | |
JP2015174807A (ja) | 炭素繊維系断熱材及びその製造方法 | |
KR102078974B1 (ko) | 열전도성이 우수한 카본페이퍼의 제조방법 및 이로부터 제조된 카본페이퍼 | |
US11220465B2 (en) | Method for producing SiC/SiC composite material | |
JPH0210115B2 (ja) | ||
JP5773331B2 (ja) | セラミックス接合体の製造方法 | |
JP4538607B2 (ja) | カーボンナノチューブ又はナノファイバーを用いたSiC/SiC複合材料の高熱伝導化 | |
KR20100123048A (ko) | 고밀도 탄화규소 섬유강화 탄화규소 복합체(SiCf/SiC)의 제조방법 | |
CN109851382A (zh) | 一种C/C-TiC陶瓷基复合材料及原位反应法制备该陶瓷基复合材料的方法 | |
JP6726037B2 (ja) | SiC/SiC複合材の製造方法 | |
CN108218474B (zh) | 一种Cf/SiC复合材料表面光学涂层及其制备方法 | |
CN109095929B (zh) | 一种碳陶刹车盘制备方法 | |
JP7011512B2 (ja) | SiC繊維強化SiC複合材料の製造方法 | |
CN109650895B (zh) | 一种高结晶SiC纤维的制备方法 | |
JP2004002096A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材料及びその製造方法並びにヒートシンク | |
JP7085388B2 (ja) | SiC繊維強化SiC複合材料の製造方法 | |
JP2018052791A (ja) | 炭素/炭素複合材料の前駆体用マトリックス組成物およびそれを使用したプリプレグの製造方法 | |
CN112110748A (zh) | 一种二维高导热C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法 | |
KR102471198B1 (ko) | 파핑 공정을 이용한 탄소섬유 및 탄화규소 섬유강화 세라믹 복합체 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180614 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200228 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210322 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210629 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210713 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6914098 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |