JP3324653B2 - セラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法 - Google Patents
セラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法Info
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Description
【０００１】
本発明はセラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造
法に関し、特に耐酸化性に優れたセラミックス被覆炭素
／炭素複合材料の製造法に関する。
法に関し、特に耐酸化性に優れたセラミックス被覆炭素
／炭素複合材料の製造法に関する。
【０００２】
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、空気中で
は500℃程度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
により耐酸化性を改良する試みが行なわれているが、基
材となる炭素／炭素複合材料とセラミックスの熱膨張率
が異なるため、その界面における剥離あるいは被膜のク
ラック等が発生し、本来の機能を十分発揮することが出
来ないのが現状である。
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、空気中で
は500℃程度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
により耐酸化性を改良する試みが行なわれているが、基
材となる炭素／炭素複合材料とセラミックスの熱膨張率
が異なるため、その界面における剥離あるいは被膜のク
ラック等が発生し、本来の機能を十分発揮することが出
来ないのが現状である。
【０００３】 本発明者等は、前記課題を解決し、耐酸化性に優れた
セラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法を提供す
ることを目的とし、研究した結果、本発明の完成に至っ
た。
セラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法を提供す
ることを目的とし、研究した結果、本発明の完成に至っ
た。
【０００４】
すなわち本発明は、炭素／炭素複合材料を加熱し、そ
の表面に耐熱性炭化物を形成し得る元素あるいは該元素
のハロゲン化物または水素化物を接触させ、該炭素／炭
素複合材料の炭素との間の水素共存下での化学反応によ
り、該炭素／炭素複合材料の表面あるいは表面およびそ
の内層部の一部を炭化物とし、次いで該炭化物表面にセ
ラミックスあるいはセラミックスと炭素の両者よりなる
被膜を気相分解により沈積し、形成させることを特徴と
するセラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法に関
する。
の表面に耐熱性炭化物を形成し得る元素あるいは該元素
のハロゲン化物または水素化物を接触させ、該炭素／炭
素複合材料の炭素との間の水素共存下での化学反応によ
り、該炭素／炭素複合材料の表面あるいは表面およびそ
の内層部の一部を炭化物とし、次いで該炭化物表面にセ
ラミックスあるいはセラミックスと炭素の両者よりなる
被膜を気相分解により沈積し、形成させることを特徴と
するセラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法に関
する。
【０００５】 以下に、本発明を詳述する。 本発明の基材となる炭素／炭素複合材料とは、炭素繊
維と炭素質マトリックス等から構成される材料をいう。
炭素繊維の割合は通常10〜70vol％、好ましくは20〜60v
ol％が望ましい。
維と炭素質マトリックス等から構成される材料をいう。
炭素繊維の割合は通常10〜70vol％、好ましくは20〜60v
ol％が望ましい。
【０００６】 上記炭素／炭素複合材料を構成する炭素繊維として
は、ピッチ系、ポリアクリロニトリル系あるいはレーヨ
ン系等の種々の炭素繊維を用いることができ、特にピッ
チ系炭素繊維が耐酸化性を高め易く好適である。
は、ピッチ系、ポリアクリロニトリル系あるいはレーヨ
ン系等の種々の炭素繊維を用いることができ、特にピッ
チ系炭素繊維が耐酸化性を高め易く好適である。
【０００７】 上記炭素繊維は、通常連続した炭素繊維の500〜25000
本の繊維束として用いる。さらに一方向積層物、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、フエルト状成形物等の炭素繊維を２次元あるいは３
次元の成形体としたものを用いてもよく、特に３次元織
物が好ましい。
本の繊維束として用いる。さらに一方向積層物、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、フエルト状成形物等の炭素繊維を２次元あるいは３
次元の成形体としたものを用いてもよく、特に３次元織
物が好ましい。
【０００８】 また炭素質マトリックスとしては、例えば炭素質ピッ
チの炭化により得られるもの、フェノール樹脂やフラン
樹脂等の炭化可能な樹脂の炭化により得られるもの、あ
るいは炭化水素の気相熱分解により得られるものが挙げ
られ、特に炭素質ピッチの炭化により得られるものが好
ましい。
チの炭化により得られるもの、フェノール樹脂やフラン
樹脂等の炭化可能な樹脂の炭化により得られるもの、あ
るいは炭化水素の気相熱分解により得られるものが挙げ
られ、特に炭素質ピッチの炭化により得られるものが好
ましい。
【０００９】 上記の炭素質ピッチとしては、通常軟化点100〜400
℃、好ましくは150〜350℃を有する石炭系あるいは石油
系のピッチを用いることができる。さらに上記の炭素質
ピッチは、光学的に等方性のピッチあるいは異方性のピ
ッチを、単独または混合して使用でき、特に好ましくは
光学的異方性相の含量が通常60〜100vol％、最も好まし
くは80〜100vol％である光学的異方性ピッチを使用する
ことが望ましい。
℃、好ましくは150〜350℃を有する石炭系あるいは石油
系のピッチを用いることができる。さらに上記の炭素質
ピッチは、光学的に等方性のピッチあるいは異方性のピ
ッチを、単独または混合して使用でき、特に好ましくは
光学的異方性相の含量が通常60〜100vol％、最も好まし
くは80〜100vol％である光学的異方性ピッチを使用する
ことが望ましい。
【００１０】 本発明の基材となる炭素／炭素複合材料の製造法は特
に限定されず、公知の方法が用いられる。
に限定されず、公知の方法が用いられる。
【００１１】 例えば、炭素質ピッチ、フェノール樹脂、フラン樹脂
等を炭素繊維の織物あるいは成形物等に含浸した後、常
圧下、加圧下あるいはプレス下で炭化して得られる。含
浸は炭素質ピッチ等を真空下で加熱、溶融することによ
り達成される。
等を炭素繊維の織物あるいは成形物等に含浸した後、常
圧下、加圧下あるいはプレス下で炭化して得られる。含
浸は炭素質ピッチ等を真空下で加熱、溶融することによ
り達成される。
【００１２】 常圧下の炭化は、アルゴン、窒素、ヘリウム等の不活
性ガス雰囲気下で400〜3000℃に加熱することで実施で
きる。また、加圧下の炭化は、不活性ガスにより通常50
〜10000kg/cm2、好ましくは200〜2000kg/cm2で等方加圧
し、400〜3000℃に加熱することで実施できる。またプ
レス下の炭化は、ホットプレス等により10〜500kg/cm2
の一軸加圧下、400〜3000℃に加熱して実施することが
できる。
性ガス雰囲気下で400〜3000℃に加熱することで実施で
きる。また、加圧下の炭化は、不活性ガスにより通常50
〜10000kg/cm2、好ましくは200〜2000kg/cm2で等方加圧
し、400〜3000℃に加熱することで実施できる。またプ
レス下の炭化は、ホットプレス等により10〜500kg/cm2
の一軸加圧下、400〜3000℃に加熱して実施することが
できる。
【００１３】 炭化の後に、好ましくは常圧下の炭化あるいは黒鉛化
を行なうことができる。該炭化あるいは黒鉛化は不活性
雰囲気下で、400〜3000℃に加熱して行なうことができ
る。
を行なうことができる。該炭化あるいは黒鉛化は不活性
雰囲気下で、400〜3000℃に加熱して行なうことができ
る。
【００１４】 本発明においては、まず前記の炭素／炭素複合材料を
加熱し、その表面に耐熱性炭化物を形成し得る元素ある
いはこれらの元素の化合物を接触させ、炭素／炭素複合
材料の炭素との間の水素共存下での化学反応により炭素
／炭素複合材料の表面あるいは表面およびその内層部の
一部に炭化物を形成させる。
加熱し、その表面に耐熱性炭化物を形成し得る元素ある
いはこれらの元素の化合物を接触させ、炭素／炭素複合
材料の炭素との間の水素共存下での化学反応により炭素
／炭素複合材料の表面あるいは表面およびその内層部の
一部に炭化物を形成させる。
【００１５】 該炭化物としては、SiC,ZrC,TiC,HfC,B4C,NbC,WC等が
挙げられ、特にSiC,ZrC,TiC,HfCが好ましい。そして耐
熱性炭化物を形成し得る元素としては、Si,Zr,Ti,Hf,B,
Nb,W等が挙げられ、これらの元素の化合物としては、上
記元素のハロゲン化物、水素化物等が挙げられる。例え
ばSiCを形成あせるにはSi,SiCl4,SiH4等が、ZrCを形成
させるにはZr,ZrCl4等が、TiCを形成させるにはTi,TiCl
4等が、HfCを形成させるにはHf,HfCl4等がそれぞれ使用
できる。耐熱性炭化物を形成し得る元素あるいはこれら
の元素の化合物は、通常ガス状で炭素／炭素複合材料と
接触させて反応せしめられる。
挙げられ、特にSiC,ZrC,TiC,HfCが好ましい。そして耐
熱性炭化物を形成し得る元素としては、Si,Zr,Ti,Hf,B,
Nb,W等が挙げられ、これらの元素の化合物としては、上
記元素のハロゲン化物、水素化物等が挙げられる。例え
ばSiCを形成あせるにはSi,SiCl4,SiH4等が、ZrCを形成
させるにはZr,ZrCl4等が、TiCを形成させるにはTi,TiCl
4等が、HfCを形成させるにはHf,HfCl4等がそれぞれ使用
できる。耐熱性炭化物を形成し得る元素あるいはこれら
の元素の化合物は、通常ガス状で炭素／炭素複合材料と
接触させて反応せしめられる。
【００１６】 炭化物形成反応は水素の共存下で行なうのが好適であ
る。共存させる水素の量は、反応時の温度、ガス供給
量、繊維量、炉の構造等に対応して任意に決定できる
が、例えば炭化物を形成し得る元素あるいは元素の化合
物の量の５倍容量以下、好ましくは0.01〜５倍容量であ
ることが望ましい。
る。共存させる水素の量は、反応時の温度、ガス供給
量、繊維量、炉の構造等に対応して任意に決定できる
が、例えば炭化物を形成し得る元素あるいは元素の化合
物の量の５倍容量以下、好ましくは0.01〜５倍容量であ
ることが望ましい。
【００１７】 炭化物形成反応は、常圧または減圧で行なうのが好ま
しく、通常は0.1〜760mmHg、好ましくは10〜760mmHg、
さらに好ましくは50〜760mmHgが適している。
しく、通常は0.1〜760mmHg、好ましくは10〜760mmHg、
さらに好ましくは50〜760mmHgが適している。
【００１８】 また、反応雰囲気中には、希釈のために、N2,Ar,He,N
e,Kr,Xe,Rnあるいはその他の不活性ガスを混合すること
もできる。
e,Kr,Xe,Rnあるいはその他の不活性ガスを混合すること
もできる。
【００１９】 炭素／炭素複合材料の加熱温度は、通常800〜1700
℃、好ましくは1000〜1500℃が望ましい。
℃、好ましくは1000〜1500℃が望ましい。
【００２０】 800℃未満のときは充分な厚さの炭化物被膜が得られ
ず、1700℃を超えると均一かつ緻密な炭化物被膜が得ら
れない。
ず、1700℃を超えると均一かつ緻密な炭化物被膜が得ら
れない。
【００２１】 炭素／炭素複合材料を加熱する方法は特に限定されな
い。例えば誘導電流により炭素／炭素複合材料を加熱す
る方法、外部から加熱する方法、あるいは炭素／炭素複
合材料に直接通電して加熱する方法等が挙げられる。
い。例えば誘導電流により炭素／炭素複合材料を加熱す
る方法、外部から加熱する方法、あるいは炭素／炭素複
合材料に直接通電して加熱する方法等が挙げられる。
【００２２】 炭化物形成反応の時間は任意に決定できるが、通常１
分から10時間程度で行なうことができる。
分から10時間程度で行なうことができる。
【００２３】 炭化物の厚みは目的によって任意に決定されるが、通
常は0.1〜500μｍ、好ましくは0.5〜200μｍである。該
炭化物の厚さが0.1μｍに満たない場合には、炭素／炭
素複合材料とセラミックスあるいはセラミックスと炭素
の両者よりなる被膜との接着性が不足し、該被膜の剥離
あるいはクラックが発生する。この被膜を形成する炭化
物形成反応後の重量増加は通常15％以下、好ましくは10
％以下、さらに好ましくは５％以下である。
常は0.1〜500μｍ、好ましくは0.5〜200μｍである。該
炭化物の厚さが0.1μｍに満たない場合には、炭素／炭
素複合材料とセラミックスあるいはセラミックスと炭素
の両者よりなる被膜との接着性が不足し、該被膜の剥離
あるいはクラックが発生する。この被膜を形成する炭化
物形成反応後の重量増加は通常15％以下、好ましくは10
％以下、さらに好ましくは５％以下である。
【００２４】 炭化物の膜厚が１μｍを超える際には、炭化物生成に
伴う炭素／炭素複合材料の強度低下が想定されるが、強
度の主要支配因子である炭素繊維にピッチ系の高弾性炭
素繊維等の炭化物形成反応性の低いものを用い、マトリ
ックスとして熱硬化性樹脂等の難黒鉛化性のものを用い
ることにより十分な強度を確保できる。
伴う炭素／炭素複合材料の強度低下が想定されるが、強
度の主要支配因子である炭素繊維にピッチ系の高弾性炭
素繊維等の炭化物形成反応性の低いものを用い、マトリ
ックスとして熱硬化性樹脂等の難黒鉛化性のものを用い
ることにより十分な強度を確保できる。
【００２５】 本発明においてはさらに、炭化物の表面に気相分解に
よりセラミックスあるいはセラミックスと炭素の両者の
被膜を沈積する。これは通常CVD（Chemical Vapor Depo
sition）と呼ばれ、例えば熱CVD、プラズマCVD、光CVD
等が挙げられる。
よりセラミックスあるいはセラミックスと炭素の両者の
被膜を沈積する。これは通常CVD（Chemical Vapor Depo
sition）と呼ばれ、例えば熱CVD、プラズマCVD、光CVD
等が挙げられる。
【００２６】 該セラミックスとしては、炭化物、窒化物、ホウ化
物、あるいは酸化物、例えばSiC,ZrC,TiC,HfC,B4C,NbC,
WC,TiB2,BN,Si3N4等が挙げられ、特にSiC,ZrC,TiC,HfC
が好ましい。またこれらのセラミックスと炭素を同時に
沈積することもできる。
物、あるいは酸化物、例えばSiC,ZrC,TiC,HfC,B4C,NbC,
WC,TiB2,BN,Si3N4等が挙げられ、特にSiC,ZrC,TiC,HfC
が好ましい。またこれらのセラミックスと炭素を同時に
沈積することもできる。
【００２７】 炭素を得るための熱分解ガスとしては炭化水素、好ま
しくは炭素数１〜６の炭化水素、具体的にはメタン、天
然ガス、プロパン、ベンゼン等が用いられる。
しくは炭素数１〜６の炭化水素、具体的にはメタン、天
然ガス、プロパン、ベンゼン等が用いられる。
【００２８】 また上記セラミックスを得るための熱分解ガスとして
は、Si,Zr,Ti,Hf,B,Nb,W等の元素のハロゲン化物、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挙げられ、例え
ば、SiCを形成させるにはSiCl4,CH3SiCl3、（CH3）2SiC
l2,SiH4等が、ZrCを形成させるにはZrCl4等が、TiCを形
成させるにはTiCl4等が、HfCを形成させるにはHfCl4等
がそれぞれ使用できる。
は、Si,Zr,Ti,Hf,B,Nb,W等の元素のハロゲン化物、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挙げられ、例え
ば、SiCを形成させるにはSiCl4,CH3SiCl3、（CH3）2SiC
l2,SiH4等が、ZrCを形成させるにはZrCl4等が、TiCを形
成させるにはTiCl4等が、HfCを形成させるにはHfCl4等
がそれぞれ使用できる。
【００２９】 上記被膜の厚さは目的によって任意に決定されるが、
通常は１〜2000μｍ、好ましくは５〜1000μｍが望まし
い。該被膜の厚さが１μｍに満たない場合には、耐酸化
性が不充分となる。
通常は１〜2000μｍ、好ましくは５〜1000μｍが望まし
い。該被膜の厚さが１μｍに満たない場合には、耐酸化
性が不充分となる。
【００３０】 本発明においてはさらに、炭素／炭素複合材料の表面
あるいは表面およびその内層部の一部を炭化物とした後
に、熱処理工程を加えることができる。 これにより該炭化物の安定化を図ることができる。
あるいは表面およびその内層部の一部を炭化物とした後
に、熱処理工程を加えることができる。 これにより該炭化物の安定化を図ることができる。
【００３１】 上記熱処理は、不活性ガス中あるいは減圧下で、通常
1000〜3000℃、好ましくは1200〜3000℃の温度にて行な
われ、特に炭化物形成反応温度と同程度の温度、あるい
は炭化物形成反応温度より高い温度で実施されるのが望
ましい。熱処理時間は１分〜10時間でよく、加熱方法は
特に限定されない。
1000〜3000℃、好ましくは1200〜3000℃の温度にて行な
われ、特に炭化物形成反応温度と同程度の温度、あるい
は炭化物形成反応温度より高い温度で実施されるのが望
ましい。熱処理時間は１分〜10時間でよく、加熱方法は
特に限定されない。
【００３２】 熱処理時の雰囲気は不活性ガス中あるいは減圧下で行
なう。不活性ガスとして例えばN2,Ar,He,Kr,Xe,Rn等が
使用でき、また減圧としては、10-3mmHg〜760mmHg未
満、好ましくは0.1〜500mmHgが適している。
なう。不活性ガスとして例えばN2,Ar,He,Kr,Xe,Rn等が
使用でき、また減圧としては、10-3mmHg〜760mmHg未
満、好ましくは0.1〜500mmHgが適している。
【００３３】
本発明により被膜のクラックや剥離がなく、耐酸化性
に優れたセラミックス被覆炭素／炭素複合材料を製造す
ることができるという効果を有する。
に優れたセラミックス被覆炭素／炭素複合材料を製造す
ることができるという効果を有する。
【００３４】
以下に実施例等を挙げ、本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらに制限されるものではない。 実施例１ 直径10μｍ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およびＹ軸方向に用いた直交３
次元織物を強化繊維とし、石油ピッチをマトリックスの
原料とする炭素／炭素複合材料を、反応容器中で1400℃
に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.25）を
導入しながら常圧において60分間保持した。さらにこの
表面に圧力5Torr、原料ガスとしてCH3SiCl3とH2の混合
ガス（H2/CH3SiCl3＝10）、温度1350℃の条件で熱CVDに
より５時間SiCを沈積し、被覆した。
が、本発明はこれらに制限されるものではない。 実施例１ 直径10μｍ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およびＹ軸方向に用いた直交３
次元織物を強化繊維とし、石油ピッチをマトリックスの
原料とする炭素／炭素複合材料を、反応容器中で1400℃
に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.25）を
導入しながら常圧において60分間保持した。さらにこの
表面に圧力5Torr、原料ガスとしてCH3SiCl3とH2の混合
ガス（H2/CH3SiCl3＝10）、温度1350℃の条件で熱CVDに
より５時間SiCを沈積し、被覆した。
【００３５】 得られたものを走査電子顕微鏡で観察したところ、炭
素／炭素複合材料の表面、炭素／炭素複合材料と炭化物
との界面、炭化物とセラミックス被膜との界面、および
セラミックス被膜の表面のいずれにおいてもクラック、
剥離等は認められなかった。
素／炭素複合材料の表面、炭素／炭素複合材料と炭化物
との界面、炭化物とセラミックス被膜との界面、および
セラミックス被膜の表面のいずれにおいてもクラック、
剥離等は認められなかった。
【００３６】 また、得られた炭素材料の耐酸化性を調べるために空
気中で600℃に加熱し、２時間保持して重量変化を測定
した。この結果、重量損失は9.8％であった。
気中で600℃に加熱し、２時間保持して重量変化を測定
した。この結果、重量損失は9.8％であった。
【００３７】 比較例１ 実施例１と同じ炭素／炭素複合材料の表面に、圧力5T
orrで、原料ガスとしてCH3SiCl3とH2の混合ガス（H2/CH
3SiCl3＝10）を用い、温度1350℃で熱CVDによりSiCを沈
積し被覆した。
orrで、原料ガスとしてCH3SiCl3とH2の混合ガス（H2/CH
3SiCl3＝10）を用い、温度1350℃で熱CVDによりSiCを沈
積し被覆した。
【００３８】 得られたものを走査電子顕微鏡で観察したところ、炭
素／炭素複合材料の表面にSiCの沈着がみられた。しか
し炭素／炭素複合材料と炭化物との界面においてクラッ
ク、剥離等が認められた。
素／炭素複合材料の表面にSiCの沈着がみられた。しか
し炭素／炭素複合材料と炭化物との界面においてクラッ
ク、剥離等が認められた。
【００３９】 比較例２ 実施例１と同じ炭素／炭素複合材料を反応容器中で14
00℃に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.2
5）を導入しながら常圧において60分保持した。
00℃に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.2
5）を導入しながら常圧において60分保持した。
【００４０】 得られたものを実施例１と同じ方法で耐酸化性を調べ
たところ、21.4％の重量損失がみられた。 実施例２ 実施例１と同じ炭素／炭素複合材料を反応容器中で13
00℃に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.2
5）を導入しながら常圧において２時間保持した。さら
にこの表面に、圧力50Torrで、原料ガスとしてCH3SiCl3
とH2の混合ガス（H2/CH3SiCl3＝10）を用い、温度1350
℃で熱CVDによりSiCを３時間沈積した。
たところ、21.4％の重量損失がみられた。 実施例２ 実施例１と同じ炭素／炭素複合材料を反応容器中で13
00℃に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.2
5）を導入しながら常圧において２時間保持した。さら
にこの表面に、圧力50Torrで、原料ガスとしてCH3SiCl3
とH2の混合ガス（H2/CH3SiCl3＝10）を用い、温度1350
℃で熱CVDによりSiCを３時間沈積した。
【００４１】 得られたものを走査電子顕微鏡で観察したところ、炭
素／炭素複合材料の表面、炭素／炭素複合材料と炭化物
との界面、炭化物とセラミックス被膜との界面、および
セラミックス被膜の表面のいずれにおいてもクラック、
剥離等は認められなかった。
素／炭素複合材料の表面、炭素／炭素複合材料と炭化物
との界面、炭化物とセラミックス被膜との界面、および
セラミックス被膜の表面のいずれにおいてもクラック、
剥離等は認められなかった。
【００４２】 実施例３ 実施例１と同じ炭素／炭素複合材料を反応容器中で13
00℃に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.2
5）を導入しながら常圧において２時間保持した。さら
にこれをアルゴン中で、1700℃において30分熱処理した
後、その表面に、圧力50Torrで、原料ガスとしてCH3SiC
l3とH2の混合ガス（H2/CH3SiCl3＝10）を用い、温度135
0℃で熱CVDによりSiCを３時間沈積し第２被覆した。
00℃に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.2
5）を導入しながら常圧において２時間保持した。さら
にこれをアルゴン中で、1700℃において30分熱処理した
後、その表面に、圧力50Torrで、原料ガスとしてCH3SiC
l3とH2の混合ガス（H2/CH3SiCl3＝10）を用い、温度135
0℃で熱CVDによりSiCを３時間沈積し第２被覆した。
【００４３】 得られたものを走査電子顕微鏡で観察したところ、炭
素／炭素複合材料の表面、炭素／炭素複合材料と炭化物
との界面、炭化物とセラミックス被膜との界面、および
セラミックス被膜の表面のいずれにおいてもクラック、
剥離等は認められなかった。
素／炭素複合材料の表面、炭素／炭素複合材料と炭化物
との界面、炭化物とセラミックス被膜との界面、および
セラミックス被膜の表面のいずれにおいてもクラック、
剥離等は認められなかった。
【００４４】 また、得られたものを実施例１と同じ方法で耐酸化性
を調べたところ、重量損失は9.1％であった。
を調べたところ、重量損失は9.1％であった。
【００４５】 実施例４ 実施例１と同じ炭素／炭素複合材料を反応容器中で13
00℃に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.2
5）を導入しながら常圧において２時間保持した。さら
にこの表面に、原料ガスとしてC3H8を40cm3/min（標準
状態時）流し、1150℃、50Torrで熱CVDを行ない、続い
て条件を圧力100Torr、原料ガスをC3H8（40cm3/min）、
SiCl4（170cm3/min）、H2（700cm3/min）の混合ガス
（流量はいずれも標準状態）となるように変化させ、表
面にSiCおよび炭素を沈積し、被膜を形成させた。
00℃に加熱し、SiCl4とH2の混合ガス（H2/SiCl4＝0.2
5）を導入しながら常圧において２時間保持した。さら
にこの表面に、原料ガスとしてC3H8を40cm3/min（標準
状態時）流し、1150℃、50Torrで熱CVDを行ない、続い
て条件を圧力100Torr、原料ガスをC3H8（40cm3/min）、
SiCl4（170cm3/min）、H2（700cm3/min）の混合ガス
（流量はいずれも標準状態）となるように変化させ、表
面にSiCおよび炭素を沈積し、被膜を形成させた。
【００４６】 得られたものを走査電子顕微鏡で観察したところ、炭
素／炭素複合材料の表面および炭素／炭素複合材料と上
記被膜の界面のいずれにおいてもクラック、剥離等は認
められなかった。
素／炭素複合材料の表面および炭素／炭素複合材料と上
記被膜の界面のいずれにおいてもクラック、剥離等は認
められなかった。
フロントページの続き (72)発明者 牧野 浩 東京都日野市多摩平６―８―12―328 (56)参考文献 特開 昭63−225591（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−109287（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】炭素／炭素複合材料を加熱し、その表面に
耐熱性炭化物を形成し得る元素あるいは該元素のハロゲ
ン化物または水素化物を接触させ、該炭素／炭素複合材
料の炭素との間の水素共存下での化学反応により、該炭
素／炭素複合材料の表面あるいは表面およびその内層部
の一部を炭化物とし、次いで該炭化物表面にセラミック
スあるいはセラミックスと炭素の両者よりなる被膜を気
相分解により沈積し、形成させることを特徴とするセラ
ミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法。 - 【請求項２】前記耐熱性炭化物を形成し得る元素あるい
は該元素のハロゲン化物または水素化物として、SiCを
形成させるためにSi、SiCl4、SiH4;ZrCを形成させるた
めにZr、ZrCl4;TiCを形成させるためにTi、TiCl4;HfCを
形成させるためにHf、HfCl4;B4Cを形成させるためにB;N
bCを形成させるためにNb;WCを形成させるためにＷをそ
れぞれ使用することを特徴とする請求項１に記載のセラ
ミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29495689A JP3324653B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | セラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法 |
| DE1990618572 DE69018572T2 (de) | 1989-11-15 | 1990-11-12 | Verfahren zur Herstellung eines Kohlenstoffmaterials. |
| EP19900121620 EP0428977B1 (en) | 1989-11-15 | 1990-11-12 | Process for producing carbonaceous material |
| US08/122,198 US5523035A (en) | 1989-11-15 | 1993-09-15 | Process for producing carbonaceous material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29495689A JP3324653B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | セラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159962A JPH03159962A (ja) | 1991-07-09 |
| JP3324653B2 true JP3324653B2 (ja) | 2002-09-17 |
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ID=17814470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29495689A Expired - Fee Related JP3324653B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | セラミックス被覆炭素／炭素複合材料の製造法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0428977B1 (ja) |
| JP (1) | JP3324653B2 (ja) |
| DE (1) | DE69018572T2 (ja) |
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| CN103283244A (zh) | 2011-05-20 | 2013-09-04 | 松下电器产业株式会社 | 立体影像提供装置以及其方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0121797B1 (en) * | 1983-03-15 | 1990-01-17 | Refractory Composites Inc. | Carbon composite article and method of making same |
| DE3426911A1 (de) * | 1984-07-20 | 1986-01-30 | United Technologies Corp., Hartford, Conn. | Kohlenstoff-kohlenstoff-verbundgegenstand mit hoher bestaendigkeit gegen einen abbau durch umgebungseinwirkung bei erhoehten temperaturen |
| JP2722198B2 (ja) * | 1988-03-31 | 1998-03-04 | 日本石油株式会社 | 耐酸化性を有する炭素／炭素複合材料の製造法 |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP29495689A patent/JP3324653B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-11-12 EP EP19900121620 patent/EP0428977B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-12 DE DE1990618572 patent/DE69018572T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03159962A (ja) | 1991-07-09 |
| DE69018572T2 (de) | 1995-09-28 |
| DE69018572D1 (de) | 1995-05-18 |
| EP0428977B1 (en) | 1995-04-12 |
| EP0428977A1 (en) | 1991-05-29 |
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