JP3406866B2 - セラミックス複合材料製造用有機金属橋掛け重合体及びその製造方法 - Google Patents
セラミックス複合材料製造用有機金属橋掛け重合体及びその製造方法Info
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- JP3406866B2 JP3406866B2 JP25868999A JP25868999A JP3406866B2 JP 3406866 B2 JP3406866 B2 JP 3406866B2 JP 25868999 A JP25868999 A JP 25868999A JP 25868999 A JP25868999 A JP 25868999A JP 3406866 B2 JP3406866 B2 JP 3406866B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、緻密度の高い複合セラ
ミックスの製造に適した有機金属橋掛け重合体に関す
る。
ミックスの製造に適した有機金属橋掛け重合体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】原子力分野，宇宙・航空分野等の極限環
境下で使用される材料として、耐熱性や機械的特性に優
れたＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4等、種々のセラミックス材料が開
発されてきた。セラミックス材料は、熱交換器，メカニ
カルシール等の過酷な条件に曝される部材としても使用
されている。なかでも、ＳｉＣは、耐熱性及び耐摩耗性
に優れていることは勿論、中性子照射条件下でも長寿命
の放射性核種が発生しにくいことを活用し、宇宙・航空
用途から原子力用途までの広範囲な分野において有望視
されている材料である。ＳｉＣは、融点が２６００℃と
高温特性に優れているが、それ自体では脆い材料であ
る。そこで、ＳｉＣ繊維で強化したＳｉＣ繊維／ＳｉＣ
複合材料が提案されている［A.Lacombe and C.Bonnet,
2nd Int.Aerospace Planes Conf.Proc.AIAA-90-5208(19
90), C. W. Hollenberg et al., J. Nucl. Mat., 219,
(1995)70-86参照］。
境下で使用される材料として、耐熱性や機械的特性に優
れたＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4等、種々のセラミックス材料が開
発されてきた。セラミックス材料は、熱交換器，メカニ
カルシール等の過酷な条件に曝される部材としても使用
されている。なかでも、ＳｉＣは、耐熱性及び耐摩耗性
に優れていることは勿論、中性子照射条件下でも長寿命
の放射性核種が発生しにくいことを活用し、宇宙・航空
用途から原子力用途までの広範囲な分野において有望視
されている材料である。ＳｉＣは、融点が２６００℃と
高温特性に優れているが、それ自体では脆い材料であ
る。そこで、ＳｉＣ繊維で強化したＳｉＣ繊維／ＳｉＣ
複合材料が提案されている［A.Lacombe and C.Bonnet,
2nd Int.Aerospace Planes Conf.Proc.AIAA-90-5208(19
90), C. W. Hollenberg et al., J. Nucl. Mat., 219,
(1995)70-86参照］。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】セラミックス複合材料
の製造に際し、繊維及びマトリックスの原料として有機
ケイ素重合体等の前躯体が使用されている。この場合、
有機ケイ素重合体を無機化するとき、非晶質材料では高
温での結晶化抑制や、結晶質材料では結晶の緻密化のた
め有機ケイ素重合体に有機金属化合物を架橋させる方法
が採用されている。しかし、有機金属化合物が無機化し
た際に十分に緻密化されず、得られた複合材料に比較的
多量の気泡が含まれ易い。複合材料中の気泡は、機械的
特性や耐熱性を低下させる応力欠陥の発生起点となる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたもの
であり、Ｄｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒ等を含む有機金
属化合物を橋掛け重合させることにより、緻密化を促進
させて複合材料中の気泡を低減し、耐熱性及び高温強度
に優れたセラミックス複合材料の製造に適した有機金属
橋掛け重合体を提供することを目的とする。
の製造に際し、繊維及びマトリックスの原料として有機
ケイ素重合体等の前躯体が使用されている。この場合、
有機ケイ素重合体を無機化するとき、非晶質材料では高
温での結晶化抑制や、結晶質材料では結晶の緻密化のた
め有機ケイ素重合体に有機金属化合物を架橋させる方法
が採用されている。しかし、有機金属化合物が無機化し
た際に十分に緻密化されず、得られた複合材料に比較的
多量の気泡が含まれ易い。複合材料中の気泡は、機械的
特性や耐熱性を低下させる応力欠陥の発生起点となる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたもの
であり、Ｄｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒ等を含む有機金
属化合物を橋掛け重合させることにより、緻密化を促進
させて複合材料中の気泡を低減し、耐熱性及び高温強度
に優れたセラミックス複合材料の製造に適した有機金属
橋掛け重合体を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス複
合材料製造用有機金属橋掛け重合体は、その目的を達成
するため、主として−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び−Ｓ
ｉ−Ｓｉ−結合単位からなり、水素原子，低級アルキル
基，アリール基，フェニル基又はシリル基がケイ素の側
鎖に結合しており、−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位の全数と
−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比が２０：１か
ら１：２０の範囲にあり、ケイ素と炭素との個数比が
２：１から１：２の範囲にある有機ケイ素ポリマー部分
と、該有機ケイ素ポリマー部分のケイ素原子の少なくと
も一部がＤｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒから選ばれた少
なくとも１種の金属（Ｍ）又は金属（Ｍ）及び酸素を介
して結合している部分とからなり、前記有機ケイ素ポリ
マー部分の−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び−Ｓｉ−Ｓｉ
−結合単位の全数と−Ｍ−Ｓｉ−結合単位及び−Ｍ−Ｏ
−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比が２：１から５０
０：１の範囲にあり、数平均分子量が５００〜１００，
０００であることを特徴とする。
合材料製造用有機金属橋掛け重合体は、その目的を達成
するため、主として−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び−Ｓ
ｉ−Ｓｉ−結合単位からなり、水素原子，低級アルキル
基，アリール基，フェニル基又はシリル基がケイ素の側
鎖に結合しており、−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位の全数と
−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比が２０：１か
ら１：２０の範囲にあり、ケイ素と炭素との個数比が
２：１から１：２の範囲にある有機ケイ素ポリマー部分
と、該有機ケイ素ポリマー部分のケイ素原子の少なくと
も一部がＤｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒから選ばれた少
なくとも１種の金属（Ｍ）又は金属（Ｍ）及び酸素を介
して結合している部分とからなり、前記有機ケイ素ポリ
マー部分の−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び−Ｓｉ−Ｓｉ
−結合単位の全数と−Ｍ−Ｓｉ−結合単位及び−Ｍ−Ｏ
−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比が２：１から５０
０：１の範囲にあり、数平均分子量が５００〜１００，
０００であることを特徴とする。
【０００５】この有機金属橋掛け重合体は、主として−
Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位か
らなり、水素原子，低級アルキル基，アリール基，フェ
ニル基又はシリル基がケイ素の側鎖に結合しており、−
Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位の全数と−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単
位の全数との個数比が２０：１から１：２０、ケイ素と
炭素との個数比が２：１から１：２、数平均分子量が５
００〜１００，０００の範囲にある有機ケイ素ポリマー
に、該記有機ケイ素ポリマーの−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単
位及び−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数とＭ−Ｘ結合単位
又はＭ−Ｒ2結合単位の全数との個数比が１０：１から
２００：１なる量比で式（１）の有機金属化合物を混合
し、得られた混合物を不活性雰囲気中で加熱反応させて
前記有機ケイ素ポリマーのケイ素原子の少なくとも一部
を前記有機金属化合物の金属原子と結合させることによ
り製造される。
Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位か
らなり、水素原子，低級アルキル基，アリール基，フェ
ニル基又はシリル基がケイ素の側鎖に結合しており、−
Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位の全数と−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単
位の全数との個数比が２０：１から１：２０、ケイ素と
炭素との個数比が２：１から１：２、数平均分子量が５
００〜１００，０００の範囲にある有機ケイ素ポリマー
に、該記有機ケイ素ポリマーの−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単
位及び−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数とＭ−Ｘ結合単位
又はＭ−Ｒ2結合単位の全数との個数比が１０：１から
２００：１なる量比で式（１）の有機金属化合物を混合
し、得られた混合物を不活性雰囲気中で加熱反応させて
前記有機ケイ素ポリマーのケイ素原子の少なくとも一部
を前記有機金属化合物の金属原子と結合させることによ
り製造される。
【０００６】
ＭＸ4 又は ＭＲ1 nＲ2 (4-n) ・・・・（１）
ただし、Ｍ：Ｄｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒから選ばれ
た少なくとも１種の金属 Ｘ：アセチルアセトキシ基 Ｒ1：カルボニル基，シクロペンタジエン基又はアセチ
ルアセトキシ基 Ｒ2：ハロゲン原子 ｎ：１〜３の自然数
た少なくとも１種の金属 Ｘ：アセチルアセトキシ基 Ｒ1：カルボニル基，シクロペンタジエン基又はアセチ
ルアセトキシ基 Ｒ2：ハロゲン原子 ｎ：１〜３の自然数
【０００７】
【作用】本発明に従ったセラミックス複合材料製造用有
機金属橋掛け重合体は、酸素等の不純物で汚染されず、
且つ余剰炭素を生成することなく耐熱性を向上させるた
め、分子構造中の−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位と−Ｓｉ−
Ｓｉ−結合単位の個数比を２０：１から１：２０の範囲
に特定している。−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位が多いと、反
応活性度が高くなって酸化し、構造中に不用意に酸素を
取り込んでしまうため耐熱性が著しく低下し易い。逆に
−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位が多くなると、ポリマーの安
定性は向上するものの、Ｃ／Ｓｉの個数比が多くなって
余剰炭素が生成して耐熱特性が低下し、粘度の上昇に起
因して複合材料製造時の取扱いに支障を来す。
機金属橋掛け重合体は、酸素等の不純物で汚染されず、
且つ余剰炭素を生成することなく耐熱性を向上させるた
め、分子構造中の−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位と−Ｓｉ−
Ｓｉ−結合単位の個数比を２０：１から１：２０の範囲
に特定している。−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位が多いと、反
応活性度が高くなって酸化し、構造中に不用意に酸素を
取り込んでしまうため耐熱性が著しく低下し易い。逆に
−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位が多くなると、ポリマーの安
定性は向上するものの、Ｃ／Ｓｉの個数比が多くなって
余剰炭素が生成して耐熱特性が低下し、粘度の上昇に起
因して複合材料製造時の取扱いに支障を来す。
【０００８】橋掛け重合に供する有機金属化合物の金属
元素としては、Ｄｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒの１種又
は２種以上が使用される。これらの金属元素は、有機金
属橋掛け重合体の無機化に際し緻密化を促進させる作用
を呈すると共に、原料となるアセチルアセトネート等の
有機金属化合物を作製でき、重合体を橋掛け構造に変え
ることによって耐熱性を向上させ且つ無機化時の緻密化
を促進させる作用があり、セラミックス複合材料製造用
有機金属橋掛け重合体に適している。しかし、金属元素
の量が多すぎると、橋掛け構造が多くなって重合体の粘
度を上昇させ、含浸時の作業性低下や機械的特性の低下
等の原因となる。逆に金属元素の量が少なすぎると、耐
熱性が低下し、緻密化が進まず、機械的特性が低下す
る。このようなことから、−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及
び−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数と−Ｍ−Ｓｉ−結合単
位及び−Ｍ−Ｏ−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比を
２：１から５００：１の範囲に維持するとき、緻密化を
促進させ、優れた耐熱性及び機械的特性を発現するセラ
ミックス複合体の製造に適した有貴金属橋掛け重合体が
得られる。
元素としては、Ｄｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒの１種又
は２種以上が使用される。これらの金属元素は、有機金
属橋掛け重合体の無機化に際し緻密化を促進させる作用
を呈すると共に、原料となるアセチルアセトネート等の
有機金属化合物を作製でき、重合体を橋掛け構造に変え
ることによって耐熱性を向上させ且つ無機化時の緻密化
を促進させる作用があり、セラミックス複合材料製造用
有機金属橋掛け重合体に適している。しかし、金属元素
の量が多すぎると、橋掛け構造が多くなって重合体の粘
度を上昇させ、含浸時の作業性低下や機械的特性の低下
等の原因となる。逆に金属元素の量が少なすぎると、耐
熱性が低下し、緻密化が進まず、機械的特性が低下す
る。このようなことから、−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及
び−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数と−Ｍ−Ｓｉ−結合単
位及び−Ｍ−Ｏ−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比を
２：１から５００：１の範囲に維持するとき、緻密化を
促進させ、優れた耐熱性及び機械的特性を発現するセラ
ミックス複合体の製造に適した有貴金属橋掛け重合体が
得られる。
【０００９】
【実施例】製造例１：無水キシレン２．５リットル及び
金属ナトリウム４００ｇを窒素気流中でキシレンの沸点
まで加熱し、ジメチルジクロロシラン１リットルを滴下
し、その状態で１０時間加熱環流して沈殿物を生成させ
た。沈殿物を濾過し、メタノールで洗浄した後、更に水
で洗浄し、ポリジメチルシランの白色粉末４００ｇを得
た。ポリジメチルシランを窒素気流中で４２０℃に加熱
処理し、無色透明で若干粘性のある液体を留出受け器で
回収した。この液体は、ＶＰＯ法による測定で９８０の
数平均分子量をもち、主として−Ｓｉ−ＣＨ2−，−Ｓ
ｉ−Ｓｉ−，−Ｓｉ−ＣＨ3−，−Ｓｉ−Ｈ−の結合単
位からなる三次元ランダム構造をもつ有機ケイ素ポリマ
ーであった。
金属ナトリウム４００ｇを窒素気流中でキシレンの沸点
まで加熱し、ジメチルジクロロシラン１リットルを滴下
し、その状態で１０時間加熱環流して沈殿物を生成させ
た。沈殿物を濾過し、メタノールで洗浄した後、更に水
で洗浄し、ポリジメチルシランの白色粉末４００ｇを得
た。ポリジメチルシランを窒素気流中で４２０℃に加熱
処理し、無色透明で若干粘性のある液体を留出受け器で
回収した。この液体は、ＶＰＯ法による測定で９８０の
数平均分子量をもち、主として−Ｓｉ−ＣＨ2−，−Ｓ
ｉ−Ｓｉ−，−Ｓｉ−ＣＨ3−，−Ｓｉ−Ｈ−の結合単
位からなる三次元ランダム構造をもつ有機ケイ素ポリマ
ーであった。
【００１０】有機ケイ素ポリマー３０ｇ及びジスプロシ
ウム(III)アセチルアセトネート９ｇを秤量し混合し
た。次いで、混合物にキシレン３００ｍｌを加え、均一
相の混合溶液を調製した。窒素雰囲気中で混合溶液を１
３０℃に１時間加熱攪拌しながら環流反応させた。環流
反応終了後、溶媒のキシレンを留出し、更に３００℃で
４時間重合反応させることによってＳｉ及びＤｙを含む
有機金属橋掛け重合体を得た。合成された有機金属橋掛
け重合体は数平均分子量が約１４００で、赤外分光法，
質量分析，1Ｈ−ＮＭＲ及び29Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル
の測定結果から、−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位，−Ｓｉ−
Ｓｉ−結合単位，−Ｓｉ−Ｄｙ−結合単位及び−Ｄｙ−
Ｏ−Ｓｉ−結合単位をもち、各結合単位の個数比が約２
０：２：１：１，重合体中のＣ／Ｓｉ個数比が約０．６
であった。
ウム(III)アセチルアセトネート９ｇを秤量し混合し
た。次いで、混合物にキシレン３００ｍｌを加え、均一
相の混合溶液を調製した。窒素雰囲気中で混合溶液を１
３０℃に１時間加熱攪拌しながら環流反応させた。環流
反応終了後、溶媒のキシレンを留出し、更に３００℃で
４時間重合反応させることによってＳｉ及びＤｙを含む
有機金属橋掛け重合体を得た。合成された有機金属橋掛
け重合体は数平均分子量が約１４００で、赤外分光法，
質量分析，1Ｈ−ＮＭＲ及び29Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル
の測定結果から、−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位，−Ｓｉ−
Ｓｉ−結合単位，−Ｓｉ−Ｄｙ−結合単位及び−Ｄｙ−
Ｏ−Ｓｉ−結合単位をもち、各結合単位の個数比が約２
０：２：１：１，重合体中のＣ／Ｓｉ個数比が約０．６
であった。
【００１１】製造例２：無水テトラヒドロフラン８００
ｍｌ及び金属カリウム１０５ｇを窒素気流中で７０℃ま
で加熱し、ＣｌＳｉ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｃｌ：１０ｇ，（Ｃ
6Ｈ5）ＨＳｉＣｌ2：７５ｇ及び（ＣＨ3）2ＳｉＣｌ2：
９０ｇの混合物を滴下し、その状態で８時間加熱環流し
て沈殿物を生成させた。沈殿物を濾過し、濾液から無水
テトラヒドロフランを除去して、白色スラリー状物質３
２ｇを得た。この白色スラリー状物質は、数平均分子量
が約６００の有機ケイ素ポリマーであった。有機ケイ素
ポリマー３０ｇ及びガドリニウム (III)アセチルアセト
ネート２４ｇを秤量し混合した。次いで、混合物にキシ
レン５００ｍｌを加え、均一相の混合溶液を調製した。
窒素雰囲気中で混合溶液を１３０℃に１時間加熱攪拌し
ながら環流反応させた。環流反応終了後、溶媒のキシレ
ンを留出し、更に３００℃で４時間重合反応させること
によってＳｉ及びＧｄを含む有機金属橋掛け重合体を得
た。合成された有機金属橋掛け重合体は数平均分子量が
約２８００で、−Ｓｉ−ＣＨ2，−Ｓｉ−Ｓｉ−，−Ｇ
ｄ−Ｓｉ−及び−Ｇｄ−Ｏ−Ｓｉ−の結合単位をもち、
各結合単位の個数比が約５０：４：３：２，Ｃ／Ｓｉ個
数比が約１．２であった。
ｍｌ及び金属カリウム１０５ｇを窒素気流中で７０℃ま
で加熱し、ＣｌＳｉ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｃｌ：１０ｇ，（Ｃ
6Ｈ5）ＨＳｉＣｌ2：７５ｇ及び（ＣＨ3）2ＳｉＣｌ2：
９０ｇの混合物を滴下し、その状態で８時間加熱環流し
て沈殿物を生成させた。沈殿物を濾過し、濾液から無水
テトラヒドロフランを除去して、白色スラリー状物質３
２ｇを得た。この白色スラリー状物質は、数平均分子量
が約６００の有機ケイ素ポリマーであった。有機ケイ素
ポリマー３０ｇ及びガドリニウム (III)アセチルアセト
ネート２４ｇを秤量し混合した。次いで、混合物にキシ
レン５００ｍｌを加え、均一相の混合溶液を調製した。
窒素雰囲気中で混合溶液を１３０℃に１時間加熱攪拌し
ながら環流反応させた。環流反応終了後、溶媒のキシレ
ンを留出し、更に３００℃で４時間重合反応させること
によってＳｉ及びＧｄを含む有機金属橋掛け重合体を得
た。合成された有機金属橋掛け重合体は数平均分子量が
約２８００で、−Ｓｉ−ＣＨ2，−Ｓｉ−Ｓｉ−，−Ｇ
ｄ−Ｓｉ−及び−Ｇｄ−Ｏ−Ｓｉ−の結合単位をもち、
各結合単位の個数比が約５０：４：３：２，Ｃ／Ｓｉ個
数比が約１．２であった。
【００１２】ＳｉＣ繊維／ＳｉＣ複合材料の製造：製造
例１，２で得られた有機金属橋掛け重合体の５０重量％
キシレン溶液を炭素被覆されたＳｉ−Ｚｒ−Ｃ−Ｏ系繊
維（チラノ繊維製：ＺＭＩ−Ｓ５）の三次元織物（繊維
比率Ｘ方向：Ｙ方向：Ｚ方向＝１：１：０．２，寸法：
１２０ｍｍ幅×２４０ｍｍ長さ×５ｍｍ厚さ）に含浸さ
せた。含浸後、真空乾燥し、焼成した。焼成条件として
は、Ａｒ気流中１００℃／時で１３００℃まで昇温、１
３００℃に１時間保持、室温まで炉冷を採用した。含浸
及び焼成を１０回繰り返すことにより、セラミックス複
合材料を製造した。得られたセラミックス複合材料の閉
気孔率をアルキメデス法で測定したところ、８体積％と
低い閉気孔率を示し、十分に緻密化された材料であるこ
とが判った。また、大気雰囲気中で５５０ＭＰａ，１４
００℃で５４０ＭＰａの引張強さをもち、優れた耐熱性
を示した。
例１，２で得られた有機金属橋掛け重合体の５０重量％
キシレン溶液を炭素被覆されたＳｉ−Ｚｒ−Ｃ−Ｏ系繊
維（チラノ繊維製：ＺＭＩ−Ｓ５）の三次元織物（繊維
比率Ｘ方向：Ｙ方向：Ｚ方向＝１：１：０．２，寸法：
１２０ｍｍ幅×２４０ｍｍ長さ×５ｍｍ厚さ）に含浸さ
せた。含浸後、真空乾燥し、焼成した。焼成条件として
は、Ａｒ気流中１００℃／時で１３００℃まで昇温、１
３００℃に１時間保持、室温まで炉冷を採用した。含浸
及び焼成を１０回繰り返すことにより、セラミックス複
合材料を製造した。得られたセラミックス複合材料の閉
気孔率をアルキメデス法で測定したところ、８体積％と
低い閉気孔率を示し、十分に緻密化された材料であるこ
とが判った。また、大気雰囲気中で５５０ＭＰａ，１４
００℃で５４０ＭＰａの引張強さをもち、優れた耐熱性
を示した。
【００１３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、Ｄｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒ等の金属をもちいて
有機ケイ素ポリマーを橋掛け重合することにより有機金
属橋掛け重合体を得ている。この有機金属橋掛け重合体
は、特定された分子構造のため有機金属化合物の分解生
成物が気泡となって余剰炭素として焼成後に残存するこ
とがない。したがって、得られるセラミックス複合材料
は、緻密度が高く、優れた機械的特性及び耐熱性を呈
し、宇宙・航空用途から原子力用途までの広範な分野に
わたって使用される。
は、Ｄｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒ等の金属をもちいて
有機ケイ素ポリマーを橋掛け重合することにより有機金
属橋掛け重合体を得ている。この有機金属橋掛け重合体
は、特定された分子構造のため有機金属化合物の分解生
成物が気泡となって余剰炭素として焼成後に残存するこ
とがない。したがって、得られるセラミックス複合材料
は、緻密度が高く、優れた機械的特性及び耐熱性を呈
し、宇宙・航空用途から原子力用途までの広範な分野に
わたって使用される。
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フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 光彦
山口県宇部市西岐波区今村東
(72)発明者 田中 吉積
山口県宇部市中山358―103
(56)参考文献 特開 昭58−213026（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−182348（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08G 77/60
C08G 77/50
C08G 77/58
C04B 35/571
C04B 35/589
Claims (2)
- 【請求項１】 主として−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び
−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位からなり、水素原子，低級アル
キル基，アリール基，フェニル基又はシリル基がケイ素
の側鎖に結合しており、−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位の全
数と−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比が２０：
１から１：２０の範囲にあり、ケイ素と炭素との個数比
が２：１から１：２の範囲にある有機ケイ素ポリマー部
分と、 該有機ケイ素ポリマー部分のケイ素原子の少なくとも一
部がＤｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒから選ばれた少なく
とも１種の金属（Ｍ）又は金属（Ｍ）及び酸素を介して
結合している部分とからなり、 前記有機ケイ素ポリマー部分の−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単
位及び−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数と−Ｍ−Ｓｉ−結
合単位及び−Ｍ−Ｏ−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比
が２：１から５００：１の範囲にあり、数平均分子量が
５００〜１００，０００であることを特徴とするセラミ
ックス複合材料製造用有機金属橋掛け重合体。 - 【請求項２】 主として−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び
−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位からなり、水素原子，低級アル
キル基，アリール基，フェニル基又はシリル基がケイ素
の側鎖に結合しており、−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位の全
数と−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数との個数比が２０：
１から１：２０、ケイ素と炭素との個数比が２：１から
１：２、数平均分子量が５００〜１００，０００の範囲
にある有機ケイ素ポリマーに、 該有機ケイ素ポリマーの−Ｓｉ−ＣＨ2−結合単位及び
−Ｓｉ−Ｓｉ−結合単位の全数とＭ−Ｘ結合単位又はＭ
−Ｒ2結合単位の全数との個数比が１０：１から２０
０：１なる量比で、式（１）で表わされる有機金属化合
物を混合し、 得られた混合物を不活性雰囲気中で加熱反応させること
により、前記有機ケイ素ポリマーのケイ素原子の少なく
とも一部を前記有機金属化合物の金属原子と結合させる
ことを特徴とするセラミックス複合材料製造用有機金属
橋掛け重合体の製造方法。 ＭＸ4 又は ＭＲ1 nＲ2 (4-n) ・・・・（１） ただし、Ｍ：Ｄｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄ，Ｅｒから選ばれ
た少なくとも１種の金属 Ｘ：アセチルアセトキシ基 Ｒ1：カルボニル基，シクロペンタジエン基又はアセチ
ルアセトキシ基 Ｒ2：ハロゲン原子 ｎ：１〜３の自然数
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