JP3404498B2 - 短繊維強化ｃ／ｃコンポジットの製造方法 - Google Patents
短繊維強化ｃ／ｃコンポジットの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスを添加し
た短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジットの製造方法に関する。
本材料は、自動車等の高速車両の摩擦式ブレーキ等へ適
用することができる。 【０００２】 【従来の技術】一般に炭素繊維強化複合材料（Ｃ／Ｃコ
ンポジット）は、ＰＡＮ系、ピッチ系等の炭素繊維の長
・短繊維にフェノール樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性
樹脂、あるいはピッチなどの熱可塑性成分を含浸、また
は混合して加熱成形したものを、非酸化性雰囲気中にお
いて６００―１０００℃に焼成することにより得られ
る。 【０００３】実用のために強度が不足する場合は、更に
緻密化のため熱硬化樹脂またはピッチ等を含浸した後焼
成する。 【０００４】高強度化のためにはこの含浸及び焼成を数
回繰り返す。このようにＣ／Ｃコンポジットは前述のよ
うに加熱、冷却をなんども繰り返して製造されているた
め製造期間が著しく長くなることが欠点であった。 【０００５】また、Ｃ／Ｃコンポジットの硬さは比較的
低く、硬い相手材との摺動では、優先的にＣ／Ｃコンポ
ジットが摩耗され、その寿命が短いのが欠点でもあっ
た。 【０００６】Ｃ／Ｃコンポジットの硬さを増すために
は、マトリックスである炭素にセラミック粉を添加する
ことはよく知られている。 【０００７】例えば、複合材料へのセラミックの添加の
手法としては、例えば、特開平１―１８３５７７号公報
に見られるように炭素繊維の表面に負に帯電したセラミ
ック微粒子を付着させる方法が知られている。 【０００８】しかしながら、この手法を適用したセラミ
ック添加Ｃ／Ｃコンポジットは炭素繊維へのセラミック
の付着が均一でなく、そのため空隙が発生し易く強度の
ばらつきが大きいことに加え、摺動部材として用いた場
合に欠けが生ずる等の問題があった。 【０００９】また、セラミック粉体をそのままマトリッ
クス中に添加した場合には、マトリックスの樹脂または
ピッチと比重が異なるため均一に添加することは困難で
あった。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のセラミックを添加した短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジット
の製造法よりも、セラミック粒子の分散性に優れ、且つ
短期間にセラミック添加Ｃ／Ｃコンポジットを容易に得
ることができる製造方法を提供することにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、原料ピッチを
その軟化点温度以上でセラミック粉と混合し、前記混合
物を冷却した後に粉砕したマトリックス原料と、水等の
液媒中で短繊維状炭素繊維とを均一混合させて短繊維強
化Ｃ／Ｃコンポジット前駆体を用意し、該前駆体を不活
性雰囲気中で４００〜１２００℃に拘束加熱して焼成し
賦形をした後、さらに真空中または不活性雰囲気中、セ
ラミック粉の分解温度以下で、５０ｋｇ／ｃｍ2以上の
条件下に加熱・加圧処理を施すことを特徴とする短繊維
強化Ｃ／Ｃコンポジットの製造方法である。 【００１２】以下に本発明の内容を製造工程に沿ってさ
らに詳細に説明する。 【００１３】（１）本発明ではまず原料となるピッチを
その軟化点温度以上でセラミック粉と混合してセラミッ
クス添加ピッチを得る。該ピッチを冷却した後、約２０
μｍ程度の平均粒径に粉砕する。 【００１４】原料ピッチに添加するセラミック粉として
は、例えばＳｉＣ、ＢＮ等の炭化物及び窒化物を用いる
ことができる。また、ＺｒＢ2のようなほう化物も用い
ることができる。 【００１５】また、用いるセラミック粉体の粒径は、粉
砕後の粒径（約２０μｍ程度）よりも小さければいずれ
も適用可能であるが、セラミック粉を均一分散するため
には０．５〜７μｍ程度の平均粒径が好ましい。 【００１６】これらセラミック粉はＣ／Ｃコンポジット
中では樹脂等から生成されるマトリックス炭素よりも硬
い粉として存在する。また、セラミック粉体は、その分
解温度以下では、熱的に安定である。 【００１７】そのため、製造されるＣ／Ｃコンポジット
素材内の気孔が著しく低下できると共に、セラミック粉
の硬さが高いため、セラミック添加Ｃ／Ｃコンポジット
の硬さはセラミックスを添加しないＣ／Ｃコンポジット
と較べ著しく高いという特徴を有する。 【００１８】従って、Ｃ／Ｃコンポジット中マトリック
ス炭素よりも硬いセラミックスであれば、何れのセラミ
ック粉も適用ができ、Ｃ／Ｃコンポジット素材の硬さを
高くすることが可能である。 【００１９】（２）その後、１〜２５ｍｍの短繊維状の
炭素繊維と前記粉砕ピッチとを水等の液媒中で混合攪拌
してスラリー状とする。 【００２０】該スラリーを金網等に保持しつつ、金網背
面から真空ポンプ等で吸引濾過し、ピッチ類及び炭素繊
維を均一分散させたＣ／Ｃコンポジットの前駆体を製造
する。 【００２１】この前駆体は、短繊維状の炭素繊維が絡み
合っているため嵩高く、実用のためにはプレス等を用い
て拘束加熱し、形状を賦与すると共に緻密化する必要が
ある。 【００２２】（３）該前駆体数枚を製品厚みに応じて積
層した後、プレス又は金属板等で拘束保持し、不活性雰
囲気中でピッチ類の溶融温度以上且つ１２００℃以下で
焼成し、賦形を行う。 【００２３】賦形化の段階では、該前駆体は炭素繊維の
絡み合いが大きいため嵩高く、しかもピッチ類の溶融温
度未満では結合剤となるピッチ類が溶融しないために賦
形が困難となる。 【００２４】そこで、繊維の絡み合いに起因する低比重
前駆体をプレス等を用いて機械的に圧縮する事により緻
密化すると共に、ピッチ類の溶融温度以上に加熱する事
により炭素繊維間をピッチにより接着することで賦形が
可能となる。 【００２５】一方、１２００℃超で拘束保持しながら焼
成した場合にはピッチ類中の揮発分の揮発が充分に行わ
れ、それ以下の焼成温度での加熱・加圧と大きな差異が
認められなかった。温度範囲で加熱・加圧することによ
り形状保持を容易に行なうことができる。 【００２６】即ち、該前駆体からセラミック添加Ｃ／Ｃ
コンポジットを賦形するための温度としては、ピッチ類
の結合剤としての強度が発現される４００℃以上が好ま
しい。 【００２７】また、４００℃未満での焼成では、該仮焼
体に含まれるピッチ類中の揮発分が多いため、後工程と
なる高温加熱・加圧を実施する際、該装置中に揮発分を
大量に導入するため経済的な炉操作が困難になってしま
うという欠点もある。 【００２８】（４）その後、上記賦形体は炭素繊維含有
率が低いのに加え、気孔率が高く実用上の嵩密度を得る
のに充分ではないため、その後セラミック粉の分解温度
以下で、５０ｋｇ／ｃｍ2以上の条件下で、真空中また
は窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中において加熱・加
圧することによって短期間に高密度の短繊維強化Ｃ／Ｃ
コンポジットが得られる。 【００２９】Ｃ／Ｃコンポジット前駆体の酸化による劣
化を防止する点から、この加熱・加圧は真空中または不
活性雰囲気下で行うことが必要である。 【００３０】また、必要に応じ高温での加熱・加圧後
に、ピッチ類または熱硬化性樹脂等を含浸した後に１０
００℃程度まで焼成することによってより一層の嵩密度
の向上を図ることができる。 【００３１】この高温での加熱・加圧処理を添加したセ
ラミック粉体の分解温度超で行った場合には、優先的に
セラミック粉体が昇華消失し、高密度化の達成は困難で
ある。 【００３２】例えば、セラミックスがＳｉＣの場合に
は、１７００℃超での高温加熱・加圧でＳｉＣの分解が
促進された。また、ＢＮでは２０００℃超の温度では分
解が生ずる。 【００３３】このように添加したセラミックスの分解温
度を越えて加熱した場合には、セラミックスを添加した
Ｃ／Ｃコンポジットの緻密化は困難であった。 【００３４】なお、５０ｋｇ／ｃｍ2未満の条件では緻
密化が促進されず、高密度のセラミック添加Ｃ／Ｃコン
ポジットは得られない。 【００３５】好ましくは１００ｋｇ／ｃｍ2の条件でよ
り高い嵩密度のＣ／Ｃコンポジットが得られる。 【００３６】 【実施例】次いで、本発明を実施例により比較例と対比
しながら具体的に説明する。 【００３７】 【実施例１】原料のピッチ（軟化点２４０℃）９部及び
平均粒径５μｍのＳｉＣ８部（重量比）を、該ピッチの
軟化温度以上である３００℃で２軸混練機を用いて１時
間混練し、ピッチとＳｉＣを十分に混合均一化した。 【００３８】冷却後、この混合物を粉砕機を用いて平均
粒径２０μｍに粉砕し、セラミック添加ピッチの微粉体
を得た。 【００３９】短繊維状炭素繊維（平均長さ１２ｍｍ）及
び前記の微粉体を、それぞれ重量比１：０．９の割合で
水中で均一分散し、セラミック添加Ｃ／Ｃコンポジット
の前駆体を得た。この前駆体をプレス用の金型に挿入し
た後、プレス圧力１００ｋｇ／ｃｍ2を印加しながら室
温から６００℃まで窒素流れ中５０℃／分の条件で加熱
して焼成し、賦形を行った。 【００４０】その後、より一層の緻密化のため、ホット
プレスを用いて、窒素雰囲気中、１００ｋｇ／ｃｍ2の
加圧下で室温から１５００℃まで１０℃／分の昇温速度
で加熱した。 【００４１】この結果、各条件下に於ける素材の嵩比
重、気孔率他は第１表のように向上した。 【００４２】 【表１】 【００４３】尚、及びの処理は、２日で完了するこ
とができた。 【００４４】この製品のＳｉＣ量を定量分析した結果、
製品中には１２体積％のＳｉＣが含まれている事が判明
し、添加したＳｉＣが均一にほぼ１００％の歩留で製品
中に残存している事が明かとなった。 【００４５】 【実施例２】実施例１の前駆体を金属板（鉄板）で拘束
した後、６００℃まで実施例１の昇温条件及び雰囲気で
加熱炉中で加熱した。引続き、実施例１の条件で緻密化
を行った。 【００４６】 【表２】 【００４７】この結果、各条件下に於ける素材の嵩比重
は第２表のように向上した。 【００４８】この製品のＳｉＣ量を定量分析した結果、
製品中には１２体積％のＳｉＣが含まれている事が判明
し、添加したＳｉＣが均一にほぼ１００％の歩留で製品
中に残存している事が明かとなった。 【００４９】 【比較例１】賦形後のセラミックスの分解温度以下での
ホットプレスの効果を確認するために下記のプロセスで
セラミック添加Ｃ／Ｃコンポジットを試作した。 【００５０】実施例１の前駆体を用い、プレス用金型中
で実施例１と同様に賦形を行った。その後、直ちにピッ
チ類を含浸し、炭化する工程を４回繰り返し、緻密化を
行った。その結果、第３表の短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジ
ットが得られた。 【００５１】 【表３】 【００５２】この様に、セラミックスの分解温度以下で
のホットプレスを省略した場合には、Ｃ／Ｃコンポジッ
ト中の繊維含有率が低く、曲げ強度が実施例１よりも低
かった。また、試作に要する期間は実施例１に比べ著し
く長くなるという欠点もあった。 【００５３】 【比較例２】セラミック添加の効果を把握するため、実
施例１のセラミック粉を用いない前駆体を作製し、実施
例１と同様な手法で緻密化を行った。 【００５４】この結果、各条件下に於ける素材の嵩比
重、気孔率他は第４表のように向上した。 【００５５】 【表４】 【００５６】この様に、セラミックスが添加されていな
い場合には硬さが実施例１のセラミック添加Ｃ／Ｃコン
ポジットと較べ、著しく低いということが判明した。 【００５７】実施例及び比較例を比較することによっ
て、本法を用いて作成した短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジッ
トは嵩密度の向上が著しく大きいのに加え、所要期間も
大幅に短縮できることが明らかである。 【００５８】実施例１で試作した短繊維強化Ｃ／Ｃコン
ポジットのブレーキ材としての評価を行った結果、セラ
ミック粉の添加により製品は高い硬度を有するため、比
較例２よりも摩耗が著しく少なくなることが判明した。 【００５９】また、実施例１で試作したセラミック添加
Ｃ／Ｃコンポジットを、相手材として高硬度である鋳
鉄、コンクリートと摩耗試験を行った結果、比較例２の
素材よりも著しく摩耗が少なくなることも判明した。 【００６０】これは、セラミック添加による硬さの向上
の効果が現れた結果であり、従来Ｃ／Ｃコンポジットの
硬さが低いことにより適用が困難であった高硬度材を相
手材とする摺動部材にも適用可能であることを示してい
る。 【００６１】 【発明の効果】本法では通常のプレスまたは炭化炉及び
高温加熱加圧装置を用い、セラミックスを添加した短繊
維強化Ｃ／Ｃコンポジット前駆体から、短期間で嵩密度
の高いＣ／Ｃコンポジットを得る事ができた。更に、セ
ラミックスを添加することにより著しく硬さの高いＣ／
Ｃコンポジットが得られた。 【００６２】この製造法で得た短繊維強化Ｃ／Ｃコンポ
ジットをブレーキ材料として評価した結果、著しく摩耗
が少ないという利点を合わせ持つことも判明した。
た短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジットの製造方法に関する。
本材料は、自動車等の高速車両の摩擦式ブレーキ等へ適
用することができる。 【０００２】 【従来の技術】一般に炭素繊維強化複合材料（Ｃ／Ｃコ
ンポジット）は、ＰＡＮ系、ピッチ系等の炭素繊維の長
・短繊維にフェノール樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性
樹脂、あるいはピッチなどの熱可塑性成分を含浸、また
は混合して加熱成形したものを、非酸化性雰囲気中にお
いて６００―１０００℃に焼成することにより得られ
る。 【０００３】実用のために強度が不足する場合は、更に
緻密化のため熱硬化樹脂またはピッチ等を含浸した後焼
成する。 【０００４】高強度化のためにはこの含浸及び焼成を数
回繰り返す。このようにＣ／Ｃコンポジットは前述のよ
うに加熱、冷却をなんども繰り返して製造されているた
め製造期間が著しく長くなることが欠点であった。 【０００５】また、Ｃ／Ｃコンポジットの硬さは比較的
低く、硬い相手材との摺動では、優先的にＣ／Ｃコンポ
ジットが摩耗され、その寿命が短いのが欠点でもあっ
た。 【０００６】Ｃ／Ｃコンポジットの硬さを増すために
は、マトリックスである炭素にセラミック粉を添加する
ことはよく知られている。 【０００７】例えば、複合材料へのセラミックの添加の
手法としては、例えば、特開平１―１８３５７７号公報
に見られるように炭素繊維の表面に負に帯電したセラミ
ック微粒子を付着させる方法が知られている。 【０００８】しかしながら、この手法を適用したセラミ
ック添加Ｃ／Ｃコンポジットは炭素繊維へのセラミック
の付着が均一でなく、そのため空隙が発生し易く強度の
ばらつきが大きいことに加え、摺動部材として用いた場
合に欠けが生ずる等の問題があった。 【０００９】また、セラミック粉体をそのままマトリッ
クス中に添加した場合には、マトリックスの樹脂または
ピッチと比重が異なるため均一に添加することは困難で
あった。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のセラミックを添加した短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジット
の製造法よりも、セラミック粒子の分散性に優れ、且つ
短期間にセラミック添加Ｃ／Ｃコンポジットを容易に得
ることができる製造方法を提供することにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、原料ピッチを
その軟化点温度以上でセラミック粉と混合し、前記混合
物を冷却した後に粉砕したマトリックス原料と、水等の
液媒中で短繊維状炭素繊維とを均一混合させて短繊維強
化Ｃ／Ｃコンポジット前駆体を用意し、該前駆体を不活
性雰囲気中で４００〜１２００℃に拘束加熱して焼成し
賦形をした後、さらに真空中または不活性雰囲気中、セ
ラミック粉の分解温度以下で、５０ｋｇ／ｃｍ2以上の
条件下に加熱・加圧処理を施すことを特徴とする短繊維
強化Ｃ／Ｃコンポジットの製造方法である。 【００１２】以下に本発明の内容を製造工程に沿ってさ
らに詳細に説明する。 【００１３】（１）本発明ではまず原料となるピッチを
その軟化点温度以上でセラミック粉と混合してセラミッ
クス添加ピッチを得る。該ピッチを冷却した後、約２０
μｍ程度の平均粒径に粉砕する。 【００１４】原料ピッチに添加するセラミック粉として
は、例えばＳｉＣ、ＢＮ等の炭化物及び窒化物を用いる
ことができる。また、ＺｒＢ2のようなほう化物も用い
ることができる。 【００１５】また、用いるセラミック粉体の粒径は、粉
砕後の粒径（約２０μｍ程度）よりも小さければいずれ
も適用可能であるが、セラミック粉を均一分散するため
には０．５〜７μｍ程度の平均粒径が好ましい。 【００１６】これらセラミック粉はＣ／Ｃコンポジット
中では樹脂等から生成されるマトリックス炭素よりも硬
い粉として存在する。また、セラミック粉体は、その分
解温度以下では、熱的に安定である。 【００１７】そのため、製造されるＣ／Ｃコンポジット
素材内の気孔が著しく低下できると共に、セラミック粉
の硬さが高いため、セラミック添加Ｃ／Ｃコンポジット
の硬さはセラミックスを添加しないＣ／Ｃコンポジット
と較べ著しく高いという特徴を有する。 【００１８】従って、Ｃ／Ｃコンポジット中マトリック
ス炭素よりも硬いセラミックスであれば、何れのセラミ
ック粉も適用ができ、Ｃ／Ｃコンポジット素材の硬さを
高くすることが可能である。 【００１９】（２）その後、１〜２５ｍｍの短繊維状の
炭素繊維と前記粉砕ピッチとを水等の液媒中で混合攪拌
してスラリー状とする。 【００２０】該スラリーを金網等に保持しつつ、金網背
面から真空ポンプ等で吸引濾過し、ピッチ類及び炭素繊
維を均一分散させたＣ／Ｃコンポジットの前駆体を製造
する。 【００２１】この前駆体は、短繊維状の炭素繊維が絡み
合っているため嵩高く、実用のためにはプレス等を用い
て拘束加熱し、形状を賦与すると共に緻密化する必要が
ある。 【００２２】（３）該前駆体数枚を製品厚みに応じて積
層した後、プレス又は金属板等で拘束保持し、不活性雰
囲気中でピッチ類の溶融温度以上且つ１２００℃以下で
焼成し、賦形を行う。 【００２３】賦形化の段階では、該前駆体は炭素繊維の
絡み合いが大きいため嵩高く、しかもピッチ類の溶融温
度未満では結合剤となるピッチ類が溶融しないために賦
形が困難となる。 【００２４】そこで、繊維の絡み合いに起因する低比重
前駆体をプレス等を用いて機械的に圧縮する事により緻
密化すると共に、ピッチ類の溶融温度以上に加熱する事
により炭素繊維間をピッチにより接着することで賦形が
可能となる。 【００２５】一方、１２００℃超で拘束保持しながら焼
成した場合にはピッチ類中の揮発分の揮発が充分に行わ
れ、それ以下の焼成温度での加熱・加圧と大きな差異が
認められなかった。温度範囲で加熱・加圧することによ
り形状保持を容易に行なうことができる。 【００２６】即ち、該前駆体からセラミック添加Ｃ／Ｃ
コンポジットを賦形するための温度としては、ピッチ類
の結合剤としての強度が発現される４００℃以上が好ま
しい。 【００２７】また、４００℃未満での焼成では、該仮焼
体に含まれるピッチ類中の揮発分が多いため、後工程と
なる高温加熱・加圧を実施する際、該装置中に揮発分を
大量に導入するため経済的な炉操作が困難になってしま
うという欠点もある。 【００２８】（４）その後、上記賦形体は炭素繊維含有
率が低いのに加え、気孔率が高く実用上の嵩密度を得る
のに充分ではないため、その後セラミック粉の分解温度
以下で、５０ｋｇ／ｃｍ2以上の条件下で、真空中また
は窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中において加熱・加
圧することによって短期間に高密度の短繊維強化Ｃ／Ｃ
コンポジットが得られる。 【００２９】Ｃ／Ｃコンポジット前駆体の酸化による劣
化を防止する点から、この加熱・加圧は真空中または不
活性雰囲気下で行うことが必要である。 【００３０】また、必要に応じ高温での加熱・加圧後
に、ピッチ類または熱硬化性樹脂等を含浸した後に１０
００℃程度まで焼成することによってより一層の嵩密度
の向上を図ることができる。 【００３１】この高温での加熱・加圧処理を添加したセ
ラミック粉体の分解温度超で行った場合には、優先的に
セラミック粉体が昇華消失し、高密度化の達成は困難で
ある。 【００３２】例えば、セラミックスがＳｉＣの場合に
は、１７００℃超での高温加熱・加圧でＳｉＣの分解が
促進された。また、ＢＮでは２０００℃超の温度では分
解が生ずる。 【００３３】このように添加したセラミックスの分解温
度を越えて加熱した場合には、セラミックスを添加した
Ｃ／Ｃコンポジットの緻密化は困難であった。 【００３４】なお、５０ｋｇ／ｃｍ2未満の条件では緻
密化が促進されず、高密度のセラミック添加Ｃ／Ｃコン
ポジットは得られない。 【００３５】好ましくは１００ｋｇ／ｃｍ2の条件でよ
り高い嵩密度のＣ／Ｃコンポジットが得られる。 【００３６】 【実施例】次いで、本発明を実施例により比較例と対比
しながら具体的に説明する。 【００３７】 【実施例１】原料のピッチ（軟化点２４０℃）９部及び
平均粒径５μｍのＳｉＣ８部（重量比）を、該ピッチの
軟化温度以上である３００℃で２軸混練機を用いて１時
間混練し、ピッチとＳｉＣを十分に混合均一化した。 【００３８】冷却後、この混合物を粉砕機を用いて平均
粒径２０μｍに粉砕し、セラミック添加ピッチの微粉体
を得た。 【００３９】短繊維状炭素繊維（平均長さ１２ｍｍ）及
び前記の微粉体を、それぞれ重量比１：０．９の割合で
水中で均一分散し、セラミック添加Ｃ／Ｃコンポジット
の前駆体を得た。この前駆体をプレス用の金型に挿入し
た後、プレス圧力１００ｋｇ／ｃｍ2を印加しながら室
温から６００℃まで窒素流れ中５０℃／分の条件で加熱
して焼成し、賦形を行った。 【００４０】その後、より一層の緻密化のため、ホット
プレスを用いて、窒素雰囲気中、１００ｋｇ／ｃｍ2の
加圧下で室温から１５００℃まで１０℃／分の昇温速度
で加熱した。 【００４１】この結果、各条件下に於ける素材の嵩比
重、気孔率他は第１表のように向上した。 【００４２】 【表１】 【００４３】尚、及びの処理は、２日で完了するこ
とができた。 【００４４】この製品のＳｉＣ量を定量分析した結果、
製品中には１２体積％のＳｉＣが含まれている事が判明
し、添加したＳｉＣが均一にほぼ１００％の歩留で製品
中に残存している事が明かとなった。 【００４５】 【実施例２】実施例１の前駆体を金属板（鉄板）で拘束
した後、６００℃まで実施例１の昇温条件及び雰囲気で
加熱炉中で加熱した。引続き、実施例１の条件で緻密化
を行った。 【００４６】 【表２】 【００４７】この結果、各条件下に於ける素材の嵩比重
は第２表のように向上した。 【００４８】この製品のＳｉＣ量を定量分析した結果、
製品中には１２体積％のＳｉＣが含まれている事が判明
し、添加したＳｉＣが均一にほぼ１００％の歩留で製品
中に残存している事が明かとなった。 【００４９】 【比較例１】賦形後のセラミックスの分解温度以下での
ホットプレスの効果を確認するために下記のプロセスで
セラミック添加Ｃ／Ｃコンポジットを試作した。 【００５０】実施例１の前駆体を用い、プレス用金型中
で実施例１と同様に賦形を行った。その後、直ちにピッ
チ類を含浸し、炭化する工程を４回繰り返し、緻密化を
行った。その結果、第３表の短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジ
ットが得られた。 【００５１】 【表３】 【００５２】この様に、セラミックスの分解温度以下で
のホットプレスを省略した場合には、Ｃ／Ｃコンポジッ
ト中の繊維含有率が低く、曲げ強度が実施例１よりも低
かった。また、試作に要する期間は実施例１に比べ著し
く長くなるという欠点もあった。 【００５３】 【比較例２】セラミック添加の効果を把握するため、実
施例１のセラミック粉を用いない前駆体を作製し、実施
例１と同様な手法で緻密化を行った。 【００５４】この結果、各条件下に於ける素材の嵩比
重、気孔率他は第４表のように向上した。 【００５５】 【表４】 【００５６】この様に、セラミックスが添加されていな
い場合には硬さが実施例１のセラミック添加Ｃ／Ｃコン
ポジットと較べ、著しく低いということが判明した。 【００５７】実施例及び比較例を比較することによっ
て、本法を用いて作成した短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジッ
トは嵩密度の向上が著しく大きいのに加え、所要期間も
大幅に短縮できることが明らかである。 【００５８】実施例１で試作した短繊維強化Ｃ／Ｃコン
ポジットのブレーキ材としての評価を行った結果、セラ
ミック粉の添加により製品は高い硬度を有するため、比
較例２よりも摩耗が著しく少なくなることが判明した。 【００５９】また、実施例１で試作したセラミック添加
Ｃ／Ｃコンポジットを、相手材として高硬度である鋳
鉄、コンクリートと摩耗試験を行った結果、比較例２の
素材よりも著しく摩耗が少なくなることも判明した。 【００６０】これは、セラミック添加による硬さの向上
の効果が現れた結果であり、従来Ｃ／Ｃコンポジットの
硬さが低いことにより適用が困難であった高硬度材を相
手材とする摺動部材にも適用可能であることを示してい
る。 【００６１】 【発明の効果】本法では通常のプレスまたは炭化炉及び
高温加熱加圧装置を用い、セラミックスを添加した短繊
維強化Ｃ／Ｃコンポジット前駆体から、短期間で嵩密度
の高いＣ／Ｃコンポジットを得る事ができた。更に、セ
ラミックスを添加することにより著しく硬さの高いＣ／
Ｃコンポジットが得られた。 【００６２】この製造法で得た短繊維強化Ｃ／Ｃコンポ
ジットをブレーキ材料として評価した結果、著しく摩耗
が少ないという利点を合わせ持つことも判明した。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平４−214073（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−310568（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−237062（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−252370（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 35/83
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 原料ピッチをその軟化点温度以上でセラ
ミック粉と混合し、前記混合物を冷却した後に粉砕した
マトリックス原料を、液媒中で短繊維状炭素繊維と均一
混合させて短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジット前駆体とし、
前記前駆体を不活性雰囲気中で４００〜１２００℃に拘
束加熱して焼成し賦形した後、さらに真空中または不活
性雰囲気中、セラミック粉の分解温度以下で、５０ｋｇ
／ｃｍ2以上の条件下に加熱・加圧処理を施すことを特
徴とする短繊維強化Ｃ／Ｃコンポジットの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11242493A JP3404498B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 短繊維強化ｃ／ｃコンポジットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11242493A JP3404498B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 短繊維強化ｃ／ｃコンポジットの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06305832A JPH06305832A (ja) | 1994-11-01 |
| JP3404498B2 true JP3404498B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=14586301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11242493A Expired - Fee Related JP3404498B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 短繊維強化ｃ／ｃコンポジットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404498B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4673571B2 (ja) * | 2004-04-02 | 2011-04-20 | 本田技研工業株式会社 | 摩擦係合装置用摩擦部材およびその製造方法 |
| JP4297138B2 (ja) | 2005-07-05 | 2009-07-15 | 三菱樹脂株式会社 | 炭素繊維強化ＳｉＣ系複合材及び摺動材 |
| CN116655397B (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-27 | 浙江德鸿碳纤维复合材料有限公司 | 一种基于短碳纤维的碳/碳复合材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-04-16 JP JP11242493A patent/JP3404498B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06305832A (ja) | 1994-11-01 |
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