JP2521795B2 - 耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法 - Google Patents
耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の
製造法に関する。
製造法に関する。
従来の技術および発明が解決しようとする課題 炭素／炭素複合材料は、不活性ガス中では1000℃以上
の高温においても高強度、高弾性率を維持し、かつ熱膨
張率が小さい等の特異な性質を有する材料であり、航空
宇宙機器の部品、ブレーキ、炉材等への利用が期待され
ている。しかしながら酸化に対する抵抗は小さく、500
℃くらいから酸化消耗を受ける。このため炭素／炭素複
合材料の表面にセラミックスの被膜を付与することが行
われているが、炭素とセラミックスとの熱膨張率の差の
ためその界面における剥離あるいは被膜のクラックなど
が発生し、本来の機能を十分発揮することが出来ない。
の高温においても高強度、高弾性率を維持し、かつ熱膨
張率が小さい等の特異な性質を有する材料であり、航空
宇宙機器の部品、ブレーキ、炉材等への利用が期待され
ている。しかしながら酸化に対する抵抗は小さく、500
℃くらいから酸化消耗を受ける。このため炭素／炭素複
合材料の表面にセラミックスの被膜を付与することが行
われているが、炭素とセラミックスとの熱膨張率の差の
ためその界面における剥離あるいは被膜のクラックなど
が発生し、本来の機能を十分発揮することが出来ない。
課題を解決するための手段 本発明者らは、前記問題点を解決し、耐酸化性に優れ
た炭素繊維強化複合材料の製造法を研究した結果、本発
明の完成に至った。
た炭素繊維強化複合材料の製造法を研究した結果、本発
明の完成に至った。
本発明は、（１）炭素／炭素複合材料の表面に、気相
熱分解により炭素を沈積被覆し、続いてこの表面に気相
熱分解によりセラミックスを沈積被覆させることを特徴
とする耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造
法、および（２）炭素繊維３次元織物に、気相熱分解に
より炭素を沈積被覆し、続いてこの表面に気相熱分解に
よりセラミックスを沈積被覆させることを特徴とする耐
酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法に関す
る。
熱分解により炭素を沈積被覆し、続いてこの表面に気相
熱分解によりセラミックスを沈積被覆させることを特徴
とする耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造
法、および（２）炭素繊維３次元織物に、気相熱分解に
より炭素を沈積被覆し、続いてこの表面に気相熱分解に
よりセラミックスを沈積被覆させることを特徴とする耐
酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法に関す
る。
以下、本発明について詳述する。
本発明でいう炭素／炭素複合材料とは、炭素繊維10〜
70VOL％、好ましくは20〜60％、さらに好ましくは30〜5
5％、および炭素質マトリックス５〜90VOL％、好ましく
は10〜60％、さらに好ましくは15〜55％から構成される
材料である。その製造法は特に限定されず、表面に通じ
る空隙があっても良い。この表面に通じる空隙の割合は
複合材料全体の０〜55％、好ましくは０〜50％、さらに
好ましくは０〜45％である。
70VOL％、好ましくは20〜60％、さらに好ましくは30〜5
5％、および炭素質マトリックス５〜90VOL％、好ましく
は10〜60％、さらに好ましくは15〜55％から構成される
材料である。その製造法は特に限定されず、表面に通じ
る空隙があっても良い。この表面に通じる空隙の割合は
複合材料全体の０〜55％、好ましくは０〜50％、さらに
好ましくは０〜45％である。
ここでいう炭素繊維には、連続した炭素繊維の500〜2
5000本の繊維束を一方向積層物、２次元織物あるいはそ
の積層物、３次元織物、マット状成形物、フェルト状成
型物など炭素繊維を２次元あるいは３次元の成型体とし
たものが含まれ、中でも３次元織物が好ましい。炭素繊
維としては、ピッチ系、ポリアクリロニトリル系あるい
はレーヨン系などが使用できるが、なかでもピッチ系炭
素繊維が耐酸化性に優れるため好ましい。また炭素質マ
トリックスとは炭素質ピッチ、フェノール樹脂、フラン
樹脂などの炭化により得られるものであり、なかでも炭
素質ピッチの炭化により得られるものが好ましい。炭素
質ピッチとしては、軟化点100〜400℃、好ましくは150
〜350℃を有する石炭系あるいは石油系のピッチが用い
られる。炭素質ピッチは、光学的に等方性のピッチある
いは異方性のピッチのいずれも使用できるが、光学的異
方性相の含量が60〜100％の光学的異方性ピッチが特に
好ましく用いられる。
5000本の繊維束を一方向積層物、２次元織物あるいはそ
の積層物、３次元織物、マット状成形物、フェルト状成
型物など炭素繊維を２次元あるいは３次元の成型体とし
たものが含まれ、中でも３次元織物が好ましい。炭素繊
維としては、ピッチ系、ポリアクリロニトリル系あるい
はレーヨン系などが使用できるが、なかでもピッチ系炭
素繊維が耐酸化性に優れるため好ましい。また炭素質マ
トリックスとは炭素質ピッチ、フェノール樹脂、フラン
樹脂などの炭化により得られるものであり、なかでも炭
素質ピッチの炭化により得られるものが好ましい。炭素
質ピッチとしては、軟化点100〜400℃、好ましくは150
〜350℃を有する石炭系あるいは石油系のピッチが用い
られる。炭素質ピッチは、光学的に等方性のピッチある
いは異方性のピッチのいずれも使用できるが、光学的異
方性相の含量が60〜100％の光学的異方性ピッチが特に
好ましく用いられる。
炭素／炭素複合材料は、炭素質ピッチ、フェノール樹
脂、フラン樹脂などを炭素繊維の織物あるいは成型物な
どに含浸した後、常圧下、加圧下あるいはプレス下で炭
化して得られる。含浸は、炭素質ピッチなどを真空下で
加熱、溶融することにより達成される。
脂、フラン樹脂などを炭素繊維の織物あるいは成型物な
どに含浸した後、常圧下、加圧下あるいはプレス下で炭
化して得られる。含浸は、炭素質ピッチなどを真空下で
加熱、溶融することにより達成される。
常圧下の炭化は、不活性ガス雰囲気下400〜2000℃に
おいて実施することができる。また、加圧下の炭化は、
不活性ガスにより50〜10000kg/cm2に等方加圧し、400〜
2000℃において実施することができる。また、プレス下
の炭化は、ホットプレスなどにより10〜500kg/cm2の一
軸加圧下、400〜2000℃において実施することができ
る。
おいて実施することができる。また、加圧下の炭化は、
不活性ガスにより50〜10000kg/cm2に等方加圧し、400〜
2000℃において実施することができる。また、プレス下
の炭化は、ホットプレスなどにより10〜500kg/cm2の一
軸加圧下、400〜2000℃において実施することができ
る。
本発明において、炭化収率向上のため、炭化に先立
ち、含浸物を不融化処理することもできる。含浸物の不
融化処理は、酸化性ガス雰囲気下、50〜400℃、好まし
くは100〜350℃で行う。酸化性ガスとしては、空気、酸
素、窒素酸化物、硫黄酸化物、ハロゲン、あるいはこれ
らの混合物が使用できる。不融化は、含浸物中心まで行
っても良いし、後段の炭化処理で含浸物の形状を維持で
きる程度でも良い。
ち、含浸物を不融化処理することもできる。含浸物の不
融化処理は、酸化性ガス雰囲気下、50〜400℃、好まし
くは100〜350℃で行う。酸化性ガスとしては、空気、酸
素、窒素酸化物、硫黄酸化物、ハロゲン、あるいはこれ
らの混合物が使用できる。不融化は、含浸物中心まで行
っても良いし、後段の炭化処理で含浸物の形状を維持で
きる程度でも良い。
炭素／炭素複合材料とするために、含浸／炭化のサイ
クルを必要回数重ねて緻密化をすることができる。
クルを必要回数重ねて緻密化をすることができる。
一方、本発明でいう炭素繊維３次元織物とは、連続し
た炭素繊維の500〜25000本の繊維束を用いた織物であっ
て、Ｘ軸及びＹ軸方向だけでなくＺ軸方向にも炭素繊維
が存在するものをいい、直交３次元織物や多数枚の２次
元織物どうしを積層してニードルパンチ処理などにより
３次元化した織物を具体例として挙げることができる。
炭素繊維としては、ピッチ系、ポリアクリロニトリル系
あるいはレーヨン系などが使用できるが、なかでもピッ
チ系炭素繊維が耐酸化性に優れるため好ましい。
た炭素繊維の500〜25000本の繊維束を用いた織物であっ
て、Ｘ軸及びＹ軸方向だけでなくＺ軸方向にも炭素繊維
が存在するものをいい、直交３次元織物や多数枚の２次
元織物どうしを積層してニードルパンチ処理などにより
３次元化した織物を具体例として挙げることができる。
炭素繊維としては、ピッチ系、ポリアクリロニトリル系
あるいはレーヨン系などが使用できるが、なかでもピッ
チ系炭素繊維が耐酸化性に優れるため好ましい。
本発明の炭素繊維強化複合材料は、前記炭素／炭素複
合材料の表面に、または前記炭素繊維３次元織物に、気
相熱分解により炭素を沈積被覆し、続いてこの表面に気
相熱分解によりセラミックスを沈積被覆させることによ
り製造される。
合材料の表面に、または前記炭素繊維３次元織物に、気
相熱分解により炭素を沈積被覆し、続いてこの表面に気
相熱分解によりセラミックスを沈積被覆させることによ
り製造される。
炭素／炭素複合材料の表面にあるいは炭素繊維３次元
織物に気相熱分解により炭素を沈積充填する場合、温度
圧力係数Ｘが3.29以下となる温度および圧力において気
相熱分解を行うのが好ましい。
織物に気相熱分解により炭素を沈積充填する場合、温度
圧力係数Ｘが3.29以下となる温度および圧力において気
相熱分解を行うのが好ましい。
但し 温度圧力係数Ｘ＝log（（Ｔ）×（Ｐ）0.07） ここで Ｔは気相熱分解を行うときの温度（゜K） Ｐは気相熱分解を行うときの圧力（Torr） 好ましくは温度圧力係数Ｘが3.25以下、より好ましく
は3.21以下、またCVDは、温度圧力係数Ｘが3.18以上、
より好ましくは3.21以上となる温度および圧力で行う。
具体的に条件を示せば、反応条件は、温度Ｔが1173〜17
73゜K、圧力Ｐが0.1〜50Torrである。
は3.21以下、またCVDは、温度圧力係数Ｘが3.18以上、
より好ましくは3.21以上となる温度および圧力で行う。
具体的に条件を示せば、反応条件は、温度Ｔが1173〜17
73゜K、圧力Ｐが0.1〜50Torrである。
炭素／炭素複合材料の表面に気相熱分解により炭素を
沈積した後、気相熱分解によりセラミックスを沈積被覆
処理する操作は通常CVD（CHEMICAL VAPOR DEPOSITION）
と呼ばれている。炭素／炭素複合材料の表面に気相熱分
解により炭素およびセラミックスを沈積被覆する場合、
被覆層の厚さは炭素／炭素複合材料のサイズ、各被覆層
の厚さは炭素／炭素複合材料のサイズ、熱処理温度なと
によって任意に決定されるが、例えば0.01〜100μｍ、
好ましくは0.1〜50μｍである。
沈積した後、気相熱分解によりセラミックスを沈積被覆
処理する操作は通常CVD（CHEMICAL VAPOR DEPOSITION）
と呼ばれている。炭素／炭素複合材料の表面に気相熱分
解により炭素およびセラミックスを沈積被覆する場合、
被覆層の厚さは炭素／炭素複合材料のサイズ、各被覆層
の厚さは炭素／炭素複合材料のサイズ、熱処理温度なと
によって任意に決定されるが、例えば0.01〜100μｍ、
好ましくは0.1〜50μｍである。
一方、炭素繊維３次元織物に気相熱分解により炭素あ
るいはセラミックスを沈積充填処理する操作はCVI（CHE
MICAL VAPOR INFILTRATION）と呼ばれている。CVIによ
り炭素繊維立体織物の空隙部に炭素およびセラミックス
を沈積充填する場合、各被覆層の厚さは炭素繊維３次元
織物の繊維体積含有率、織物構造などによって任意に決
定されるが、例えば0.01〜100μｍ、好ましくは0.1〜50
μｍである。
るいはセラミックスを沈積充填処理する操作はCVI（CHE
MICAL VAPOR INFILTRATION）と呼ばれている。CVIによ
り炭素繊維立体織物の空隙部に炭素およびセラミックス
を沈積充填する場合、各被覆層の厚さは炭素繊維３次元
織物の繊維体積含有率、織物構造などによって任意に決
定されるが、例えば0.01〜100μｍ、好ましくは0.1〜50
μｍである。
CVIあるいはCVDにより炭素を沈積する場合、熱分解ガ
スとしては炭化水素ガス、例えばメタン、プロパン、ブ
タン、アセチレン、ベンゼンなどが使用できる。
スとしては炭化水素ガス、例えばメタン、プロパン、ブ
タン、アセチレン、ベンゼンなどが使用できる。
CVIあるいはCVDにより、セラミックスを沈積する場
合、セラミックスとしては、SiC,ZrC,TiC,HfC,B4C,NbC,
WC,TiB2,BNあるいはSi3N4などがあげられ、中でもSiC,Z
rC,TiCおよびHfCが好ましい。
合、セラミックスとしては、SiC,ZrC,TiC,HfC,B4C,NbC,
WC,TiB2,BNあるいはSi3N4などがあげられ、中でもSiC,Z
rC,TiCおよびHfCが好ましい。
具体的には、熱CVI/CVD、プラズマCVI/CVD等が挙げら
れる。セラミックスを得るための熱分解ガスとしては、
ハロゲン化物、水素化物、有機金属化合物等あるいはこ
れらと前記炭化水素ガスや水素、不活性ガスとの混合物
が用いられる。
れる。セラミックスを得るための熱分解ガスとしては、
ハロゲン化物、水素化物、有機金属化合物等あるいはこ
れらと前記炭化水素ガスや水素、不活性ガスとの混合物
が用いられる。
具体的には、SiCにはSiCl4,CH3SiCl3、ZrCにはZrC
l4、TiCにはTiCl4、HfCにはHfCl4などが使用できる。
l4、TiCにはTiCl4、HfCにはHfCl4などが使用できる。
反応条件はCVIあるいはCVDで異なり、CVDにより、炭
素／炭素複合材料の表面に気相熱分解によりセラミック
スを沈積被覆する場合、温度は1000〜2000℃、圧力は５
〜760Torrである。CVIにより炭素繊維３次元織物の空隙
部にセラミックスを沈積充填する場合、温度は1000〜15
00℃、圧力は0.1〜50Torrである。
素／炭素複合材料の表面に気相熱分解によりセラミック
スを沈積被覆する場合、温度は1000〜2000℃、圧力は５
〜760Torrである。CVIにより炭素繊維３次元織物の空隙
部にセラミックスを沈積充填する場合、温度は1000〜15
00℃、圧力は0.1〜50Torrである。
本発明においては、気相熱分解によりCVDあるいはCVI
によるセラミックスを沈積被覆処理する場合、好ましく
はこの操作を少なくとも２回行う。被覆の回数は、さら
に好ましくは３回以上、より好ましくは４回以上であ
る。上限は特に制限されないが、通常10回程度行えば十
分である。さらに各沈積被覆処理工程の間に熱分解温度
よりも50℃以上高い温度、好ましくは100〜1500℃高い
温度において、真空下あるいは不活性ガス雰囲気下で熱
処理する工程を含むことが一層好ましい。
によるセラミックスを沈積被覆処理する場合、好ましく
はこの操作を少なくとも２回行う。被覆の回数は、さら
に好ましくは３回以上、より好ましくは４回以上であ
る。上限は特に制限されないが、通常10回程度行えば十
分である。さらに各沈積被覆処理工程の間に熱分解温度
よりも50℃以上高い温度、好ましくは100〜1500℃高い
温度において、真空下あるいは不活性ガス雰囲気下で熱
処理する工程を含むことが一層好ましい。
CVD各被覆層の厚さは炭素／炭素複合材料のサイズ、
熱処理温度などによって任意に決定されるが、例えば10
〜500μｍ、好ましくは50〜300μｍである。また被覆層
の合計の厚さも任意に決定されるが、例えば10〜2000μ
ｍ、好ましくは50〜1000μｍである。CVI各被覆層の厚
さは炭素繊維３次元織物の繊維体積含有率、織物構造な
どによって任意に決定されるが、例えば１〜500μｍ、
好ましくは５〜300μｍである。各工程におけるCVDある
いはCVIの条件は、必ずしも同一としなくてもよい。
熱処理温度などによって任意に決定されるが、例えば10
〜500μｍ、好ましくは50〜300μｍである。また被覆層
の合計の厚さも任意に決定されるが、例えば10〜2000μ
ｍ、好ましくは50〜1000μｍである。CVI各被覆層の厚
さは炭素繊維３次元織物の繊維体積含有率、織物構造な
どによって任意に決定されるが、例えば１〜500μｍ、
好ましくは５〜300μｍである。各工程におけるCVDある
いはCVIの条件は、必ずしも同一としなくてもよい。
実施例 以下に実施例をあげ、本発明を具体的に説明する。
（実施例１） 炭素繊維の３次元織物50VOL％および炭素質を原料と
するマトリックスから構成される炭素／炭素複合材料を
加熱炉中におき、メタンを流しながら、温度Ｔ＝1473゜
K、圧力Ｐ＝2Torrで熱CVDを行い、表面に気相分解によ
り炭素を平均１μｍとなるように沈積した。この場合CV
Dの温度圧力係数Ｘ＝3.19である。続いて1623゜K、5Torr
においてCH3SiCl3（50cm3/min）とH2（800cm3/min）の
混合物（流量はいずれも標準状態）を流しながらCVDに
よりSiCを沈着させた。得られた炭素繊維強化複合材料
の表面のクラックは極めて少なかった。
するマトリックスから構成される炭素／炭素複合材料を
加熱炉中におき、メタンを流しながら、温度Ｔ＝1473゜
K、圧力Ｐ＝2Torrで熱CVDを行い、表面に気相分解によ
り炭素を平均１μｍとなるように沈積した。この場合CV
Dの温度圧力係数Ｘ＝3.19である。続いて1623゜K、5Torr
においてCH3SiCl3（50cm3/min）とH2（800cm3/min）の
混合物（流量はいずれも標準状態）を流しながらCVDに
よりSiCを沈着させた。得られた炭素繊維強化複合材料
の表面のクラックは極めて少なかった。
（比較例１） 実施例１の炭素／炭素複合材料を加熱炉中におき、16
23゜K、5TorrにおいてCH3SiCl3（50cm3/min）とH2（800c
m3/min）の混合物（流量はいずれも標準状態）を流しな
がらCVDによりSiCを沈着させた。表面にはクラックが生
成していた。
23゜K、5TorrにおいてCH3SiCl3（50cm3/min）とH2（800c
m3/min）の混合物（流量はいずれも標準状態）を流しな
がらCVDによりSiCを沈着させた。表面にはクラックが生
成していた。
（実施例２） 実施例１の炭素／炭素複合材料を加熱炉中におき、メ
タンを流しながら、温度Ｔ＝1473゜K、圧力Ｐ＝2Torrで
熱CVDを行い、表面に気相分解により炭素を平均１μｍ
となるように沈積した。この場合CVDの温度圧力係数Ｘ
＝3.19である。続いて1623゜K、5TorrにおいてCH3SiCl3
（50cm3/min）とH2（800cm3/min）の混合物（流量はい
ずれも標準状態）を原料ガスとして表面に熱CVDによるS
iCを平均被覆厚さが30μｍとなるように沈積被覆処理し
た。ついで窒素気流中で1973゜Kまで昇温し、30分間熱処
理した。再び、1623゜K、5Torrにおいて前記条件でSiCを
沈積被覆処理した。このようにして各沈積被覆処理工程
の間に1973゜Kにおける熱処理を行いながら、沈積被覆処
理を３回行った。得られた炭素繊維強化複合材料を、空
気中1773゜Kにおいて90分処理したところ、重量減少はな
く、また表面の剥離も見られなかった。
タンを流しながら、温度Ｔ＝1473゜K、圧力Ｐ＝2Torrで
熱CVDを行い、表面に気相分解により炭素を平均１μｍ
となるように沈積した。この場合CVDの温度圧力係数Ｘ
＝3.19である。続いて1623゜K、5TorrにおいてCH3SiCl3
（50cm3/min）とH2（800cm3/min）の混合物（流量はい
ずれも標準状態）を原料ガスとして表面に熱CVDによるS
iCを平均被覆厚さが30μｍとなるように沈積被覆処理し
た。ついで窒素気流中で1973゜Kまで昇温し、30分間熱処
理した。再び、1623゜K、5Torrにおいて前記条件でSiCを
沈積被覆処理した。このようにして各沈積被覆処理工程
の間に1973゜Kにおける熱処理を行いながら、沈積被覆処
理を３回行った。得られた炭素繊維強化複合材料を、空
気中1773゜Kにおいて90分処理したところ、重量減少はな
く、また表面の剥離も見られなかった。
（実施例３） 直径10ミクロンのピッチ系炭素繊維2000本を用い、炭
素繊維体積含有率30VOL％である直交３次元織物を加熱
炉中におき、メタンを流しながら、温度Ｔ＝1473゜K、圧
力Ｐ＝2Torrで熱CVIを行い、表面に気相分解により炭素
を平均0.1μｍとなるように沈積した。この場合CVIの温
度圧力係数Ｘ＝3.19である。続いて1623゜K、5Torrにお
いてCH3SiCl3（50cm3/min）とH2（800cm3/min）の混合
物（流量はいずれも標準状態）を流しながらCVIによりS
iCを沈着させた。得られた炭素繊維強化複合材料の表面
のクラックは極めて少なかった。
素繊維体積含有率30VOL％である直交３次元織物を加熱
炉中におき、メタンを流しながら、温度Ｔ＝1473゜K、圧
力Ｐ＝2Torrで熱CVIを行い、表面に気相分解により炭素
を平均0.1μｍとなるように沈積した。この場合CVIの温
度圧力係数Ｘ＝3.19である。続いて1623゜K、5Torrにお
いてCH3SiCl3（50cm3/min）とH2（800cm3/min）の混合
物（流量はいずれも標準状態）を流しながらCVIによりS
iCを沈着させた。得られた炭素繊維強化複合材料の表面
のクラックは極めて少なかった。
（比較例２） 実施例１の３次元織物を加熱炉中におき、1350゜K、5T
orrにおいてCH3SiCl3（25cm3/min）とH2（800cm3/min）
の混合物（流量はいずれも標準状態）を流しながらCVD
によりSiCを沈着させた。表面にはクラックが生成して
いた。
orrにおいてCH3SiCl3（25cm3/min）とH2（800cm3/min）
の混合物（流量はいずれも標準状態）を流しながらCVD
によりSiCを沈着させた。表面にはクラックが生成して
いた。
（実施例４） 直径10ミクロンのピッチ系炭素繊維2000本をＺ軸方向
に、また同じ繊維4000本をＸ軸およびＹ軸方向に用いた
直交３次元織物を加熱炉中におき、メタンを流しなが
ら、温度Ｔ＝1473゜K、圧力Ｐ＝2Torrで熱CVIを行い、表
面に気相分解により炭素を平均0.1μｍとなるように沈
積した。この場合CVIの温度圧力係数Ｘ＝3.19である。
続いてSiCl4（200cm3/min）とC3H8（40cm3/min）＋H
2（700cm3/min）の混合ガスを流しながら、1673゜K、5To
rrにおける熱CVIを行い、開孔空隙部に気相分解により
およびSiCを沈積充填した。得られた炭素繊維強化複合
材料の表面のクラックは極めて少なかった。
に、また同じ繊維4000本をＸ軸およびＹ軸方向に用いた
直交３次元織物を加熱炉中におき、メタンを流しなが
ら、温度Ｔ＝1473゜K、圧力Ｐ＝2Torrで熱CVIを行い、表
面に気相分解により炭素を平均0.1μｍとなるように沈
積した。この場合CVIの温度圧力係数Ｘ＝3.19である。
続いてSiCl4（200cm3/min）とC3H8（40cm3/min）＋H
2（700cm3/min）の混合ガスを流しながら、1673゜K、5To
rrにおける熱CVIを行い、開孔空隙部に気相分解により
およびSiCを沈積充填した。得られた炭素繊維強化複合
材料の表面のクラックは極めて少なかった。
（実施例５） 直径10ミクロンのピッチ系炭素繊維2000本をＺ軸方向
に、また同じ繊維6000本をＸ軸およびＹ軸方向に用いた
直交３次元織物を加熱炉中におき、メタンを流しなが
ら、温度Ｔ＝1200゜K、圧力Ｐ＝2Torrで熱CVIを行い、表
面に気相分解により炭素を平均0.1μｍとなるように沈
積した。この場合CVIの温度圧力係数Ｘ＝3.19である。
続いて1623゜K、5Torrにおいて、CH3SiCl3（50cm3/min）
とH2（800cm3/min）の混合物（流量はいずれも標準状
態）を原料ガスとして表面に熱CVIによるSiCを沈積被覆
処理した。ついで窒素気流中で1923゜Kまで昇温し、30分
間熱処理した。再び、1623゜K、5Torrにおいて前記条件
でSiCを沈積被覆処理した。このようにして各沈積被覆
処理工程の間に1623゜Kにおける熱処理を行いながら、沈
積被覆処理を３回行った。得られた炭素繊維強化複合材
料を、空気中1773゜Kにおいて90分処理したところ、重量
減少はなく、また表面の剥離も見られなかった。
に、また同じ繊維6000本をＸ軸およびＹ軸方向に用いた
直交３次元織物を加熱炉中におき、メタンを流しなが
ら、温度Ｔ＝1200゜K、圧力Ｐ＝2Torrで熱CVIを行い、表
面に気相分解により炭素を平均0.1μｍとなるように沈
積した。この場合CVIの温度圧力係数Ｘ＝3.19である。
続いて1623゜K、5Torrにおいて、CH3SiCl3（50cm3/min）
とH2（800cm3/min）の混合物（流量はいずれも標準状
態）を原料ガスとして表面に熱CVIによるSiCを沈積被覆
処理した。ついで窒素気流中で1923゜Kまで昇温し、30分
間熱処理した。再び、1623゜K、5Torrにおいて前記条件
でSiCを沈積被覆処理した。このようにして各沈積被覆
処理工程の間に1623゜Kにおける熱処理を行いながら、沈
積被覆処理を３回行った。得られた炭素繊維強化複合材
料を、空気中1773゜Kにおいて90分処理したところ、重量
減少はなく、また表面の剥離も見られなかった。
Claims (3)
- 【請求項１】炭素／炭素複合材料の表面に、気相熱分解
により炭素を沈積被覆し、続いてこの表面に気相熱分解
によりセラミックスを沈積被覆させることを特徴とする
耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法。 - 【請求項２】炭素繊維３次元織物に、気相熱分解により
炭素を沈積被覆し、続いてこの表面に気相熱分解により
セラミックスを沈積被覆させることを特徴とする耐酸化
性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法。 - 【請求項３】請求項１又は２における気相熱分解により
炭素を沈積被覆する工程において、温度圧力係数Ｘが3.
29以下となる温度および圧力において気相熱分解により
炭素を沈積充填させることを特徴とする耐酸化性を有す
る炭素繊維強化複合材料の製造法。 但し 温度圧力係数Ｘ＝log（（Ｔ）×（Ｐ）0.07） ここで Ｔは気相熱分解を行うときの温度（゜K） Ｐは気相熱分解を行うときの圧力（Torr）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263845A JP2521795B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263845A JP2521795B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111681A JPH02111681A (ja) | 1990-04-24 |
| JP2521795B2 true JP2521795B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=17395023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63263845A Expired - Lifetime JP2521795B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 耐酸化性を有する炭素繊維強化複合材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2521795B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4707854B2 (ja) * | 2001-03-08 | 2011-06-22 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 高強度ＳｉＣ繊維／ＳｉＣ複合材料の製造方法 |
| JP5787558B2 (ja) * | 2011-03-08 | 2015-09-30 | イビデン株式会社 | セラミックス基材支持具及びセラミックス部材の製造方法 |
| CN103806267B (zh) * | 2013-12-21 | 2016-03-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种在碳纤维表面制备碳化锆陶瓷界面相的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4863798A (en) * | 1988-07-21 | 1989-09-05 | Refractory Composites, Inc. | Refractory composite material and method of making such material |
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63263845A patent/JP2521795B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02111681A (ja) | 1990-04-24 |
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