JP2904501B2 - 放射線照射による高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法 - Google Patents
放射線照射による高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法Info
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- JP2904501B2 JP2904501B2 JP1081305A JP8130589A JP2904501B2 JP 2904501 B2 JP2904501 B2 JP 2904501B2 JP 1081305 A JP1081305 A JP 1081305A JP 8130589 A JP8130589 A JP 8130589A JP 2904501 B2 JP2904501 B2 JP 2904501B2
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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、有機ケイ素ポリマーを溶融紡止し、放射線
照射によって不融化し、更にセラミックス化することに
より高性能ケイ素系セラミック繊維を製造する方法に関
する。
照射によって不融化し、更にセラミックス化することに
より高性能ケイ素系セラミック繊維を製造する方法に関
する。
（従来の技術） 従来、有機ケイ素ポリマーからセラミック繊維を製造
するには、有機ケイ素ポリマーを溶融紡糸し、これを熱
酸化によって不融化した後にセラミックス化するか、或
いは放射線照射によって不融化した後にセラミックス化
することによって行われていた。
するには、有機ケイ素ポリマーを溶融紡糸し、これを熱
酸化によって不融化した後にセラミックス化するか、或
いは放射線照射によって不融化した後にセラミックス化
することによって行われていた。
（発明が解決しようとする課題） 有機ケイ素ポリマーからセラミック繊維の製造方法に
おいて、熱酸化による不融化の際にポリマー繊維中に大
量の酸素が導入され、セラミックス化により得られたセ
ラミック繊維が1300℃以上の高温で急激に強度低下をも
たらす原因となっている。又放射線照射による架橋反応
を利用した場合においても安定なラジカルが生成するた
めに、空気中に曝した場合、かなりの酸素が導入され、
1300℃以上の高温での強度低下をもたらす原因になって
いる。従って放射線照射後、不活性ガス雰囲気中で焼成
する方法は、非常に重要な、必要な方法である。このこ
とは同じ発明者による別件の特許出願「放射線照射を用
いた高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法」で既に
述べたとおりである。
おいて、熱酸化による不融化の際にポリマー繊維中に大
量の酸素が導入され、セラミックス化により得られたセ
ラミック繊維が1300℃以上の高温で急激に強度低下をも
たらす原因となっている。又放射線照射による架橋反応
を利用した場合においても安定なラジカルが生成するた
めに、空気中に曝した場合、かなりの酸素が導入され、
1300℃以上の高温での強度低下をもたらす原因になって
いる。従って放射線照射後、不活性ガス雰囲気中で焼成
する方法は、非常に重要な、必要な方法である。このこ
とは同じ発明者による別件の特許出願「放射線照射を用
いた高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法」で既に
述べたとおりである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、有機ケイ素ポリマー繊維を放射線照射する
場合にアセチレン、エチレンなどの架橋促進剤を用いる
とより低い吸収線量で不融化が可能となり、有機ケイ素
ポリマー繊維の放射線照射によるdamageもすくなくなる
利点があることにもとづいている。従って本発明の高性
能ケイ素系セラミック繊維は、有機ケイ素ポリマーの架
橋促進剤を用いて放射線照射後、不活性ガス雰囲気中、
150〜500℃で焼成し、低酸素濃度有機ケイ素ポリマー繊
維を得た後、更に不活性ガス気流中でセラミックス化す
ることにより得られる。このようにして得られたセラミ
ック繊維はより高性能な特性を有する繊維である。又、
この超耐環境性セラミック繊維は金属間化合物、セラミ
ックス基複合材料の強化繊維として期待される。
場合にアセチレン、エチレンなどの架橋促進剤を用いる
とより低い吸収線量で不融化が可能となり、有機ケイ素
ポリマー繊維の放射線照射によるdamageもすくなくなる
利点があることにもとづいている。従って本発明の高性
能ケイ素系セラミック繊維は、有機ケイ素ポリマーの架
橋促進剤を用いて放射線照射後、不活性ガス雰囲気中、
150〜500℃で焼成し、低酸素濃度有機ケイ素ポリマー繊
維を得た後、更に不活性ガス気流中でセラミックス化す
ることにより得られる。このようにして得られたセラミ
ック繊維はより高性能な特性を有する繊維である。又、
この超耐環境性セラミック繊維は金属間化合物、セラミ
ックス基複合材料の強化繊維として期待される。
（実施例） 以下、本発明を実施例に基いて説明する。
実施例１ 5lの三口フラスコに無水キシレン2.5lとナトリウム40
0gとを入れ、窒素ガス気流下でキシレンの沸点まで加熱
し、ジメチルジクロロシラン１を１時間で滴下した。
滴下終了後、10時間加熱還流し沈澱物を生成させた。こ
の沈澱を過し、まずメタノールで洗浄した後、水で洗
浄して、白色粉末のポリジメチルシラン420gを得た。こ
うして得られたポリジメチルシラン300gを還流冷却器を
備えた3lの反応容器に入れる。窒素気流下で撹拌しなが
ら容器内が450℃になるように徐々に加熱し、450℃で15
時間保持し、反応を行う。冷却後、反応生成物をキシレ
ン溶液として取り出し、過後140℃に加熱してキシレ
ンを蒸発させ、162gの固体状の数平均分子量1300のポリ
カルボシランを得た。
0gとを入れ、窒素ガス気流下でキシレンの沸点まで加熱
し、ジメチルジクロロシラン１を１時間で滴下した。
滴下終了後、10時間加熱還流し沈澱物を生成させた。こ
の沈澱を過し、まずメタノールで洗浄した後、水で洗
浄して、白色粉末のポリジメチルシラン420gを得た。こ
うして得られたポリジメチルシラン300gを還流冷却器を
備えた3lの反応容器に入れる。窒素気流下で撹拌しなが
ら容器内が450℃になるように徐々に加熱し、450℃で15
時間保持し、反応を行う。冷却後、反応生成物をキシレ
ン溶液として取り出し、過後140℃に加熱してキシレ
ンを蒸発させ、162gの固体状の数平均分子量1300のポリ
カルボシランを得た。
このポリカルボシランを紡糸装置を用いて、窒素気流
中約335℃に加熱溶融して、300μｍの口金より、空気中
へ紡糸する、その時の紡糸速度は500m/minで得られた繊
維の直径は18μｍである。この繊維0.9gを130ccのガラ
ス管に、450torrのアセチレンガス雰囲気の下で密封
し、γ線を7.5KGy/hの線量率で約1.1MGy照射し、不融化
した後、真空中、200℃で熱処理を行い、更にAr雰囲気
中で1200℃焼成を行い、低酸素濃度（1wt％以下）のSiC
繊維を得た。
中約335℃に加熱溶融して、300μｍの口金より、空気中
へ紡糸する、その時の紡糸速度は500m/minで得られた繊
維の直径は18μｍである。この繊維0.9gを130ccのガラ
ス管に、450torrのアセチレンガス雰囲気の下で密封
し、γ線を7.5KGy/hの線量率で約1.1MGy照射し、不融化
した後、真空中、200℃で熱処理を行い、更にAr雰囲気
中で1200℃焼成を行い、低酸素濃度（1wt％以下）のSiC
繊維を得た。
この得られた繊維の引張強度は4.0GPa、ヤング率は25
0GPaであった。このSiC繊維は1500℃、1800℃焼成を行
っても引張強度の低下は観測されず、ヤング率は270、3
00GPaに増加した。
0GPaであった。このSiC繊維は1500℃、1800℃焼成を行
っても引張強度の低下は観測されず、ヤング率は270、3
00GPaに増加した。
実施例２ 実施例１で得られたポリカルボシラン繊維を100torr
のアセチレンガス中、1MGyの電子線照射を0.3MPaの張力
下で行った。照射後He中、200℃で加熱し、その後Ar気
流中10MPaの張力下で室温から1200℃まで焼成して、酸
素濃度1wt％以下のSiC系繊維を得た。得られた繊維の引
張強度は3.5GPa、ヤング率は250GPaで半導体的特性を有
していた。この繊維を1800℃で焼成しても特性の低下は
観測されなかった。
のアセチレンガス中、1MGyの電子線照射を0.3MPaの張力
下で行った。照射後He中、200℃で加熱し、その後Ar気
流中10MPaの張力下で室温から1200℃まで焼成して、酸
素濃度1wt％以下のSiC系繊維を得た。得られた繊維の引
張強度は3.5GPa、ヤング率は250GPaで半導体的特性を有
していた。この繊維を1800℃で焼成しても特性の低下は
観測されなかった。
実施例３ 実施例１で合成したポリジメチルシラン250gに、ジフ
エニルジクロロシラン759gとホウ酸124gを窒素ガス雰囲
気下、ｎ−ブチルエーテル中、100〜120℃の温度で加熱
し、生成した白色樹脂状物を、さらに真空中400℃で１
時間加熱することによって得られたポリボロジフエニル
シロキサン8.27gを添加混合し、還流管を備えた2lの石
英管中で370℃まで加熱し６時間重合し、シロキサン結
合を一部含むポリカルボシランを得た。室温で放冷後ベ
ンゼンを加えて溶液として取り出し過後、ベンゼンを
蒸発させ、140gの固体状ポリカルボシランを得た。この
ポリカルボシランを紡糸装置を用いて335℃に加熱溶融
して、300μｍの口金より、500m/minの紡糸速度で空気
中で溶融紡糸して直径13μの繊維を得た。この約1.2gの
ポリカルボシラン繊維を105torrのアセチレンガス雰囲
気の130ccのガラス管に密封し、線量率7.5KGy/hのγ線
を約2MGy照射し、その後真空中で250℃焼成を行いArガ
ス中で、1200℃まで焼成して低酸素濃度（1wt％以下）
のSiC繊維を得た。得られた繊維の引張強度は3.5GPa、
ヤング率は230GPaであった。1500℃で100時間、Ar中お
よび空気中で焼成してもそれらの特性は低下しなかっ
た。
エニルジクロロシラン759gとホウ酸124gを窒素ガス雰囲
気下、ｎ−ブチルエーテル中、100〜120℃の温度で加熱
し、生成した白色樹脂状物を、さらに真空中400℃で１
時間加熱することによって得られたポリボロジフエニル
シロキサン8.27gを添加混合し、還流管を備えた2lの石
英管中で370℃まで加熱し６時間重合し、シロキサン結
合を一部含むポリカルボシランを得た。室温で放冷後ベ
ンゼンを加えて溶液として取り出し過後、ベンゼンを
蒸発させ、140gの固体状ポリカルボシランを得た。この
ポリカルボシランを紡糸装置を用いて335℃に加熱溶融
して、300μｍの口金より、500m/minの紡糸速度で空気
中で溶融紡糸して直径13μの繊維を得た。この約1.2gの
ポリカルボシラン繊維を105torrのアセチレンガス雰囲
気の130ccのガラス管に密封し、線量率7.5KGy/hのγ線
を約2MGy照射し、その後真空中で250℃焼成を行いArガ
ス中で、1200℃まで焼成して低酸素濃度（1wt％以下）
のSiC繊維を得た。得られた繊維の引張強度は3.5GPa、
ヤング率は230GPaであった。1500℃で100時間、Ar中お
よび空気中で焼成してもそれらの特性は低下しなかっ
た。
実施例４ 実施例３で合成したポリカルボシラン繊維を150torr
のエチレンガス雰囲気で、1MGyの電子線照射を行った。
その後He中で300℃焼成を行い、Ar中1200℃まで焼成し
て酸素濃度1wt％以下のSiC繊維を得た。得られた繊維の
引張強度は3.0GPa、ヤング率は200GPaで1500℃まで特性
の低下は観測されなかった。
のエチレンガス雰囲気で、1MGyの電子線照射を行った。
その後He中で300℃焼成を行い、Ar中1200℃まで焼成し
て酸素濃度1wt％以下のSiC繊維を得た。得られた繊維の
引張強度は3.0GPa、ヤング率は200GPaで1500℃まで特性
の低下は観測されなかった。
実施例５ 実施例４で得られたポリカルボシラン繊維を100torr
のアセチレンガス雰囲気中で、2MGyの電子線照射を行っ
た後、He中、200℃焼成を行った。続いてAr中、1300℃
まで焼成して1wt％以下の酸素濃度のSiC繊維を得た。こ
の繊維は半導体的電気特性を有しており引張強度3.5GP
a、ヤング率250GPaであった。1700℃まで焼成しても機
械的特性の低下は観測されなかった。
のアセチレンガス雰囲気中で、2MGyの電子線照射を行っ
た後、He中、200℃焼成を行った。続いてAr中、1300℃
まで焼成して1wt％以下の酸素濃度のSiC繊維を得た。こ
の繊維は半導体的電気特性を有しており引張強度3.5GP
a、ヤング率250GPaであった。1700℃まで焼成しても機
械的特性の低下は観測されなかった。
実施例６ 実施例５で得られたポリカルボシラン繊維0.8gを120c
cのガラス管に650torrのエチレンガスと共に入れて密封
し、γ線を7.5KGy/hの線量率で約3.5MGy照射した、その
後He中、200℃焼成し、Ar中、1200℃まで焼成してSiC繊
維を得た。得られた繊維の引張強度は3.0GPa、ヤング率
は200GPaであった。1600℃まで焼成しても強度の低下は
観測されなかったが、1700℃では強度が低下し2.5GPaと
なり、又ヤング率は200GPaであった。
cのガラス管に650torrのエチレンガスと共に入れて密封
し、γ線を7.5KGy/hの線量率で約3.5MGy照射した、その
後He中、200℃焼成し、Ar中、1200℃まで焼成してSiC繊
維を得た。得られた繊維の引張強度は3.0GPa、ヤング率
は200GPaであった。1600℃まで焼成しても強度の低下は
観測されなかったが、1700℃では強度が低下し2.5GPaと
なり、又ヤング率は200GPaであった。
（発明の効果） 本発明は、有機ケイ素ポリマー繊維を放射線照射する
場合に、アセチレン、エチレンなどの架橋促進剤を用い
ることにより、低い吸収線量で不融化が可能となる結
果、有機ケイ素ポリマー繊維の放射線照射によるdamage
が少なくなるという効果が生じる。
場合に、アセチレン、エチレンなどの架橋促進剤を用い
ることにより、低い吸収線量で不融化が可能となる結
果、有機ケイ素ポリマー繊維の放射線照射によるdamage
が少なくなるという効果が生じる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−256710（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−14647（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) D01F 9/10
Claims (1)
- 【請求項１】有機ケイ素ポリマーを溶融紡糸して得た有
機ケイ素ポリマー繊維を放射線照射によって不融化処理
した後、150-500℃の非酸化性雰囲気中で熱処理して低
酸素濃度の不融化有機ケイ素ポリマー繊維に転化し、こ
の不融化有機ケイ素ポリマー繊維を不活性雰囲気中で焼
成してセラミックス化することからなる高性能ケイ素系
セラミックス繊維の製造方法において、 前記放射線照射をエチレン又はアセチレンの鎖式不飽和
炭化水素からなる架橋促進剤の存在下で行うことを特徴
とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1081305A JP2904501B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 放射線照射による高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1081305A JP2904501B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 放射線照射による高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264017A JPH02264017A (ja) | 1990-10-26 |
| JP2904501B2 true JP2904501B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=13742683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1081305A Expired - Lifetime JP2904501B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 放射線照射による高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904501B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3142886B2 (ja) * | 1991-01-21 | 2001-03-07 | 財団法人特殊無機材料研究所 | ＳｉＣ 系セラミックス前駆体の製造法 |
| US6610810B2 (en) * | 2001-03-13 | 2003-08-26 | Glyn Owen Phillips | Biopolymers obtained by solid state irradiation in an unsaturated gaseous atmosphere |
| EP1895032A3 (en) * | 2006-09-01 | 2009-09-23 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Silicone-based fiber, nonwoven fabric formed therefrom, and methods of producing same |
| CN106637915B (zh) * | 2016-12-01 | 2019-06-21 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 电子束辅助的气相交联方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0685066B2 (ja) * | 1985-07-12 | 1994-10-26 | コニカ株式会社 | 写真感光材料 |
| JPS62256710A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-11-09 | Teijin Ltd | シリコンカ−バイド繊維，フイルムの製造方法 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1081305A patent/JP2904501B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02264017A (ja) | 1990-10-26 |
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| JPS6129905B2 (ja) |
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