JP2584921B2 - 炭素を含む複合材料に酸化防止保護を提供するための方法及びそれにより保護される材料 - Google Patents
炭素を含む複合材料に酸化防止保護を提供するための方法及びそれにより保護される材料Info
- Publication number
- JP2584921B2 JP2584921B2 JP3281628A JP28162891A JP2584921B2 JP 2584921 B2 JP2584921 B2 JP 2584921B2 JP 3281628 A JP3281628 A JP 3281628A JP 28162891 A JP28162891 A JP 28162891A JP 2584921 B2 JP2584921 B2 JP 2584921B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- sic
- boron
- carbide
- carbon
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
- Y10T428/264—Up to 3 mils
- Y10T428/265—1 mil or less
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
- Y10T428/2938—Coating on discrete and individual rods, strands or filaments
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
- Y10T428/294—Coated or with bond, impregnation or core including metal or compound thereof [excluding glass, ceramic and asbestos]
- Y10T428/2942—Plural coatings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
- Y10T428/294—Coated or with bond, impregnation or core including metal or compound thereof [excluding glass, ceramic and asbestos]
- Y10T428/2942—Plural coatings
- Y10T428/2949—Glass, ceramic or metal oxide in coating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
- Y10T428/2991—Coated
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
- Y10T428/2991—Coated
- Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、酸化から炭素含有複合材料、特
に熱構造複合材料を保護することに関する。
に熱構造複合材料を保護することに関する。
【０００２】発明の背景 熱構造複合材料は、耐熱性繊維により構成され、そして
耐熱性材料からまた製造されるマトリックスにより強化
されている繊維強化表面組織により形成される。それら
は、構造成分を構成するためにそれらを適切にする機械
的性質により、及び高温でこれらの機械的性質を保持す
る能力により特徴づけられる。これらの材料は、特に宇
宙空間において、及び航空機に使用される。
耐熱性材料からまた製造されるマトリックスにより強化
されている繊維強化表面組織により形成される。それら
は、構造成分を構成するためにそれらを適切にする機械
的性質により、及び高温でこれらの機械的性質を保持す
る能力により特徴づけられる。これらの材料は、特に宇
宙空間において、及び航空機に使用される。
【０００３】強化表面組織において繊維を構成する材料
は、一般的に炭素又はセラミック、たとえば炭化珪素
（ＳｉＣ）である。同様に、マトリックスを構成する材
料は、一般的に炭素又はセラミック、たとえば炭化珪素
である。マトリックスは液体含浸又は化学的蒸気浸透技
法により従来の態様で形成される。
は、一般的に炭素又はセラミック、たとえば炭化珪素
（ＳｉＣ）である。同様に、マトリックスを構成する材
料は、一般的に炭素又はセラミック、たとえば炭化珪素
である。マトリックスは液体含浸又は化学的蒸気浸透技
法により従来の態様で形成される。
【０００４】液体含浸において、繊維表面組織は、マト
リックスのための前駆体、たとえば樹脂により含浸さ
れ、そして次に、マトリックス材料が前駆体の転移によ
り得られるように熱処理にゆだねられる。一連の連続的
段階の含浸及び熱処理サイクルが達成され得る。
リックスのための前駆体、たとえば樹脂により含浸さ
れ、そして次に、マトリックス材料が前駆体の転移によ
り得られるように熱処理にゆだねられる。一連の連続的
段階の含浸及び熱処理サイクルが達成され得る。
【０００５】化学的蒸気浸透技法においては、繊維表面
組織が閉鎖容器に配置され、その中に、その体積を通し
て、表面組織の繊維上に蒸着層を形成するために温度及
び圧力の特定の条件下で分解し、又は反応するガスが導
入される。炭素又はセラミックス（たとえば炭化珪素又
は耐熱性酸化物、たとえばアルミナ又はジルコニア）の
ような材料のための典型的な化学的蒸気浸透方法が良く
知られている。特に次の文献に言及されている：ＦＲ−
Ａ−２，１８９，２０７，ＦＲ−Ａ−２，４０１，８８
８及びＥＰ−Ａ−０，０８５，６０１。
組織が閉鎖容器に配置され、その中に、その体積を通し
て、表面組織の繊維上に蒸着層を形成するために温度及
び圧力の特定の条件下で分解し、又は反応するガスが導
入される。炭素又はセラミックス（たとえば炭化珪素又
は耐熱性酸化物、たとえばアルミナ又はジルコニア）の
ような材料のための典型的な化学的蒸気浸透方法が良く
知られている。特に次の文献に言及されている：ＦＲ−
Ａ−２，１８９，２０７，ＦＲ−Ａ−２，４０１，８８
８及びＥＰ−Ａ−０，０８５，６０１。
【０００６】従って、通常の熱構造複合材料は、炭素／
炭素（Ｃ／Ｃ）材料、炭素／セラミック（Ｃ／セラミッ
ク）材料及びセラミック／セラミック材料である。
炭素（Ｃ／Ｃ）材料、炭素／セラミック（Ｃ／セラミッ
ク）材料及びセラミック／セラミック材料である。
【０００７】セラミック／セラミック材料、たとえばＳ
ｉＣ／ＳｉＣに関しては、中間層が、その材料の機械的
挙動性を改良するために繊維とマトリックスとの間に導
入され得ることが知られている。アメリカ特許第４，７
５２，５０３号に記載されているように、中間相は窒化
硼素又はピロカーボンにより構成される。
ｉＣ／ＳｉＣに関しては、中間層が、その材料の機械的
挙動性を改良するために繊維とマトリックスとの間に導
入され得ることが知られている。アメリカ特許第４，７
５２，５０３号に記載されているように、中間相は窒化
硼素又はピロカーボンにより構成される。
【０００８】従って、ほとんどの場合、熱構造複合材料
は、強化繊維、マトリックス又は繊維とマトリックスと
の間の中間相にいくらかの炭素を含む。高温適用のため
には、従って、酸化による炭素消出の効果による分解を
回避するためにその材料を保護することが不可欠であ
る。
は、強化繊維、マトリックス又は繊維とマトリックスと
の間の中間相にいくらかの炭素を含む。高温適用のため
には、従って、酸化による炭素消出の効果による分解を
回避するためにその材料を保護することが不可欠であ
る。
【０００９】炭素を含む複合材料のために酸化防止保護
を提供するためには当業界において多くの技法が存在す
る。その技法はしばしば、酸素バリヤーを構成する層、
典型的には炭化珪素の層による複合材料の外部を被覆す
ることを含んで成る。その保護は通常、炭化珪素被膜に
出現する割れに対して回復性質を有するボレート、シリ
ケート又はボーロ−シリケートタイプのガラスを構成成
分とする（又は高温での構成のために適切である）材料
を付着することによって補足される。
を提供するためには当業界において多くの技法が存在す
る。その技法はしばしば、酸素バリヤーを構成する層、
典型的には炭化珪素の層による複合材料の外部を被覆す
ることを含んで成る。その保護は通常、炭化珪素被膜に
出現する割れに対して回復性質を有するボレート、シリ
ケート又はボーロ−シリケートタイプのガラスを構成成
分とする（又は高温での構成のために適切である）材料
を付着することによって補足される。
【００１０】その技術の状態を例示する例は、アメリカ
特許第４，６６８，５７９号及びヨーロッパ特許出願第
０，１７６，０５５号に言及することによって見出され
得る。
特許第４，６６８，５７９号及びヨーロッパ特許出願第
０，１７６，０５５号に言及することによって見出され
得る。
【００１１】アメリカ特許第４，６６８，５７９号（Ｓ
ｔｒａｎｇｍａｎなど．，）においては、Ｃ／Ｃ複合材
料が、炭化硼素の内部部分及び炭化珪素の外部部分を含
んで成る少なくとも１つの保護層を形成することによっ
て、酸化に対して保護される。保護層は好ましくは、複
合材料の完全な強化の前、典型的には繊維強化を強化す
る段階の後、すなわち強化繊維を一緒に結合するのに十
分である部分強化が行なわれた後、形成される。個々の
部分の保護層の厚さは、０．５〜５ミクロンの範囲であ
る。
ｔｒａｎｇｍａｎなど．，）においては、Ｃ／Ｃ複合材
料が、炭化硼素の内部部分及び炭化珪素の外部部分を含
んで成る少なくとも１つの保護層を形成することによっ
て、酸化に対して保護される。保護層は好ましくは、複
合材料の完全な強化の前、典型的には繊維強化を強化す
る段階の後、すなわち強化繊維を一緒に結合するのに十
分である部分強化が行なわれた後、形成される。個々の
部分の保護層の厚さは、０．５〜５ミクロンの範囲であ
る。
【００１２】ヨローッパ特許出願第０，１７６，０５５
号（Ｈａｌｚｌなど．，）においては、炭素本体（Ｃ／
Ｃ複合材料であり得る）が、決定された深さを拡張し、
そしてその深さの方に、炭素本体の初期体積の約半分を
占める隙間を形成するために酸化硼素により炭素本体を
初めに、化学的にエッチングすることによって酸化から
保護される。この手段で創造される孔は、珪素アロイ又
は珪素を挿入することによって満たされ、それによって
硼化珪素及び炭化珪素により実質的に等しい部分で構成
される層への反応を伴う。たとえば、炭化珪素の追加の
表面被膜は、硼素又は硼素化合物の中間層を伴って又は
伴わないで形成される。この態様で処理される炭素本体
は、約１３７０℃の温度で空気中における酸化に対して
ひじょうに良好な耐性を示す。
号（Ｈａｌｚｌなど．，）においては、炭素本体（Ｃ／
Ｃ複合材料であり得る）が、決定された深さを拡張し、
そしてその深さの方に、炭素本体の初期体積の約半分を
占める隙間を形成するために酸化硼素により炭素本体を
初めに、化学的にエッチングすることによって酸化から
保護される。この手段で創造される孔は、珪素アロイ又
は珪素を挿入することによって満たされ、それによって
硼化珪素及び炭化珪素により実質的に等しい部分で構成
される層への反応を伴う。たとえば、炭化珪素の追加の
表面被膜は、硼素又は硼素化合物の中間層を伴って又は
伴わないで形成される。この態様で処理される炭素本体
は、約１３７０℃の温度で空気中における酸化に対して
ひじょうに良好な耐性を示す。
【００１３】本発明の目的は、少なくとも１５００℃に
達する操作温度で、炭素を含む複合材料に酸化に対する
高められた保護性を与える方法を提供することである。
達する操作温度で、炭素を含む複合材料に酸化に対する
高められた保護性を与える方法を提供することである。
【００１４】発明の要約 本発明の目的は、複合材料上に内層、硼素又は硼素化合
物を含む中間層及び炭化珪素の外層を形成することを含
んで成る方法により達成され、ここで本発明の方法にお
いては、中間層の前に複合材料上に付着される内層が形
成され、硼素を含まず、そして少なくとも６０ミクロン
の厚さである耐熱性カーバイドから製造され、前記内層
が複合材料に含まれる炭素から中間層を隔離することを
特徴とする。
物を含む中間層及び炭化珪素の外層を形成することを含
んで成る方法により達成され、ここで本発明の方法にお
いては、中間層の前に複合材料上に付着される内層が形
成され、硼素を含まず、そして少なくとも６０ミクロン
の厚さである耐熱性カーバイドから製造され、前記内層
が複合材料に含まれる炭素から中間層を隔離することを
特徴とする。
【００１５】従って、上記に概略された技術の状態とは
異なって、酸化防止保護被膜の内部層は硼素を含まな
い。
異なって、酸化防止保護被膜の内部層は硼素を含まな
い。
【００１６】耐熱性カーバイド、たとえば炭化珪素、炭
化ジルコニウム又は炭化ハフニウムのこの内層は、酸素
に対する追加のバリヤーを構成する。しかしながら、そ
の主な機能は、中間層における硼素と共に形成されるボ
レート又はボーロ−シリケートタイプのガラスとの反応
から複合材料に含まれる炭素を妨げることであり、そし
て酸化する炭素により付与されるガスの種類の外部への
拡散を妨げることである。類似する理由のために、本発
明の方法は、特別には、硼素が元素の形、硼化炭素の形
又は硼化珪素の形で存在するいづれかにかかわらず、繊
維のまわりに又はマトリックス内に硼素を含まない複合
材料に酸化防止保護を提供することに向けられ、但し、
繊維とマトリックスとの界面に形成され得る窒化硼素の
例外が存在する。
化ジルコニウム又は炭化ハフニウムのこの内層は、酸素
に対する追加のバリヤーを構成する。しかしながら、そ
の主な機能は、中間層における硼素と共に形成されるボ
レート又はボーロ−シリケートタイプのガラスとの反応
から複合材料に含まれる炭素を妨げることであり、そし
て酸化する炭素により付与されるガスの種類の外部への
拡散を妨げることである。類似する理由のために、本発
明の方法は、特別には、硼素が元素の形、硼化炭素の形
又は硼化珪素の形で存在するいづれかにかかわらず、繊
維のまわりに又はマトリックス内に硼素を含まない複合
材料に酸化防止保護を提供することに向けられ、但し、
繊維とマトリックスとの界面に形成され得る窒化硼素の
例外が存在する。
【００１７】硼素−含有中間層は、硼素元素又は硼素化
合物、たとえば炭化硼素により構成され得る。好都合に
は、内層、中間層、及び外層は、化学的蒸着により形成
される。従って、酸化防止処理は、被覆されるべき部分
のための適切な支持体を用いて、及び所望する蒸着層を
得るために気体の組成及び他のパラメーター（温度、圧
力）を変えながら、同じ密封容器において及び単一の操
作で行なわれ得る。本発明はまた、炭素を含み、そして
上記方法により酸化に対して保護される複合材料を提供
する。
合物、たとえば炭化硼素により構成され得る。好都合に
は、内層、中間層、及び外層は、化学的蒸着により形成
される。従って、酸化防止処理は、被覆されるべき部分
のための適切な支持体を用いて、及び所望する蒸着層を
得るために気体の組成及び他のパラメーター（温度、圧
力）を変えながら、同じ密封容器において及び単一の操
作で行なわれ得る。本発明はまた、炭素を含み、そして
上記方法により酸化に対して保護される複合材料を提供
する。
【００１８】好ましい態様の特定の記載 下記に与えられる例において、酸化防止保護を提供され
る複合材料は、炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）又は炭素／炭化珪
素（Ｃ／ＳｉＣ：炭素繊維から製造され、そして炭化珪
素から実質的に形成されるマトリックスにより強化され
ている強化繊維表面組織）から製造される、２次元（２
Ｄ）タイプ又は３次元（３Ｄ）タイプのものである。
る複合材料は、炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）又は炭素／炭化珪
素（Ｃ／ＳｉＣ：炭素繊維から製造され、そして炭化珪
素から実質的に形成されるマトリックスにより強化され
ている強化繊維表面組織）から製造される、２次元（２
Ｄ）タイプ又は３次元（３Ｄ）タイプのものである。
【００１９】２Ｄ複合材料は、強化繊維が２次元システ
ムを形成する材料である。強化表面組織は、場合によっ
ては多くの重ねられた層で処理された、糸又はケーブル
の布又はシートにより構成される。
ムを形成する材料である。強化表面組織は、場合によっ
ては多くの重ねられた層で処理された、糸又はケーブル
の布又はシートにより構成される。
【００２０】３Ｄ複合材料は、強化繊維が３次元システ
ムを形成する材料である。強化表面組織は、糸又はケー
ブルの布、フェルト、シートの２次元層を３次元的に製
織し又は重ね、そして相互連結することによって得ら
れ、そして、層間の連結は、針で縫うことによって、糸
を縫い合すことによって行なわれる。
ムを形成する材料である。強化表面組織は、糸又はケー
ブルの布、フェルト、シートの２次元層を３次元的に製
織し又は重ね、そして相互連結することによって得ら
れ、そして、層間の連結は、針で縫うことによって、糸
を縫い合すことによって行なわれる。
【００２１】例のすべてにおいて、複合材料は、化学的
蒸着方法により酸化防止保護を付与される。図１に示さ
れるような設置が使用される。
蒸着方法により酸化防止保護を付与される。図１に示さ
れるような設置が使用される。
【００２２】処理されるべき複合材料から製造される加
工物１０は、反応器１４の内部のグラッファイト サス
セプター１２に配置される。加工物１０は、適切な支持
装置により又は糸又は針金、たとえばタングステンから
吊下げられることによって反応器の内部に維持される。
サスセプターは反応器１４のまわりに配置されるインダ
クター１８により加熱される。
工物１０は、反応器１４の内部のグラッファイト サス
セプター１２に配置される。加工物１０は、適切な支持
装置により又は糸又は針金、たとえばタングステンから
吊下げられることによって反応器の内部に維持される。
サスセプターは反応器１４のまわりに配置されるインダ
クター１８により加熱される。
【００２３】調節回路２０は、サスセプターの内部温度
を示すサーモカップル２２により供給されるシグナルを
受け、そしてそれは、所望する値でサスセプター内部温
度を維持するために、インダクター１８にパワーを与え
る高周波の発生器２４を調節する。
を示すサーモカップル２２により供給されるシグナルを
受け、そしてそれは、所望する値でサスセプター内部温
度を維持するために、インダクター１８にパワーを与え
る高周波の発生器２４を調節する。
【００２４】加工物１０上に所望する蒸着層を与えるガ
スの流れは、その底の端を通してサスセプター中に浸透
する。残留ガスは、反応器１４の内部のサスセプターの
上端から漏れる。反応器は、真空ポンプ２６に連結され
る。液体窒素トラップ装置２８は、濃縮可能な物質を回
収するために真空ポンプに反応器を連結するダクト上に
配置される。真空ポンプ２６の上流の調節器弁３０は、
所望する値で反応器及びサスセプター１２の内部圧力を
維持するように作用する。
スの流れは、その底の端を通してサスセプター中に浸透
する。残留ガスは、反応器１４の内部のサスセプターの
上端から漏れる。反応器は、真空ポンプ２６に連結され
る。液体窒素トラップ装置２８は、濃縮可能な物質を回
収するために真空ポンプに反応器を連結するダクト上に
配置される。真空ポンプ２６の上流の調節器弁３０は、
所望する値で反応器及びサスセプター１２の内部圧力を
維持するように作用する。
【００２５】ガス源は、サスセプター中に注入されるガ
スの流れのための成分を供給する。多くのガス源、たと
えば形成されるべき蒸着層に対応するガス流組成に依存
して使用され、又は使用されない４種の源３２，３４，
３６及び３８が供給され得る。個々の源は、それぞれ自
動的に調節された停止コック４２，４４，４６，又は４
８及びそれぞれの質量流速計器５２，５４，５６又は５
８を含むパイプにより反応器に連結され、そしてそれら
の計器はガス流における成分の相対的割合の制御を可能
にする。
スの流れのための成分を供給する。多くのガス源、たと
えば形成されるべき蒸着層に対応するガス流組成に依存
して使用され、又は使用されない４種の源３２，３４，
３６及び３８が供給され得る。個々の源は、それぞれ自
動的に調節された停止コック４２，４４，４６，又は４
８及びそれぞれの質量流速計器５２，５４，５６又は５
８を含むパイプにより反応器に連結され、そしてそれら
の計器はガス流における成分の相対的割合の制御を可能
にする。
【００２６】次の例においては、次の物質の蒸着層が形
成される：炭化珪素（ＳｉＣ）、硼素（Ｂ）及び炭化硼
素（Ｂ4 Ｃ）。このために、源３２，３４，３６及び３
８は、それぞれ水素（Ｈ2 ）、メタン（ＣＨ4 ）、塩化
硼素（ＢＣｌ3 ）及びメチルトリクロロシラン又はＭＴ
Ｓ（ＣＨ3 ＳｉＣｌ3 ）の源であり、そしてＭＴＳの源
は蒸留器により構成される。
成される：炭化珪素（ＳｉＣ）、硼素（Ｂ）及び炭化硼
素（Ｂ4 Ｃ）。このために、源３２，３４，３６及び３
８は、それぞれ水素（Ｈ2 ）、メタン（ＣＨ4 ）、塩化
硼素（ＢＣｌ3 ）及びメチルトリクロロシラン又はＭＴ
Ｓ（ＣＨ3 ＳｉＣｌ3 ）の源であり、そしてＭＴＳの源
は蒸留器により構成される。
【００２７】上記概略された種類の設置は良く知られて
いる。それは通常、次の通りである。処理されるべき加
工物１０がサスセプター１２に配置された後、反応器１
４の内部体積を排気し、そして必要とされる圧力で水素
により掃去する。サスセプターの加熱を開始し、そして
必要とされる温度に達する場合、形成されるべき蒸着層
に対応するガス流を作り出すガスがサスセプター内に入
れ、そして計器を所望する値に設定する。蒸着層の所望
する厚さに対応する予定された時間の後、ガス流の流入
を止め、加熱を停止し、そしてサスセプターが水素掃去
下で冷却する。大気圧に戻した後、所望する蒸着層によ
り被覆された製品１０を反応器から除く。
いる。それは通常、次の通りである。処理されるべき加
工物１０がサスセプター１２に配置された後、反応器１
４の内部体積を排気し、そして必要とされる圧力で水素
により掃去する。サスセプターの加熱を開始し、そして
必要とされる温度に達する場合、形成されるべき蒸着層
に対応するガス流を作り出すガスがサスセプター内に入
れ、そして計器を所望する値に設定する。蒸着層の所望
する厚さに対応する予定された時間の後、ガス流の流入
を止め、加熱を停止し、そしてサスセプターが水素掃去
下で冷却する。大気圧に戻した後、所望する蒸着層によ
り被覆された製品１０を反応器から除く。
【００２８】いくつかの異なった重ねられた蒸着層が形
成される場合、本発明に従って酸化防止被膜を形成する
場合、良くあることだが、これらの蒸着層は、２つの蒸
着操作間で加工物を除かないで形成され得る。１つの蒸
着層が作られた場合、それはガス流の流入を妨げるのに
十分であり、次の蒸着操作に対応する温度及び圧力にそ
れらを水素掃去下で調整するのに十分であり、そして必
要とされる温度及び圧力に達した場合すぐに、形成され
るべき新しい蒸着層に対応するガス流を流入するのに十
分である。
成される場合、本発明に従って酸化防止被膜を形成する
場合、良くあることだが、これらの蒸着層は、２つの蒸
着操作間で加工物を除かないで形成され得る。１つの蒸
着層が作られた場合、それはガス流の流入を妨げるのに
十分であり、次の蒸着操作に対応する温度及び圧力にそ
れらを水素掃去下で調整するのに十分であり、そして必
要とされる温度及び圧力に達した場合すぐに、形成され
るべき新しい蒸着層に対応するガス流を流入するのに十
分である。
【００２９】
【実施例】例１ ２０mm×１０mm×３mmの寸法を有する３ＤＣ／Ｃ複合材
料の長方形サンプルを使用する。従来の態様で、これら
のサンプルを、強化構造体を形成するために、長方形の
炭素繊維布の層を積重ね、そして縫合することによって
形成し、そしてその強化構造体を、カーボンマトリック
スを形成するために化学的蒸気浸透により強化する。
料の長方形サンプルを使用する。従来の態様で、これら
のサンプルを、強化構造体を形成するために、長方形の
炭素繊維布の層を積重ね、そして縫合することによって
形成し、そしてその強化構造体を、カーボンマトリック
スを形成するために化学的蒸気浸透により強化する。
【００３０】サンプルは、ＳｉＣの内層、Ｂ4 Ｃの中間
層及びＳｉＣの外層の連続的化学的蒸着による酸化防止
被膜を供給される。
層及びＳｉＣの外層の連続的化学的蒸着による酸化防止
被膜を供給される。
【００３１】ＳｉＣの内層は、ＭＴＳ及びＨ2 の混合物
により構成されるガスの流れから得られ、サスセプター
の温度は１０５０℃であり、そして圧力は３００トル
（約４×１０4 Ｎ／ｍ2 ）である。ＭＴＳ及びＨ2 の流
速は、約１：１０の割合で存在する。蒸着は、所望する
厚さに達するまで続けられる。
により構成されるガスの流れから得られ、サスセプター
の温度は１０５０℃であり、そして圧力は３００トル
（約４×１０4 Ｎ／ｍ2 ）である。ＭＴＳ及びＨ2 の流
速は、約１：１０の割合で存在する。蒸着は、所望する
厚さに達するまで続けられる。
【００３２】Ｂ4 Ｃの中間層は、ＣＨ4 ，Ｈ2 及びＢＣ
ｌ3 の混合物により構成されるガス流から得られ、そし
て温度及び圧力は９７５℃及び３００トル（約４×１０
4 Ｎ／ｍ2 ）である。ＣＨ4 ，Ｈ2 及びＢＣｌ3 の流速
の割合は、それぞれ約１：１２及び１：３．２である。
蒸着は、所望する厚さに達するまで続けられる。
ｌ3 の混合物により構成されるガス流から得られ、そし
て温度及び圧力は９７５℃及び３００トル（約４×１０
4 Ｎ／ｍ2 ）である。ＣＨ4 ，Ｈ2 及びＢＣｌ3 の流速
の割合は、それぞれ約１：１２及び１：３．２である。
蒸着は、所望する厚さに達するまで続けられる。
【００３３】ＳｉＣの外層は、内層と同じ手段で形成さ
れる。酸化防止保護の効果を、処理されたサンプルを空
気中において高温で酸化サイクルにゆだね、そしてサン
プルの質量ｄｍ／ｍの相対的変化を測定することによっ
て評価し、そして質量の損失は、炭素が酸化により失わ
れたことを示す。
れる。酸化防止保護の効果を、処理されたサンプルを空
気中において高温で酸化サイクルにゆだね、そしてサン
プルの質量ｄｍ／ｍの相対的変化を測定することによっ
て評価し、そして質量の損失は、炭素が酸化により失わ
れたことを示す。
【００３４】下記表１は、種々の酸化処理にゆだねられ
た、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内層、Ｂ4 Ｃの１
０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの６０ミクロンの
厚さの外層により被覆されたサンプルを用いて得られた
結果を与える。比較の手段によれば、ＳｉＣの単層によ
り被覆されたサンプルを用いて得られた結果がまた与え
られる。
た、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内層、Ｂ4 Ｃの１
０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの６０ミクロンの
厚さの外層により被覆されたサンプルを用いて得られた
結果を与える。比較の手段によれば、ＳｉＣの単層によ
り被覆されたサンプルを用いて得られた結果がまた与え
られる。
【００３５】
【表１】
【００３６】図２の曲線は、８５０℃で空気中における
酸化処理の間、時間の関数としての質量の相対的変化を
示す。酸化処理は、温度を８５０℃に上昇せしめ、続く
初めの６時間の間、１時間当たり１度周囲温度に冷却
し、そして次に初めの６０時間の最後まで、６時間ごと
に１度周囲温度に冷却することによって周期的に行なわ
れる。曲線Ｉは、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内
層、Ｂ4 Ｃの１０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの
６０ミクロンの厚さの外層により被覆されたサンプルに
関する。曲線IIは、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内
層、Ｂ4 Ｃの４０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの
６０ミクロンの厚さの外層により被覆されたサンプルの
ための相対的質量変化の類似する測定の結果を示す。曲
線III は、ＳｉＣの６０ミクロンの厚さの内層、Ｂ4 Ｃ
の１０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの６０ミクロ
ンの厚さの外層により被覆されたサンプルのための類似
する測定の結果を示す。比較手段によれば、図２におけ
る曲線IV及びＶは、それぞれ６０ミクロンの厚さ又は８
０ミクロンの厚さであるＳｉＣの外層により被覆され
る、それぞれ６０ミクロンの厚さ又は２０ミクロンの厚
さの層により構成される、従来技術の酸化防止保護膜に
より被覆される類似する３ＤＣ／Ｃサンプルに対して行
なわれた同じ測定の結果を示す。
酸化処理の間、時間の関数としての質量の相対的変化を
示す。酸化処理は、温度を８５０℃に上昇せしめ、続く
初めの６時間の間、１時間当たり１度周囲温度に冷却
し、そして次に初めの６０時間の最後まで、６時間ごと
に１度周囲温度に冷却することによって周期的に行なわ
れる。曲線Ｉは、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内
層、Ｂ4 Ｃの１０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの
６０ミクロンの厚さの外層により被覆されたサンプルに
関する。曲線IIは、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内
層、Ｂ4 Ｃの４０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの
６０ミクロンの厚さの外層により被覆されたサンプルの
ための相対的質量変化の類似する測定の結果を示す。曲
線III は、ＳｉＣの６０ミクロンの厚さの内層、Ｂ4 Ｃ
の１０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの６０ミクロ
ンの厚さの外層により被覆されたサンプルのための類似
する測定の結果を示す。比較手段によれば、図２におけ
る曲線IV及びＶは、それぞれ６０ミクロンの厚さ又は８
０ミクロンの厚さであるＳｉＣの外層により被覆され
る、それぞれ６０ミクロンの厚さ又は２０ミクロンの厚
さの層により構成される、従来技術の酸化防止保護膜に
より被覆される類似する３ＤＣ／Ｃサンプルに対して行
なわれた同じ測定の結果を示す。
【００３７】図３おける曲線VI〜XII は、酸化防止被膜
により供給される３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプルに対する
１３００℃での空気中における周期的な酸化処理に関す
る時間の関数としての相対的質量の変化を示す。これら
の被膜の組成は、種々の曲線に対応する種々のサンプル
のために下記表２に与えられる。
により供給される３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプルに対する
１３００℃での空気中における周期的な酸化処理に関す
る時間の関数としての相対的質量の変化を示す。これら
の被膜の組成は、種々の曲線に対応する種々のサンプル
のために下記表２に与えられる。
【００３８】
【表２】
【００３９】図４の曲線XIII，XIV 及びXVは、次の酸化
防止被膜により供給される３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプル
に対する１５００℃での空気中における周期的な酸化処
理に関する時間の関数としての相対的質量の変化を示
す：曲線XIIIに関しては、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚
さの内層、Ｂ4 Ｃの１０ミクロンの厚さの中間層及びＳ
ｉＣの６０ミクロンの厚さの外層；曲線XIV に関して
は、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内層、Ｂ4 Ｃの４
０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの６０ミクロンの
厚さの外層；及び曲線XVに関しては、ＳｉＣの１６０ミ
クロンの厚さの単一層。
防止被膜により供給される３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプル
に対する１５００℃での空気中における周期的な酸化処
理に関する時間の関数としての相対的質量の変化を示
す：曲線XIIIに関しては、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚
さの内層、Ｂ4 Ｃの１０ミクロンの厚さの中間層及びＳ
ｉＣの６０ミクロンの厚さの外層；曲線XIV に関して
は、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内層、Ｂ4 Ｃの４
０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの６０ミクロンの
厚さの外層；及び曲線XVに関しては、ＳｉＣの１６０ミ
クロンの厚さの単一層。
【００４０】表１及び図２〜４の曲線は、本発明に従っ
て保護されたサンプルの卓越した酸化挙動性を示す（低
い質量損失）。同じ結論に、曲線VI，VII 及びVIIIと曲
線Ｘ及びXIとを比較して達する。
て保護されたサンプルの卓越した酸化挙動性を示す（低
い質量損失）。同じ結論に、曲線VI，VII 及びVIIIと曲
線Ｘ及びXIとを比較して達する。
【００４１】曲線III 及びVIIIは、ＳｉＣの内層が、そ
れが少なくとも６０ミクロンの厚さで存在するまで、そ
の機能を行ない始めないことを示しているように思われ
る。曲線Ｉ，II，VI及びVIIIから及び酸化の長い期間に
関して、６０ミクロン以上の最小の厚さ、すなわち約１
２０ミクロンを有することがさらに好ましいように思え
る。曲線IXは、ＳｉＣの３０ミクロンの厚さの内層が良
好な結果を生成しないことを示す。
れが少なくとも６０ミクロンの厚さで存在するまで、そ
の機能を行ない始めないことを示しているように思われ
る。曲線Ｉ，II，VI及びVIIIから及び酸化の長い期間に
関して、６０ミクロン以上の最小の厚さ、すなわち約１
２０ミクロンを有することがさらに好ましいように思え
る。曲線IXは、ＳｉＣの３０ミクロンの厚さの内層が良
好な結果を生成しないことを示す。
【００４２】単一の１２０ミクロンの厚さのＳｉＣ層に
より構成される従来技術の保護皮膜に対応する曲線XII
及びXVは、本発明のＳｉＣ−Ｂ4 Ｃ−ＳｉＣの組合せに
より得られる結果と同じでない結果を示す。
より構成される従来技術の保護皮膜に対応する曲線XII
及びXVは、本発明のＳｉＣ−Ｂ4 Ｃ−ＳｉＣの組合せに
より得られる結果と同じでない結果を示す。
【００４３】本発明の方法は、種々の異なった温度で効
果的な酸化防止保護性を提供することがまた観察され得
る。これは、図５に見られ得、ここで曲線XVI 〜XIX
は、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内層、Ｂ4 Ｃの４
０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの６０ミクロンの
厚さの外層により形成された被膜により保護された上記
３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプルに対する、それぞれ４５０
℃，８５０℃，１３００℃及び１５００℃での空気中で
の周期的な酸化処理の間に得られる結果を示す（曲線XV
III 及びXIX は、それぞれ曲線II及びXIV と同一であ
る）。
果的な酸化防止保護性を提供することがまた観察され得
る。これは、図５に見られ得、ここで曲線XVI 〜XIX
は、ＳｉＣの１２０ミクロンの厚さの内層、Ｂ4 Ｃの４
０ミクロンの厚さの中間層及びＳｉＣの６０ミクロンの
厚さの外層により形成された被膜により保護された上記
３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプルに対する、それぞれ４５０
℃，８５０℃，１３００℃及び１５００℃での空気中で
の周期的な酸化処理の間に得られる結果を示す（曲線XV
III 及びXIX は、それぞれ曲線II及びXIV と同一であ
る）。
【００４４】例２ 直径２５mm及び厚さ５mmの３ＤＣ／Ｃ複合材料の円柱状
サンプルを用い、ここでこのサンプルは、積重ねられ、
そして縫合されるディスクの形での炭素布の層により構
成される強化表面組織内を化学的炭素蒸気浸透法を用い
ての強化により得られる。
サンプルを用い、ここでこのサンプルは、積重ねられ、
そして縫合されるディスクの形での炭素布の層により構
成される強化表面組織内を化学的炭素蒸気浸透法を用い
ての強化により得られる。
【００４５】サンプルは、例１におけるように酸化防止
保護を提供され、そしてＳｉＣ内層、Ｂ4 Ｃ中間層及び
ＳｉＣ外層の厚さは、それぞれ１２０ミクロン、１０ミ
クロン及び６０ミクロンである。
保護を提供され、そしてＳｉＣ内層、Ｂ4 Ｃ中間層及び
ＳｉＣ外層の厚さは、それぞれ１２０ミクロン、１０ミ
クロン及び６０ミクロンである。
【００４６】１３００℃での空気中で６０時間、及び次
に１５００℃での空気中で６０時間の周期的な酸化処理
の後、測定された相対的質量損失はたった０．９％であ
る。
に１５００℃での空気中で６０時間の周期的な酸化処理
の後、測定された相対的質量損失はたった０．９％であ
る。
【００４７】例３ ２０mm×１０mm×２mmの寸法を有する長方形の形の２Ｄ
Ｃ／ＳｉＣの複合材料サンプルを用いた。これらのサン
プルは、炭素の２Ｄ繊維表面組織を形成し（炭素布のい
くつかの層を積重ねる）、そして次にＳｉＣの化学的蒸
気浸透法による強化により得られる。
Ｃ／ＳｉＣの複合材料サンプルを用いた。これらのサン
プルは、炭素の２Ｄ繊維表面組織を形成し（炭素布のい
くつかの層を積重ねる）、そして次にＳｉＣの化学的蒸
気浸透法による強化により得られる。
【００４８】サンプルは、例１におけるように酸化防止
保護を提供される。下記表３は、異なった厚さの保護層
のサンプルの周期的な酸化処理の後に得られた結果を示
す。比較によれば、試験は、サンプルの表面上にＳｉＣ
の１８５ミクロンの厚さの単層及びその縁上にＳｉＣの
５０ミクロンの厚さの層により構成される酸化防止被膜
により供給されるサンプルに対して行なわれた。
保護を提供される。下記表３は、異なった厚さの保護層
のサンプルの周期的な酸化処理の後に得られた結果を示
す。比較によれば、試験は、サンプルの表面上にＳｉＣ
の１８５ミクロンの厚さの単層及びその縁上にＳｉＣの
５０ミクロンの厚さの層により構成される酸化防止被膜
により供給されるサンプルに対して行なわれた。
【００４９】
【表３】
【００５０】ＳｉＣ内層のために与えられる厚さは、炭
素布の層の外部上に蒸着されるＳｉＣの合計の厚さであ
る。ＳｉＣ−Ｂ4 Ｃ−ＳｉＣ被膜により得られる結果
は、Ｃ／Ｃ複合材料に対して得られた結果と実質的に同
じ程度のものであり、そしてそれらはＳｉＣ単一被膜を
用いて得られた結果よりも相当に良好である。
素布の層の外部上に蒸着されるＳｉＣの合計の厚さであ
る。ＳｉＣ−Ｂ4 Ｃ−ＳｉＣ被膜により得られる結果
は、Ｃ／Ｃ複合材料に対して得られた結果と実質的に同
じ程度のものであり、そしてそれらはＳｉＣ単一被膜を
用いて得られた結果よりも相当に良好である。
【００５１】例４ 円柱状の２ＤＣ／ＳｉＣ複合材料サンプルを使用し、こ
こでこれは直径２５mm及び厚さ２．５mmの寸法を有し、
そして炭素布のディスクを積重ね、そして次に化学的な
ＳｉＣ蒸気浸透法により得られる。サンプルは、例１に
おけるようにして酸化防止保護膜により供給される。下
記表４は、種々の厚さの保護層に関する周期的な酸化処
理の後に得られる結果を示す。
こでこれは直径２５mm及び厚さ２．５mmの寸法を有し、
そして炭素布のディスクを積重ね、そして次に化学的な
ＳｉＣ蒸気浸透法により得られる。サンプルは、例１に
おけるようにして酸化防止保護膜により供給される。下
記表４は、種々の厚さの保護層に関する周期的な酸化処
理の後に得られる結果を示す。
【００５２】
【表４】
【００５３】結果は、３ＤＣ／Ｃサンプルを用いて得ら
れた結果と同じである。ＳｉＣ内層の厚さは、炭素布の
層の外部に蒸着されるＳｉＣの合計の厚さであることが
再び観察される。
れた結果と同じである。ＳｉＣ内層の厚さは、炭素布の
層の外部に蒸着されるＳｉＣの合計の厚さであることが
再び観察される。
【００５４】例５ ３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプル（例１のサンプルと同一で
ある）を用いる。サンプルは、連続的に次の層を化学的
蒸着することによって得られる酸化防止被膜を供給され
る：ＳｉＣ内層、Ｂ中間層及びＳｉＣ外層。
ある）を用いる。サンプルは、連続的に次の層を化学的
蒸着することによって得られる酸化防止被膜を供給され
る：ＳｉＣ内層、Ｂ中間層及びＳｉＣ外層。
【００５５】ＳｉＣ層は、例１におけるようにして形成
される。Ｂ中間層は、ＢＣｌ3 及びＨ2 の混合物により
構成されるガス流から得られ、そしてサスセプターの温
度は９５０℃であり、そして圧力は３００トル（約４×
１０4 Ｎ／ｍ2 ）である。ＢＣｌ3 及びＨ2 の流速の割
合は、約１：２２である。蒸着は、所望する厚さに達す
るまで続けられる。次の表５は、種々の厚さの保護層の
ために得られた周期的な酸化試験の結果を与える。
される。Ｂ中間層は、ＢＣｌ3 及びＨ2 の混合物により
構成されるガス流から得られ、そしてサスセプターの温
度は９５０℃であり、そして圧力は３００トル（約４×
１０4 Ｎ／ｍ2 ）である。ＢＣｌ3 及びＨ2 の流速の割
合は、約１：２２である。蒸着は、所望する厚さに達す
るまで続けられる。次の表５は、種々の厚さの保護層の
ために得られた周期的な酸化試験の結果を与える。
【００５６】
【表５】 ＊：プレストレスは、支持体：低部の表面上での２つの
支持点上での３点曲げにより達成され、そして力は、そ
の２つの支持点間の上部表面の中間上に及ぼされる。
支持点上での３点曲げにより達成され、そして力は、そ
の２つの支持点間の上部表面の中間上に及ぼされる。
【００５７】表は、卓越した結果が本発明の方法により
得られることを示す。質量における少しの正の変化は、
それぞれＳｉＯ2 及びＢ2 Ｏ3 に酸化されるＳｉＣ及び
Ｂにより説明され得る。
得られることを示す。質量における少しの正の変化は、
それぞれＳｉＯ2 及びＢ2 Ｏ3 に酸化されるＳｉＣ及び
Ｂにより説明され得る。
【００５８】図４における曲線XXは、ＳｉＣの１２０ミ
クロンの厚さの内層、Ｂの８ミクロンの厚さの中間層及
びＳｉＣの６０ミクロンの厚さの外層により構成される
被膜により供給される３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプルに対
して行なわれる１５００℃での周期的な酸化処理の間、
時間の関数としての質量の変化を示す。その材料は卓越
した性能を有することが見出され得る。
クロンの厚さの内層、Ｂの８ミクロンの厚さの中間層及
びＳｉＣの６０ミクロンの厚さの外層により構成される
被膜により供給される３ＤＣ／Ｃ複合材料サンプルに対
して行なわれる１５００℃での周期的な酸化処理の間、
時間の関数としての質量の変化を示す。その材料は卓越
した性能を有することが見出され得る。
【００５９】図６における曲線XXI 及びXXIIは、それぞ
れ１２０ミクロンのＳｉＣ内層−８ミクロンのＢ中間層
−６０ミクロンのＳｉＣ外層；及び１２０ミクロンのＳ
ｉＣ内層−４ミクロンのＢ中間層−３０ミクロンのＳｉ
Ｃ外層から成る被膜により供給された３ＤＣ／Ｃ複合材
料サンプルに対して行なわれた処理による、時間の関数
としての質量の損失を示す。行なわれた処理は、それぞ
れ次の５段階を含んで成る：（ａ）１３００℃で６０時
間の等温酸化、（ｂ）１５００℃で６０時間の等温酸
化、（ｃ）１つの表面上を８０MPa でプレストレスした
後（３点曲げ）、１３００℃で７時間の等温酸化、
（ｄ）１５００℃で４０時間の等温酸化及び（ｅ）サン
プルの他の表面上を８０MPaのプレストレスした後、１
５００℃で８時間の等温酸化。このプレストレスは、材
料の初期破断応力の約３５％である。
れ１２０ミクロンのＳｉＣ内層−８ミクロンのＢ中間層
−６０ミクロンのＳｉＣ外層；及び１２０ミクロンのＳ
ｉＣ内層−４ミクロンのＢ中間層−３０ミクロンのＳｉ
Ｃ外層から成る被膜により供給された３ＤＣ／Ｃ複合材
料サンプルに対して行なわれた処理による、時間の関数
としての質量の損失を示す。行なわれた処理は、それぞ
れ次の５段階を含んで成る：（ａ）１３００℃で６０時
間の等温酸化、（ｂ）１５００℃で６０時間の等温酸
化、（ｃ）１つの表面上を８０MPa でプレストレスした
後（３点曲げ）、１３００℃で７時間の等温酸化、
（ｄ）１５００℃で４０時間の等温酸化及び（ｅ）サン
プルの他の表面上を８０MPaのプレストレスした後、１
５００℃で８時間の等温酸化。このプレストレスは、材
料の初期破断応力の約３５％である。
【００６０】曲線XXI 及びXXIIは、卓越した保護性が、
割れ生成プレストレスにもかかわらず、１５００℃ま
で、ＳｉＣ−Ｂ−ＳｉＣ組合せにより付与される。
割れ生成プレストレスにもかかわらず、１５００℃ま
で、ＳｉＣ−Ｂ−ＳｉＣ組合せにより付与される。
【００６１】例６ 例３のサンプルと同一の長方形の２ＤＣ／ＳｉＣ複合材
料サンプルが、用いられる。これらのサンプルは、例５
におけるように、ＳｉＣ−Ｂ−ＳｉＣ保護を提供され
る。表６は、種々の厚さの保護層のために得られた周期
的な酸化試験の結果を示す。
料サンプルが、用いられる。これらのサンプルは、例５
におけるように、ＳｉＣ−Ｂ−ＳｉＣ保護を提供され
る。表６は、種々の厚さの保護層のために得られた周期
的な酸化試験の結果を示す。
【００６２】
【表６】 ＊：３点曲げプレストレス。Ｂの中間層を用いて得られ
た結果は、Ｂ4 Ｃの中間層を用いて得られた結果よりも
わずかに良好であると思われる。
た結果は、Ｂ4 Ｃの中間層を用いて得られた結果よりも
わずかに良好であると思われる。
【００６３】上記例においては、使用される複合材料
は、３ＤＣ／Ｃタイプ及び２ＤＣ／ＳｉＣタイプのもの
である。本発明の方法は、特定の複合材料に制限されな
い。それは、炭素含有複合材料、特にＣ／Ｃタイプの複
合材料、Ｃ／セラミックタイプの複合材料及びセラミッ
ク／セラミックタイプの複合材料のいづれかに適用さ
れ、ここで強化表面組織は、２Ｄタイプ又は３Ｄタイプ
のいづれかである。
は、３ＤＣ／Ｃタイプ及び２ＤＣ／ＳｉＣタイプのもの
である。本発明の方法は、特定の複合材料に制限されな
い。それは、炭素含有複合材料、特にＣ／Ｃタイプの複
合材料、Ｃ／セラミックタイプの複合材料及びセラミッ
ク／セラミックタイプの複合材料のいづれかに適用さ
れ、ここで強化表面組織は、２Ｄタイプ又は３Ｄタイプ
のいづれかである。
【図１】これは、本発明に従って行なわれる酸化防止保
護蒸着を可能にする設置を示す。
護蒸着を可能にする設置を示す。
【図２】これは、複合材料から製造され、そして酸化防
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
【図３】これは、複合材料から製造され、そして酸化防
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
【図４】これは、複合材料から製造され、そして酸化防
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
【図５】これは、複合材料から製造され、そして酸化防
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
【図６】これは、複合材料から製造され、そして酸化防
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
止保護性を付与された加工物に関する酸化処理の間の関
数としての質量損失の変化を示すグラフである。
１０…加工物 １２…サスセプター １４…反応器 １８…インダクター ２０…調節回路 ２４…高周波発生器 ２６…真空ポンプ ２８…トラップ装置 ３０…調節器弁 ３２，３４，３６，３８…ガス源 ４２，４４，４６，４８…停止コック ５２，５４，５６，５８…質量流速計器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エンリ タビル フランス国，33110 ル ブスカ，アブ ニュ レオン ブルーム 34 (72)発明者 ジャン−クロード カバリエール フランス国，33290 ル ピアン メド ック，シェミ モリニエール ルエン （番地なし) (56)参考文献 特公 昭63−39547（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (7)
- 【請求項１】 炭素を含む複合材料に酸化防止保護を提
供するための方法であって、複合材料上に内層、硼素又
は硼素化合物を含む中間層及び炭化珪素の外層を形成す
ることを含んで成り、ここで中間層の前に複合材料上に
形成される内層が形成され、硼素を含まず、そして少な
くとも６０ミクロンの厚さである耐熱性カーバイドから
製造され、前記内層が複合材料に含まれる炭素から中間
層を隔離することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記内層のための材料が炭化珪素、炭化
ジルコニウム及び炭化ハフニウムから選択されたカーバ
イドである請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記中間層のための材料が炭化硼素及び
硼素元素から選択される請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記内層、中間層及び外層が化学的蒸着
によりすべて形成される請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 炭素を含み、そして内層、硼素又は硼素
化合物を含む中間層及び炭化珪素の外層を含んで成る酸
化防止保護被膜を提供する複合材料であって、前記内層
が、硼素を含まず、そして少なくとも６０ミクロンの厚
さである耐熱性カーバイドから製造され、前記内層が複
合材料に含まれる炭素から硼素又は硼素化合物を含む中
間層を隔離することを特徴とする複合材料。 - 【請求項６】 前記内層が、炭化珪素、炭化ジルコニウ
ム及び炭化ハフニウムから選択されたカーバイドである
請求項５記載の複合材料。 - 【請求項７】 前記中間層が炭化硼素及び硼素元素から
選択された材料から製造される請求項５記載の複合材
料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9013319A FR2668480B1 (fr) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Procede pour la protection anti-oxydation d'un materiau composite contenant du carbone, et materiau ainsi protege. |
| FR9013319 | 1990-10-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04263076A JPH04263076A (ja) | 1992-09-18 |
| JP2584921B2 true JP2584921B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=9401612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3281628A Expired - Fee Related JP2584921B2 (ja) | 1990-10-26 | 1991-10-28 | 炭素を含む複合材料に酸化防止保護を提供するための方法及びそれにより保護される材料 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5194330A (ja) |
| EP (1) | EP0486347B1 (ja) |
| JP (1) | JP2584921B2 (ja) |
| CA (1) | CA2054257C (ja) |
| DE (1) | DE69107282T2 (ja) |
| FR (1) | FR2668480B1 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2131288C (en) * | 1992-04-01 | 1998-01-20 | Jainagesh A. Sekhar | Prevention of oxidation of carbonaceous and other materials at high temperatures |
| US5364513A (en) * | 1992-06-12 | 1994-11-15 | Moltech Invent S.A. | Electrochemical cell component or other material having oxidation preventive coating |
| US6001236A (en) | 1992-04-01 | 1999-12-14 | Moltech Invent S.A. | Application of refractory borides to protect carbon-containing components of aluminium production cells |
| US5651874A (en) | 1993-05-28 | 1997-07-29 | Moltech Invent S.A. | Method for production of aluminum utilizing protected carbon-containing components |
| US5304031A (en) * | 1993-02-25 | 1994-04-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Outer air seal for a gas turbine engine |
| US5486278A (en) * | 1993-06-02 | 1996-01-23 | Moltech Invent S.A. | Treating prebaked carbon components for aluminum production, the treated components thereof, and the components use in an electrolytic cell |
| WO1996007773A1 (en) | 1994-09-08 | 1996-03-14 | Moltech Invent S.A. | Aluminium electrowinning cell with improved carbon cathode blocks |
| US5753163A (en) | 1995-08-28 | 1998-05-19 | Moltech. Invent S.A. | Production of bodies of refractory borides |
| US6284357B1 (en) | 1995-09-08 | 2001-09-04 | Georgia Tech Research Corp. | Laminated matrix composites |
| US5753382A (en) * | 1996-01-10 | 1998-05-19 | Moltech Invent S.A. | Carbon bodies resistant to deterioration by oxidizing gases |
| US6485791B1 (en) | 2000-04-06 | 2002-11-26 | Bangalore A. Nagaraj | Method for improving the performance of oxidizable ceramic materials in oxidizing environments |
| US6607852B2 (en) | 2001-06-27 | 2003-08-19 | General Electric Company | Environmental/thermal barrier coating system with silica diffusion barrier layer |
| US20030233977A1 (en) * | 2002-06-20 | 2003-12-25 | Yeshwanth Narendar | Method for forming semiconductor processing components |
| US6881262B1 (en) | 2002-12-23 | 2005-04-19 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Methods for forming high purity components and components formed thereby |
| KR100520436B1 (ko) * | 2003-01-30 | 2005-10-11 | 한국과학기술원 | 탄소/탄소 복합재료의 내산화 복합코팅방법 |
| US6825123B2 (en) * | 2003-04-15 | 2004-11-30 | Saint-Goban Ceramics & Plastics, Inc. | Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby |
| US7501370B2 (en) * | 2004-01-06 | 2009-03-10 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | High purity silicon carbide wafer boats |
| US8058174B2 (en) * | 2007-12-20 | 2011-11-15 | Coorstek, Inc. | Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby |
| DE102008019495B4 (de) | 2008-04-17 | 2010-05-12 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit eines porösen, kohlenstoffhaltigen Substrats, Verfahren zur Herstellung eines Infiltrationsmaterials und oxidationsbeständiges Substrat |
| FR2936088B1 (fr) * | 2008-09-18 | 2011-01-07 | Commissariat Energie Atomique | Gaine de combustible nucleaire a haute conductivite thermique et son procede de fabrication. |
| WO2011049938A2 (en) * | 2009-10-20 | 2011-04-28 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Microelectronic processing component having a corrosion-resistant layer, microelectronic workpiece processing apparatus incorporating same, and method of forming an article having the corrosion-resistant layer |
| US8986845B2 (en) * | 2011-07-22 | 2015-03-24 | United Technologies Corporation | Ceramic composite article having laminar ceramic matrix |
| CN105175028A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种耐高温抗热震SiC/B4C复合涂层及其制备方法 |
| FR3067026A1 (fr) | 2017-05-31 | 2018-12-07 | Lionel Gerard Vandenbulcke | Composite a matrice ceramique resistant a la corrosion et procede de fabrication |
| CN111606724A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-01 | 中钢南京环境工程技术研究院有限公司 | 一种碳化硅制品表面用耐火涂料 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE936738C (de) * | 1952-10-14 | 1956-03-01 | Carborundum Co | Feuerfester Koerper aus Siliziumcarbid und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US3895084A (en) * | 1972-03-28 | 1975-07-15 | Ducommun Inc | Fiber reinforced composite product |
| FR2401888A1 (fr) * | 1977-09-06 | 1979-03-30 | Europ Propulsion | Piece poreuse carbonee densifiee in situ par depot chimique en phase vapeur de materiaux refractaires autres que le carbone et procede de fabrication |
| US4268582A (en) * | 1979-03-02 | 1981-05-19 | General Electric Company | Boride coated cemented carbide |
| US4481257A (en) * | 1979-11-26 | 1984-11-06 | Avco Corporation | Boron coated silicon carbide filaments |
| FR2520352B1 (fr) * | 1982-01-22 | 1986-04-25 | Europ Propulsion | Structure composite de type refractaire-refractaire et son procede de fabrication |
| US4425407A (en) * | 1982-06-24 | 1984-01-10 | United Technologies Corporation | CVD SiC pretreatment for carbon-carbon composites |
| US4476178A (en) * | 1982-06-24 | 1984-10-09 | United Technologies Corporation | Composite silicon carbide coatings for carbon-carbon materials |
| US4476164A (en) * | 1982-06-24 | 1984-10-09 | United Technologies Corporation | Deposition of improved SiC coatings on carbon-base materials |
| US4668579A (en) * | 1984-02-01 | 1987-05-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Interstitially protected oxidation resistant carbon-carbon composite |
| FR2567874B1 (fr) * | 1984-07-20 | 1987-01-02 | Europ Propulsion | Procede de fabrication d'un materiau composite a renfort fibreux refractaire et matrice ceramique, et structure telle qu'obtenue par ce procede |
| CA1258409A (en) * | 1984-09-24 | 1989-08-15 | Robert A. Holzl | Oxidation resistant carbon body and method for making same |
| JPH0763314B2 (ja) * | 1986-08-06 | 1995-07-12 | 加茂 恵子 | 人参エキス入り茶の製造方法 |
| US5079195A (en) * | 1988-01-15 | 1992-01-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Method of preparing refractory silicon carbide composites and coatings |
| US4868056A (en) * | 1988-02-01 | 1989-09-19 | Avco Corporation | Oxygen protection system for carbon |
| US4863798A (en) * | 1988-07-21 | 1989-09-05 | Refractory Composites, Inc. | Refractory composite material and method of making such material |
| FR2635773B1 (fr) * | 1988-08-31 | 1992-02-14 | Aerospatiale | Materiau composite a fibres de renforcement en carbone et son procede de fabrication |
| JPH0291270A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-30 | Kawasaki Steel Corp | 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法 |
| JPH03199172A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆炭素繊維強化複合材料 |
-
1990
- 1990-10-26 FR FR9013319A patent/FR2668480B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-10-24 DE DE69107282T patent/DE69107282T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-24 EP EP91402844A patent/EP0486347B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-25 US US07/782,585 patent/US5194330A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-25 CA CA002054257A patent/CA2054257C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-28 JP JP3281628A patent/JP2584921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2668480A1 (fr) | 1992-04-30 |
| DE69107282D1 (de) | 1995-03-23 |
| EP0486347A1 (fr) | 1992-05-20 |
| US5194330A (en) | 1993-03-16 |
| EP0486347B1 (fr) | 1995-02-08 |
| CA2054257C (en) | 2000-12-19 |
| CA2054257A1 (en) | 1992-04-27 |
| DE69107282T2 (de) | 1995-09-21 |
| JPH04263076A (ja) | 1992-09-18 |
| FR2668480B1 (fr) | 1993-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2584921B2 (ja) | 炭素を含む複合材料に酸化防止保護を提供するための方法及びそれにより保護される材料 | |
| JP2721765B2 (ja) | 耐食性の耐火性複合材料の製造方法 | |
| JP4046350B2 (ja) | 自己修復マトリックスにより酸化から保護された複合材料、及びその製造方法 | |
| US5051300A (en) | Composite material with carbon reinforcing fibers and its production process | |
| US5738951A (en) | Method of manufacturing a composite material with lamellar interphase between reinforcing fibers and matrix, and material obtained | |
| US4976899A (en) | Process for the production of a composite material with matrix and reinforcing fibers of carbon | |
| EP0798281A2 (en) | Ceramic matrix composite and method of manufacturing the same | |
| US8986845B2 (en) | Ceramic composite article having laminar ceramic matrix | |
| US20030215625A1 (en) | Coatings and method for protecting carbon-containing components from oxidation | |
| JP2000515840A (ja) | 炭素繊維もしくは炭素で被覆された繊維から成る補強材を有する耐酸化性の向上した高温複合材料 | |
| KR20070053129A (ko) | 다층의 질화 붕소/질화 규소 섬유 피복 | |
| Luan et al. | Wet oxidation behavior of SiC/(SiC‐SiBCN) x composites prepared by CVI combined with PIOP process | |
| US5352494A (en) | Process for the production of a composite material protected against oxidation and material obtained by this process | |
| Dugne et al. | Interface characterization by TEM, AES and SIMS in tough SiC (ex-PCS) fibre-SiC (CVI) matrix composites with a BN interphase | |
| US5284685A (en) | Composite material with carbon reinforced fibers and its production | |
| IE913637A1 (en) | Carbon-containing composite material part protected against oxidation and its production process | |
| EP0221764A2 (en) | Metal-oxide coating for carbonaceous fibers | |
| JP2939470B2 (ja) | 核燃料の製造方法 | |
| LSSCGGAAAS00S00S | United States Patent po [11] Patent Numb 5,194,330 | |
| JP2000044359A (ja) | 酸化に対する向上した耐性を有するタイプの炭素／炭素の複合材料 | |
| JPH0789777A (ja) | 繊維状強化材とガラス、ガラス−セラミック又はセラミックマトリックスとを有する複合材料の酸化安定性を向上させる方法 | |
| Naslain | Processing of non-oxide ceramic matrix composites: an overview | |
| JP3060589B2 (ja) | 高温耐熱強度部材 | |
| JPH04286636A (ja) | 高温耐熱強度部材 | |
| NASLAIN et al. | Laboratoire des Composites Thermostructuraux (LCTS), Université |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071121 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |