JP3767170B2 - Sintered SiC fiber bonded body and manufacturing method thereof - Google Patents

Sintered SiC fiber bonded body and manufacturing method thereof Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い弾性率と優れた高温強度を有する割れにくいセラミックス複合材料、及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】
特開平7−69747号公報には、Si、C、Ti又はZr、及びOを構成元素とする無機質繊維と、この無機質繊維の間隙を充填するように存在する、Si、Ti又はZr、及びOを構成元素とする無機物質とから構成され、無機質繊維と無機物質との境界層として1〜200nmの非晶質及び/又は結晶質の炭素からなる層が存在する無機繊維焼結体が開示されている。同公報に記載の無機繊維焼結体は、高い破壊エネルギー及び優れた力学的特性を示す一方で、1300℃を超える高温下では塑性変形的な挙動を示すことがあった。その後、特開平9−52776号公報では、無機質繊維の間隙を充填するように存在する、Si、Ti又はZr、及びOを構成元素とする無機物質中に、100nm以下の粒径からなるTiC又はZrCの結晶質微粒子が分散した構造を創出させることにより塑性変形的な挙動を更に抑制し、即時破断強度測定試験においては1400℃でも塑性変形を示さない良好な複合材が提案されている。
【0003】
しかし、このような粒子分散構造による塑性流動の抑制にも限界があり、1400℃の大気中における耐クリープでは必ずしも十分の結果が得られておらず、また1500℃では塑性変形による若干の強度低下も認められた。
ところで、最近の航空機ジェットエンジンの進歩は目覚ましく、それに伴って燃焼ガスの高温化並びに使用材料の軽量化が強く望まれている。そこで、1400℃を超える超高温下でも耐える、割れにくいセラミックス材料がより重要になってきている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上記要望を満足する高耐熱性の焼結SiC繊維結合体及びその製造方法を提供することにある。本発明によれば、主としてSiCの焼結構造からなる無機繊維であって、2A族、3A族及び3B族の金属原子からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属原子を含有する無機繊維の全て或いは大部分が多角形状に変形し、最密充填構造に極めて近い状態に充填されており、繊維間には1〜50nmの炭素を主成分とする境界層が形成されてなり、密度が2.7g/cm3 以上、弾性率が200GPa以上、1600℃における強度が、室温強度の80%以上であることを特徴とする焼結SiC繊維結合体が提供される。
【0005】
更に、本発明によれば、ケイ素原子に対する炭素原子の割合がモル比で1.5以上であるポリシラン或いはその加熱反応物に、2A族、3A族及び3B族の金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物を添加し、不活性ガス中、加熱反応して金属元素含有有機ケイ素重合体を調整する第1工程、金属元素含有有機ケイ素重合体を溶融紡糸して紡糸繊維を得る第2工程、紡糸繊維を酸素含有雰囲気中50〜170℃で不融化して不融化繊維を調整する第3工程、不融化繊維を不活性ガス中で無機化する第4工程、無機化繊維から予備形状物を作製し、これを型内に仕込み真空、不活性ガス、還元ガス及び炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種からなる雰囲気中で、1700〜2200℃の温度範囲で加圧する第5工程からなることを特徴とする焼結SiC繊維結合体の製造方法が提供される。
【0006】
或いは、ケイ素原子に対する炭素原子の割合がモル比で1.5以上であるポリシラン或いはその加熱反応物に、2A族、3A族及び3B族の金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物を添加し、不活性ガス中、加熱反応して金属元素含有有機ケイ素重合体を調整する第1工程、金属元素含有有機ケイ素重合体を溶融紡糸して紡糸繊維を得る第2工程、紡糸繊維を酸素含有雰囲気中50〜170℃で不融化して不融化繊維を調整する第3工程、不融化繊維から予備形状物を作製し、これを型内に仕込み真空、不活性ガス、還元ガス及び炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種からなる雰囲気中で無機化し、更にそのまま1700〜2200℃まで昇温して加圧する第4工程からなることを特徴とする焼結SiC繊維結合体の製造方法が提供される。
【0007】
まず、本発明の焼結SiC繊維結合体について説明する。
本発明の焼結SiC繊維結合体を構成する繊維材は、主としてSiC結晶の焼結構造からなり、良好に焼結した領域ではSiC結晶間で強固な界面強度を発現しており、破壊はSiCの結晶粒内で進行する。本発明の焼結SiC繊維結合体を構成する繊維材の破面観察では、このようなSiCの粒内破壊が繊維材断面の少なくとも30%以上の領域で認められる。
尚、上記繊維材の破断面では、SiC結晶間の粒内破壊により確認される良好な焼結領域と、粒界破壊領域が混在している場合もあり、また10%以下の空隙を含んでいる場合もある。
【0008】
前記繊維材は、2A族、3A族及び3B族の金属原子からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属原子を含有する。
繊維材を構成する元素の割合は、通常、Si:55〜70重量%、C:30〜45重量%、M(2A族、3A族及び3B族の金属元素):0.05〜4.0重量%、好ましくは、0.1〜2.0重量%である。
2A族、3A族及び3B族の金属元素の中では、特にBe、Mg、Y、Ce、B、Alが好ましく、これらはいずれもSiCの焼結助剤として知られているもので、また有機ケイ素ポリマーのSi−H結合と反応し得るキレート化合物やアルコキシド化合物が存在するものである。この金属の割合が過度に少ないと繊維材の十分な焼結性が得られず、その割合が過度に高くなると、粒界破壊が多くなり力学的特性の低下を招くことになる。
【0009】
本発明の焼結SiC繊維結合体を構成する繊維材の全て或いは大部分は多角形状に変形し、最密充填構造に極めて近い状態に充填されている。また、それぞれの繊維と繊維の境界領域には、1〜50nmの炭素を主成分とする境界層が形成されており、これが破壊時に滑り層として働き大きな破壊エネルギー、即ち割れにくさを発現させる。
本発明の焼結SiC繊維結合体は、上述の構造を反映して、1600℃における強度が室温強度の80%以上と言う、極めて優れた高温力学的特性を発現する。
【0010】
また、本発明の焼結SiC繊維結合体を構成する繊維材は、1方向に引き揃えられたシート状物の積層状態と同様の配向状態、2次元織物の積層状態と同様の配向状態、3次元織物の状態と同様の配向状態、或いはランダム配向状態のいずれか又はそれらの複合組織からなることができる。これらは、目的とする形状物に要求される力学的特性により暫時選択されるものである。
【0011】
次に、本発明の焼結SiC繊維結合体の製造方法について説明する。
本発明では、無機化の方法を変えた2種類の製造方法を提案している。
まず最初の方法では、ケイ素原子に対する炭素原子の割合がモル比で1.5以上であるポリシラン或いはその加熱反応物に、2A族、3A族及び3B族の金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物を添加し、不活性ガス中、加熱反応して金属元素含有有機ケイ素重合体を調整する第1工程、金属元素含有有機ケイ素重合体を溶融紡糸して紡糸繊維を得る第2工程、紡糸繊維を酸素含有雰囲気中50〜170℃で加熱して不融化繊維を調整する第3工程、不融化繊維を不活性ガス中で無機化する第4工程、無機化繊維から予備形状物を作製し、これを型内に仕込み真空、不活性ガス、還元ガス及び炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種からなる雰囲気中で、1700〜2200℃の温度範囲で加圧する第5工程からなる。
【0012】
第1工程
第1工程では、前駆重合体である金属含有有機ケイ素重合体を調製する。
ポリシランは、例えば「有機ケイ素化合物の化学」化学同人(1972年)に記載の方法に従い、1種類以上のジクロロシランをナトリウムを用いて脱塩素反応させることにより得られる、鎖状又は環状の重合体であり、その数平均分子量は通常300〜1000である。本発明におけるポリシランは、ケイ素の側鎖として、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を有することができるが、いずれの場合も、ケイ素原子に対する炭素原子の割合がモル比で1.5以上であることが必要である。この条件を満足しないと、繊維中の炭素の全てが不融化の際に導入された酸素と共に、焼結に至るまでの昇温過程でCOガスとして脱離し、繊維間の境界炭素層が形成されないので好ましくない。
【0013】
本発明におけるポリシランは、上記の鎖状又は環状のポリシランを加熱して得られる、ポリシラン結合単位に加えて一部にカルボシラン結合を含む有機ケイ素重合体を包含する。このような有機ケイ素重合体はそれ自体公知の方法で調製することができる。調製法の例としては、鎖状又は環状のポリシランを400〜700℃の比較的高い温度で加熱反応する方法、このポリシランにフェニル基含有ポリボロシロキサンを加えて250〜500℃の比較的低い温度で加熱反応する方法を挙げることができる。こうして得られる有機ケイ素重合体の数平均分子量は通常1000〜5000である。
【0014】
フェニル含有ポリボロシロキサンは、特開昭53−42300号公報及び同53−50299号公報に記載の方法に従って調製することができる。例えば、フェニル含有ポリボロシロキサンは、ホウ酸と1種類以上のジオルガノクロロシランとの脱塩酸縮合反応によって調製することができ、その数平均分子量は通常500〜10000である。フェニル基含有ポリボロシロキサンの添加量は、ポリシラン100重量部に対して通常15重量部以下である。
【0015】
ポリシランに対して、2A族、3A族及び3B族の金属元素を含有する化合物の所定量を添加し、不活性ガス中、通常250〜350℃の範囲の温度で1〜10時間反応することにより、原料である金属元素含有有機ケイ素重合体を調製することができる。上記金属元素は、最終的に得られる焼結SiC繊維結合体中の金属元素の含有割合が0.05〜4.0重量%になる割合で使用され、具体的割合は本発明の教示に従って当業者が適宜に決定することができる。
また、上記の金属元素含有有機ケイ素重合体は、ポリシランのケイ素原子の少なくとも一部が、金属原子と酸素原子を介してあるいは介さずに結合された構造を有する、橋かけ重合体である。
【0016】
第1工程で添加される2A族、3A族及び3B族の金属元素を含有する化合物としては、前記金属元素のアルコキシド、アセチルアセトキシド化合物、カルボニル化合物、シクロペンタジエニル化合物等を用いることができ、例えば、ベリリウムアセチルアセトナート、マグネシウムアセチルアセトナート、イットリウムアセチルアセトナート、セリウムアセチルアセトナート、ほう酸ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート等を挙げることができる。
これらはいずれも、ポリシラン或いはその加熱反応物との反応時に生成する有機ケイ素ポリマー中のSi−H結合と反応して、それぞれの金属元素がSiと直接あるいは他の元素を介して結合した構造を生成し得るものである。
【0017】
第2工程
第2工程においては、金属元素含有有機ケイ素重合体の紡糸繊維を得る。
前駆重合体である金属元素含有有機ケイ素重合体を溶融紡糸及び乾式紡糸のようなそれ自体公知の方法によって紡糸し、紡糸繊維を得ることができる。
【0018】
第3工程
第3工程においては、紡糸繊維を酸素含有雰囲気中50〜170℃で加熱して不融化繊維を調製する。
不融化の目的は、紡糸繊維を構成するポリマー間に酸素原子による橋かけ点を形成させて、後続の無機化工程において不融化繊維が溶融せず、かつ隣接する繊維同士が融着しないようにすることである。
酸素含有雰囲気を構成するガスとしては、空気、酸素、オゾンが例示される。不融化温度は50〜170℃であり、不融化時間は不融化温度に依存するが、通常、数分から30時間である。
不融化繊維中の酸素の含有量は8〜16重量%になるようにコントロールすることが望ましい。この酸素の大部分は、次工程の無機化後も繊維中に残存し、最終の焼結に至るまでの昇温過程において、無機繊維中の余剰炭素をCOガスとして脱離させる重要な働きをする。
尚、酸素含有量が8重量%より少ない場合は、無機繊維中の余剰炭素が必要以上に残存し、昇温過程においてSiC結晶の回りに偏析して安定化するためSiCの焼結を阻害し、また、16重量%よりも多い時は、無機繊維中の余剰炭素が完全に脱離して繊維間の境界炭素層が生成しない。これらは、いずれも得られる材料の力学的特性に悪影響をおよぼす。
【0019】
前記不融化繊維は、さらに不活性雰囲気中で予備加熱することが好ましい。
不活性雰囲気を構成するガスとしては、窒素、アルゴンなどを例示することができる。加熱温度は通常150〜800℃であり、加熱時間は数分ないし20時間である。不融化繊維を不活性雰囲気中で予備加熱することによって、繊維への酸素の取り込みを防止しつつ、繊維を構成するポリマ−の橋かけ反応をより進行させ、前駆体金属重合体からの不融化繊維の優れた伸びを維持しつつ、強度をより向上させることができる、これにより、次工程の無機化を作業性よく安定に行うことができる。
【0020】
第4工程
第4工程においては、不融化繊維を、連続式又は回分式で、アルゴンのような不活性ガス雰囲気中、1000〜1700℃の範囲内の温度で加熱処理して、無機化する。
【0021】
第5工程
第5工程においては、まず、無機化繊維をシート形状物、織物形状物又はチョップ形状物に成形後、それらの少なくとも1種からなる予備形状物を作製する。次いで、予備形状物を型内に仕込み真空、不活性ガス、還元ガス及び炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種からなる雰囲気中で、1700〜2200℃の温度範囲で加圧する。
尚、第5工程で加圧するまでの昇温過程において、上記COの脱離を効果的に起こす目的で、ある一定範囲内の温度で昇温速度を調整したり、あるいはある温度で一定時間保持してもよい。また、その際、COの脱離速度に合わせた加圧プログラムを組み込んでも良い。
【0022】
次に第2の製造方法では、不融化繊維の状態で、加圧用の型内に仕込み、同型内で無機化も行う以外は、基本的には第1の方法と同じである。
【0023】
【実施例】
本発明をさらに詳しく説明するために以下に実施例及び比較例を示す。
参考例1
ナトリウム400gを含有する無水キシレンに、窒素ガス気流下にキシレンを加熱還流させながら、ジメチルジクロロシラン1Lを滴下し、引き続き10時間加熱還流し沈殿物を生成させた。この沈殿をろ過し、メタノール、次いで水で洗浄して、白色のポリジメチルシラン420gを得た。
【0024】
参考例2
ジフェニルジクロロシラン750g及びホウ酸124gを窒素ガス雰囲気下にn−ブチルエーテル中、100〜120℃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、フェニル基含有ポリボロシロキサン530gを得た。
【0025】
実施例1
参考例1で得られたポリジメチルシラン100部に参考例2で得られたフェニル基含有ポリボロシロキサン4部を添加し、窒素ガス雰囲気中、350℃で5時間熱縮合して、高分子量の有機ケイ素重合体を得た。この有機ケイ素重合体100部を溶解したキシレン溶液にアルミニウム−トリ−(sec−ブトキシド)を7部を加え、窒素ガス気流下に310℃で架橋反応させることによって、ポリアルミノカルボシランを合成した。
このポリアルミノカルボシランを245℃で溶融紡糸し、空気中140℃で5時間加熱処理した後、これを更に窒素中300℃で10時間加熱して不融化繊維を得た。
この不融化繊維を窒素中1500℃で連続焼成し、炭化ケイ素系連続無機繊維を合成した。得られた連続無機繊維を1方向に引き揃えたシート状物に成形し、繊維の方向を揃えて積層し、炭素製の型内に仕込んだ後、50MPaの圧力をかけながら2000℃まで昇温して焼結SiC繊維結合体を製造した。
【0026】
得られた焼結SiC繊維結合体の化学組成は、Si:67wt%、C:31wt%、O:0.3wt%、Al:0.8wt%、B:0.06wt%で、原子比でSi:C:O:Al=1:1.08:0.008:0.012で、繊維材は図1に示すように多角形状に変形して最密充填されており、繊維間には、平均で約10nmの境界炭素層が形成されていた。この焼結SiC繊維結合体の密度は2.95g/cm3で、4点曲げ強度及び弾性率は、それぞれ550MPa及び340GPaで、複合材料特有の破壊形態を示していた。また、1600℃における4点曲げ強度は、570MPaで全く強度の低下は認められなかった。
【0027】
実施例2
参考例1で得られたポリジメチルシランを、窒素ガス雰囲気中、470℃で6時間熱縮合して、高分子量の有機ケイ素重合体を得た。この有機ケイ素重合体100部を溶解したキシレン溶液にアルミニウム−トリ−(sec−ブトキシド)を7部を加え、窒素ガス気流下に320℃で架橋反応させることによって、ポリアルミノカルボシランを合成した。
このポリアルミノカルボシランを255℃で溶融紡糸した後、空気中170℃で10時間加熱処理した後、これを更に窒素中320℃で9時間加熱して不融化繊維を得た。この不融化繊維を1方向に引き揃えたシート状物に加工した後、炭素製の型内に仕込み、減圧下で1300℃まで昇温して、1時間保持した。その後アルゴンガスを導入し、1800℃に昇温後50MPaに加圧して焼結SiC繊維結合体を製造した。この焼結SiC繊維結合体の密度は3.05g/cm3で、4点曲げ強度及び弾性率は、それぞれ580MPa及び330GPaで、複合材料的な破壊形態を示していた。また、1600℃における4点曲げ強度は、565MPaで、初期の97%の強度が保持されていた。
【0028】
実施例3
実施例1のアルミニウム−トリ−(sec−ブトキシド)を7部加える代わりに、アルミニウム−トリ−(sec−ブトキシド)を4部とマグネシウムアセチルアセトネート3部を加え、窒素ガス気流下に310℃で架橋反応させることによって、アルミニウム並びにマグネシウムが導入された変成ポリカルボシランを得た。
この変成カルボシランを255℃で溶融防止した後、空気中150℃で3時間加熱処理し、更に窒素中300℃で9時間加熱して、不融化繊維を得た。不融化繊維をアルゴン中1450℃で連続焼成し、非晶質炭化ケイ素繊維を合成した。この非晶質炭化ケイ素繊維の化学組成は、Si:53wt%、C:33.4wt%、O:13wt%、Al:0.34wt%、B:0.01wt%、Mg:0.30wt%であった。
得られた非晶質の炭化ケイ素繊維を1方向に引き揃えたシート状物に成形し、繊維の方向を揃えて積層し、炭素製の型内に仕込んだ後、アルゴン置換されたホットプレス装置の中で1600℃まで昇温後、40MPaの圧力をかけて1800℃まで昇温して焼結SiC繊維結合体を製造した。
【0029】
得られた焼結SiC繊維結合体の化学組成は、Si:67.5wt%、C:31wt%、O:0.3wt%、Al:0.74wt%、B:0.06wt%、Mg:0.4wt%で、原子比でSi:C:O:Al=1:1.07:0.0078:0.0114で、それぞれの繊維材は、多角形状に変形して最密充填されており、繊維間には、平均で15nmの境界炭素層が形成されていた。この焼結繊維結合体の密度は、3.05g/cm3で、4点曲げ強度及び弾性率は、それぞれ530MPa及び295GPaで、複合材料特有の破壊形態を示していた。また、1600℃においても上記室温強度を保持していた。
【0030】
実施例4
実施例1のアルミニウム−トリ−(sec−ブトキシド)を7部加える代わりに、アルミニウム−トリ−(sec−ブトキシド)を4部とイットリウムアセチルアセトネート4部を加え、窒素ガス気流下に300℃で架橋反応させることによって、アルミニウム並びにイットリウムが導入された変成ポリカルボシランを得た。
この変成カルボシランを265℃で溶融防止した後、空気中150℃で3時間加熱処理し、更に窒素中300℃で10時間加熱して、不融化繊維を得た。不融化繊維をアルゴン中1450℃で連続焼成し、非晶質炭化ケイ素繊維を合成した。この非晶質炭化ケイ素繊維の化学組成は、Si:52.5wt%、C:34.5wt%、O:12wt%、Al:0.35wt%、B:0.005wt%、Y:0.56wt%であった。
得られた非晶質の炭化ケイ素繊維を1方向に引き揃えたシート状物に成形し、繊維の方向を揃えて積層し、炭素製の型内に仕込んだ後、アルゴン置換されたホットプレス装置の中で1650℃まで昇温後、50MPaの圧力をかけて1900℃まで昇温して焼結SiC繊維結合体を製造した。
【0031】
得られた焼結SiC繊維結合体の化学組成は、Si:67.87wt%、C:31wt%、O:0.3wt%、Al:0.5wt%、B:0.03wt%、Y:0.3wt%で、原子比でSi:C:O:Al=1:1.07:0.0077:0.0076で、それぞれの繊維材は、多角形状に変形して最密充填されており、繊維間には、平均で13nmの境界炭素層が形成されていた。この焼結繊維結合体の密度は、2.95g/cm3で、4点曲げ強度及び弾性率は、それぞれ570MPa及び305GPaで、複合材料特有の破壊形態を示していた。また、1600℃においても上記室温強度を保持していた。
【0032】
比較例1
参考例1で得られたポリジメチルシラン100部に参考例2で得られたフェニル基含有ポリボロシロキサン20部を添加し、窒素ガス雰囲気中、350℃で10時間熱縮合して、高分子量のポリカルボシランを得た。このポリカルボシランを232℃で溶融紡糸した後、空気中160℃で9時間加熱処理して不融化繊維を得た。この不融化繊維を窒素中1500℃で連続焼成し、炭化ケイ素系連続無機繊維を合成した。この連続無機繊維を用いて実施例1と同様にして、繊維結合体を作製した。この繊維結合体の密度は2.56g/cm3と小さく、SiCの粒内破壊も全く見られず、強度と弾性率もそれぞれ200MPa及び180GPaと低いものであった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施例1で得られた焼結SiC繊維結合体の結晶構造を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic composite material that has a high elastic modulus and excellent high-temperature strength and is difficult to break, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art and problems]
In JP-A-7-69747, Si, C, Ti, Zr, and O are used as constituent elements, and Si, Ti, Zr, and O, which exist so as to fill the gaps between the inorganic fibers. An inorganic fiber sintered body is disclosed in which a layer composed of 1 to 200 nm of amorphous and / or crystalline carbon is present as a boundary layer between inorganic fibers and inorganic substances. ing. The inorganic fiber sintered body described in the publication has high fracture energy and excellent mechanical properties, but sometimes exhibits plastic deformation behavior at a high temperature exceeding 1300 ° C. Thereafter, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-52776, TiC having a particle diameter of 100 nm or less in an inorganic substance containing Si, Ti or Zr, and O as constituent elements, which exists so as to fill the gaps of the inorganic fibers, is disclosed. By creating a structure in which crystalline fine particles of ZrC are dispersed, a plastic deformation behavior is further suppressed, and a good composite material that does not exhibit plastic deformation even at 1400 ° C. has been proposed in an immediate fracture strength measurement test.
[0003]
However, there is a limit to the suppression of plastic flow by such a particle dispersion structure, and sufficient results have not been obtained with creep resistance in the atmosphere at 1400 ° C., and a slight decrease in strength due to plastic deformation at 1500 ° C. Was also recognized.
By the way, recent progress in aircraft jet engines is remarkable, and accordingly, it is strongly desired to increase the temperature of combustion gases and to reduce the weight of materials used. Therefore, ceramic materials that are resistant to cracking and that can withstand even at ultra-high temperatures exceeding 1400 ° C. are becoming more important.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide a high heat-resistant sintered SiC fiber bonded body that satisfies the above-mentioned demand and a method for producing the same. According to the present invention, mainly an inorganic fiber composed of a sintered structure of SiC, 2A group, all inorganic fibers containing at least one metal atom selected from the group consisting of Group 3A and 3B group metal atom Alternatively, most of them are deformed into a polygonal shape and filled in a state very close to a close-packed structure, and a boundary layer mainly composed of 1 to 50 nm of carbon is formed between the fibers, and the density is 2. There is provided a sintered SiC fiber bonded body having a strength of 7 g / cm 3 or more, an elastic modulus of 200 GPa or more , and a strength at 1600 ° C. of 80% or more of room temperature strength .
[0005]
Furthermore, according to the present invention, the polysilane having a molar ratio of carbon atoms to silicon atoms of 1.5 or more or a heated reaction product thereof is selected from the group consisting of 2A group, 3A group and 3B group metal elements. The first step of adding a compound containing at least one metal element and reacting by heating in an inert gas to prepare the metal element-containing organosilicon polymer, melt spinning the metal element-containing organosilicon polymer and spinning A second step for obtaining fibers, a third step for adjusting the infusible fibers by infusibilizing the spun fibers in an oxygen-containing atmosphere at 50 to 170 ° C., a fourth step for mineralizing the infusible fibers in an inert gas, inorganic A pre-shaped product is prepared from the engineered fiber, and this is charged into a mold, and in an atmosphere consisting of at least one selected from the group consisting of vacuum, inert gas, reducing gas and hydrocarbon, in a temperature range of 1700 to 2200 ° C. Method for producing a sintered SiC fiber conjugates, comprising the fifth step for pressurizing is provided.
[0006]
Alternatively, at least one metal element selected from the group consisting of 2A group, 3A group, and 3B group metal elements in polysilane having a molar ratio of carbon atoms to silicon atoms of 1.5 or more or a heated reaction product thereof A first step of preparing a metal element-containing organosilicon polymer by adding a compound containing a metal and reacting by heating in an inert gas, a second step of obtaining a spun fiber by melt spinning the metal element-containing organosilicon polymer , A third step of adjusting the infusible fiber by infusibilizing the spun fiber at 50 to 170 ° C. in an oxygen-containing atmosphere, preparing a pre-shaped product from the infusible fiber, charging it into a mold, vacuum, inert gas, It comprises a fourth step of mineralizing in an atmosphere consisting of at least one selected from the group consisting of a reducing gas and a hydrocarbon, further raising the temperature to 1700-2200 ° C. and pressurizing it as it is Method for producing a sintered SiC fiber bonding is provided.
[0007]
First, the sintered SiC fiber bonded body of the present invention will be described.
The fiber material constituting the sintered SiC fiber bonded body of the present invention is mainly composed of a sintered structure of SiC crystals, and exhibits a strong interfacial strength between SiC crystals in a well-sintered region. It proceeds in the crystal grains. In observation of the fracture surface of the fiber material constituting the sintered SiC fiber bonded body of the present invention, such intragranular fracture of SiC is recognized in an area of at least 30% or more of the fiber material cross section.
In addition, in the fracture surface of the above-mentioned fiber material, there may be a case where a good sintered region confirmed by intragranular fracture between SiC crystals and a grain boundary fracture region are mixed, and it contains 10% or less voids. There may be.
[0008]
The fiber material contains at least one metal atom selected from the group consisting of Group 2A, Group 3A and Group 3B metal atoms.
The ratio of the elements constituting the fiber is usually Si: 55 to 70% by weight, C: 30 to 45% by weight, M (2A group, 3A group and 3B group metal elements): 0.05 to 4.0. % By weight, preferably 0.1 to 2.0% by weight.
Among the metal elements of Group 2A, Group 3A and Group 3B, Be, Mg, Y, Ce, B, and Al are particularly preferable, and these are all known as SiC sintering aids, and are organic. There are chelates and alkoxide compounds that can react with Si-H bonds of silicon polymers. If the proportion of this metal is excessively small, sufficient sinterability of the fiber material cannot be obtained, and if the proportion is excessively high, grain boundary fracture increases, leading to a decrease in mechanical properties.
[0009]
All or most of the fiber material constituting the sintered SiC fiber bonded body of the present invention is deformed into a polygonal shape and filled in a state very close to a close-packed structure. In addition, a boundary layer mainly composed of 1 to 50 nm carbon is formed in the boundary region between each fiber, and this acts as a sliding layer at the time of breakage, thereby expressing a large breaking energy, that is, difficulty in cracking.
Reflecting the above-described structure, the sintered SiC fiber bonded body of the present invention exhibits extremely excellent high-temperature mechanical properties that the strength at 1600 ° C. is 80% or more of the room temperature strength.
[0010]
Moreover, the fiber material which comprises the sintered SiC fiber coupling body of this invention is the orientation state similar to the lamination | stacking state of the sheet-like thing put together in one direction, the orientation state similar to the lamination | stacking state of a two-dimensional fabric, 3 It can consist of an orientation state similar to the state of the dimensional fabric, a random orientation state, or a composite structure thereof. These are selected for a while depending on the mechanical characteristics required for the target shape.
[0011]
Next, the manufacturing method of the sintered SiC fiber conjugate of the present invention will be described.
In the present invention, two types of manufacturing methods in which the mineralization method is changed are proposed.
In the first method, polysilane having a molar ratio of carbon atoms to silicon atoms of 1.5 or more or a heated reaction product thereof is selected from at least one selected from the group consisting of 2A group, 3A group, and 3B group metal elements. A first step of adding a compound containing a metal element and reacting by heating in an inert gas to prepare a metal element-containing organosilicon polymer, melt spinning the metal element-containing organosilicon polymer, A second step of obtaining, a third step of adjusting the infusible fiber by heating the spun fiber at 50 to 170 ° C. in an oxygen-containing atmosphere, a fourth step of mineralizing the infusible fiber in an inert gas, from the mineralized fiber A pre-shaped product is prepared, charged in a mold, and pressurized in a temperature range of 1700 to 2200 ° C. in an atmosphere of at least one selected from the group consisting of vacuum, inert gas, reducing gas and hydrocarbon. That consists of the fifth step.
[0012]
First Step In the first step, a metal-containing organosilicon polymer that is a precursor polymer is prepared.
Polysilane is a linear or cyclic polymer obtained by dechlorinating one or more kinds of dichlorosilane using sodium according to the method described in “Chemistry of Organosilicon Compounds” Chemistry (1972), for example. The number average molecular weight is usually 300 to 1000. The polysilane in the present invention can have a hydrogen atom, a lower alkyl group, an aryl group, a phenyl group or a silyl group as a side chain of silicon. In any case, the ratio of carbon atoms to silicon atoms is in molar ratio. It is necessary to be 1.5 or more. If this condition is not satisfied, all of the carbon in the fiber will be desorbed as CO gas in the temperature rising process until sintering, together with the oxygen introduced during infusibilization, and no boundary carbon layer between the fibers will be formed Therefore, it is not preferable.
[0013]
The polysilane in the present invention includes an organosilicon polymer partially containing a carbosilane bond in addition to the polysilane bond unit obtained by heating the above-mentioned chain or cyclic polysilane. Such an organosilicon polymer can be prepared by a method known per se. Examples of the preparation method include a method in which a linear or cyclic polysilane is heated and reacted at a relatively high temperature of 400 to 700 ° C., a phenyl group-containing polyborosiloxane is added to the polysilane, and a relatively low temperature of 250 to 500 ° C. The method of heating reaction can be mentioned. The number average molecular weight of the organosilicon polymer thus obtained is usually 1000 to 5000.
[0014]
The phenyl-containing polyborosiloxane can be prepared according to the method described in JP-A Nos. 53-42300 and 53-50299. For example, phenyl-containing polyborosiloxane can be prepared by a dehydrochlorination condensation reaction between boric acid and one or more diorganochlorosilanes, and the number average molecular weight is usually 500 to 10,000. The addition amount of the phenyl group-containing polyborosiloxane is usually 15 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polysilane.
[0015]
By adding a predetermined amount of a compound containing a metal element of 2A group, 3A group and 3B group to polysilane and reacting in an inert gas at a temperature usually in the range of 250 to 350 ° C. for 1 to 10 hours A metal element-containing organosilicon polymer as a raw material can be prepared. The metal element is used in such a ratio that the metal element content in the finally obtained sintered SiC fiber bonded body is 0.05 to 4.0% by weight, and the specific ratio is determined according to the teaching of the present invention. The trader can make an appropriate decision.
The metal element-containing organosilicon polymer is a crosslinked polymer having a structure in which at least a part of silicon atoms of polysilane are bonded with or without metal atoms and oxygen atoms.
[0016]
As the compound containing a metal element of Group 2A, Group 3A, and Group 3B added in the first step, an alkoxide, acetylacetoxide compound, carbonyl compound, cyclopentadienyl compound, or the like of the metal element can be used. Examples include beryllium acetylacetonate, magnesium acetylacetonate, yttrium acetylacetonate, cerium acetylacetonate, butanoic acid borate, and aluminum acetylacetonate.
These all react with the Si-H bond in the organosilicon polymer produced during the reaction with polysilane or its heated reaction product, and each metal element is bonded to Si directly or via other elements. It can be generated.
[0017]
Second Step In the second step, a spun fiber of a metal element-containing organosilicon polymer is obtained.
The metal element-containing organosilicon polymer as a precursor polymer can be spun by a method known per se such as melt spinning and dry spinning to obtain a spun fiber.
[0018]
Third Step In the third step, the infusible fiber is prepared by heating the spun fiber at 50 to 170 ° C. in an oxygen-containing atmosphere.
The purpose of infusibilization is to form a bridging point by oxygen atoms between the polymers constituting the spun fiber so that the infusible fiber does not melt in the subsequent mineralization step and adjacent fibers do not fuse. It is to be.
Examples of the gas constituting the oxygen-containing atmosphere include air, oxygen, and ozone. The infusibilization temperature is 50 to 170 ° C., and the infusibilization time depends on the infusibilization temperature, but is usually from several minutes to 30 hours.
It is desirable to control the oxygen content in the infusible fiber to be 8 to 16% by weight. Most of this oxygen remains in the fiber even after mineralization in the next step, and plays an important role in desorbing excess carbon in the inorganic fiber as CO gas in the temperature rising process until the final sintering. To do.
When the oxygen content is less than 8% by weight, excess carbon in the inorganic fiber remains unnecessarily, segregates and stabilizes around the SiC crystal in the temperature rising process, and inhibits SiC sintering. When the amount is more than 16% by weight, surplus carbon in the inorganic fiber is completely desorbed and a boundary carbon layer between the fibers is not generated. Both of these adversely affect the mechanical properties of the resulting material.
[0019]
The infusible fiber is preferably preheated in an inert atmosphere.
Nitrogen, argon, etc. can be illustrated as gas which comprises inert atmosphere. The heating temperature is usually 150 to 800 ° C., and the heating time is several minutes to 20 hours. By preheating the infusible fiber in an inert atmosphere, while preventing the incorporation of oxygen into the fiber, the cross-linking reaction of the polymer constituting the fiber is further advanced, so that the infusibility from the precursor metal polymer is achieved. While maintaining the excellent elongation of the fiber, the strength can be further improved, whereby the mineralization in the next step can be performed stably with good workability.
[0020]
Fourth Step In the fourth step, the infusible fiber is mineralized by heat treatment at a temperature in the range of 1000 to 1700 ° C. in an inert gas atmosphere such as argon in a continuous or batch manner.
[0021]
Fifth Step In the fifth step, first, after forming the mineralized fibers into a sheet shape, a woven shape, or a chop shape, a preliminary shape made of at least one of them is prepared. Next, the preform is placed in a mold and pressurized in a temperature range of 1700 to 2200 ° C. in an atmosphere of at least one selected from the group consisting of vacuum, inert gas, reducing gas and hydrocarbon.
In the temperature raising process until pressurization in the fifth step, the temperature raising rate is adjusted at a temperature within a certain range or held at a certain temperature for a certain time for the purpose of effectively causing the desorption of CO. May be. At that time, a pressurization program adapted to the CO desorption rate may be incorporated.
[0022]
Next, the second production method is basically the same as the first method, except that the infusibilized fiber is charged into a pressurizing mold and mineralized in the mold.
[0023]
【Example】
In order to explain the present invention in more detail, examples and comparative examples are shown below.
Reference example 1
To anhydrous xylene containing 400 g of sodium, 1 L of dimethyldichlorosilane was dropped while heating and refluxing xylene under a nitrogen gas stream, followed by heating to reflux for 10 hours to form a precipitate. This precipitate was filtered and washed with methanol and then with water to obtain 420 g of white polydimethylsilane.
[0024]
Reference example 2
750 g of diphenyldichlorosilane and 124 g of boric acid were heated at 100 to 120 ° C. in n-butyl ether under a nitrogen gas atmosphere, and the resulting white resinous material was further heated at 400 ° C. in vacuum for 1 hour to contain a phenyl group 530 g of polyborosiloxane was obtained.
[0025]
Example 1
4 parts of the phenyl group-containing polyborosiloxane obtained in Reference Example 2 was added to 100 parts of the polydimethylsilane obtained in Reference Example 1, and heat condensed at 350 ° C. for 5 hours in a nitrogen gas atmosphere. An organosilicon polymer was obtained. Polyaluminocarbosilane was synthesized by adding 7 parts of aluminum-tri- (sec-butoxide) to a xylene solution in which 100 parts of this organosilicon polymer was dissolved, and causing a crosslinking reaction at 310 ° C. under a nitrogen gas stream.
The polyaluminocarbosilane was melt-spun at 245 ° C., heat-treated in air at 140 ° C. for 5 hours, and further heated in nitrogen at 300 ° C. for 10 hours to obtain infusible fibers.
This infusible fiber was continuously fired at 1500 ° C. in nitrogen to synthesize a silicon carbide-based continuous inorganic fiber. The resulting continuous inorganic fiber is formed into a sheet that is aligned in one direction, laminated with the fiber direction aligned, charged into a carbon mold, and then heated to 2000 ° C. while applying a pressure of 50 MPa. Thus, a sintered SiC fiber bonded body was manufactured.
[0026]
The obtained sintered SiC fiber bonded body has a chemical composition of Si: 67 wt%, C: 31 wt%, O: 0.3 wt%, Al: 0.8 wt%, B: 0.06 wt%, and Si by atomic ratio. : C: O: Al = 1: 1.08: 0.008: 0.012, and the fiber material is deformed into a polygonal shape as shown in FIG. A boundary carbon layer of about 10 nm was formed. The sintered SiC fiber bonded body had a density of 2.95 g / cm 3 , a four-point bending strength and an elastic modulus of 550 MPa and 340 GPa, respectively, indicating a fracture mode peculiar to the composite material. The 4-point bending strength at 1600 ° C. was 570 MPa, and no decrease in strength was observed.
[0027]
Example 2
The polydimethylsilane obtained in Reference Example 1 was subjected to thermal condensation at 470 ° C. for 6 hours in a nitrogen gas atmosphere to obtain a high molecular weight organosilicon polymer. Polyaluminocarbosilane was synthesized by adding 7 parts of aluminum-tri- (sec-butoxide) to a xylene solution in which 100 parts of this organosilicon polymer was dissolved, and performing a crosslinking reaction at 320 ° C. under a nitrogen gas stream.
The polyaluminocarbosilane was melt-spun at 255 ° C. and then heat-treated in air at 170 ° C. for 10 hours, and further heated in nitrogen at 320 ° C. for 9 hours to obtain an infusible fiber. This infusibilized fiber was processed into a sheet-like material aligned in one direction, then charged into a carbon mold, heated to 1300 ° C. under reduced pressure, and held for 1 hour. Thereafter, argon gas was introduced, the temperature was raised to 1800 ° C., and then pressurized to 50 MPa to produce a sintered SiC fiber bonded body. The sintered SiC fiber bonded body had a density of 3.05 g / cm 3 , a four-point bending strength and an elastic modulus of 580 MPa and 330 GPa, respectively, indicating a composite fracture mode. The 4-point bending strength at 1600 ° C. was 565 MPa, and the initial 97% strength was maintained.
[0028]
Example 3
Instead of adding 7 parts of aluminum-tri- (sec-butoxide) of Example 1, 4 parts of aluminum-tri- (sec-butoxide) and 3 parts of magnesium acetylacetonate were added, and the mixture was heated at 310 ° C. under a nitrogen gas stream. By carrying out a crosslinking reaction, a modified polycarbosilane having aluminum and magnesium introduced therein was obtained.
The modified carbosilane was melt-prevented at 255 ° C., then heat-treated in air at 150 ° C. for 3 hours, and further heated in nitrogen at 300 ° C. for 9 hours to obtain an infusible fiber. The infusible fiber was continuously fired at 1450 ° C. in argon to synthesize amorphous silicon carbide fiber. The chemical composition of this amorphous silicon carbide fiber is as follows: Si: 53 wt%, C: 33.4 wt%, O: 13 wt%, Al: 0.34 wt%, B: 0.01 wt%, Mg: 0.30 wt% there were.
The obtained amorphous silicon carbide fiber is formed into a sheet-like material aligned in one direction, laminated with the fiber direction aligned, charged into a carbon mold, and then hot-pressed with argon. Then, the temperature was raised to 1600 ° C., and a pressure of 40 MPa was applied to raise the temperature to 1800 ° C. to produce a sintered SiC fiber bonded body.
[0029]
The chemical composition of the obtained sintered SiC fiber bonded body was Si: 67.5 wt%, C: 31 wt%, O: 0.3 wt%, Al: 0.74 wt%, B: 0.06 wt%, Mg: 0 .4 wt%, and the atomic ratio of Si: C: O: Al = 1: 1.07: 0.0078: 0.0114, and each fiber material is deformed into a polygonal shape and is closely packed, An average boundary carbon layer of 15 nm was formed between the fibers. The sintered fiber bonded body had a density of 3.05 g / cm 3 , a four-point bending strength and an elastic modulus of 530 MPa and 295 GPa, respectively, and exhibited a fracture mode peculiar to a composite material. The room temperature strength was maintained even at 1600 ° C.
[0030]
Example 4
Instead of adding 7 parts of aluminum-tri- (sec-butoxide) in Example 1, 4 parts of aluminum-tri- (sec-butoxide) and 4 parts of yttrium acetylacetonate were added, and the mixture was heated at 300 ° C. under a nitrogen gas stream. By carrying out a crosslinking reaction, a modified polycarbosilane having aluminum and yttrium introduced therein was obtained.
This modified carbosilane was prevented from melting at 265 ° C., then heat-treated in air at 150 ° C. for 3 hours, and further heated in nitrogen at 300 ° C. for 10 hours to obtain an infusible fiber. The infusible fiber was continuously fired at 1450 ° C. in argon to synthesize amorphous silicon carbide fiber. The chemical composition of this amorphous silicon carbide fiber is as follows: Si: 52.5 wt%, C: 34.5 wt%, O: 12 wt%, Al: 0.35 wt%, B: 0.005 wt%, Y: 0.56 wt% %Met.
The obtained amorphous silicon carbide fiber is formed into a sheet-like material aligned in one direction, laminated with the fiber direction aligned, charged into a carbon mold, and then hot-pressed with argon. Then, the temperature was raised to 1650 ° C., and a pressure of 50 MPa was applied to raise the temperature to 1900 ° C. to produce a sintered SiC fiber bonded body.
[0031]
The chemical composition of the obtained sintered SiC fiber bonded body was as follows: Si: 67.87 wt%, C: 31 wt%, O: 0.3 wt%, Al: 0.5 wt%, B: 0.03 wt%, Y: 0 3 wt%, and the atomic ratio of Si: C: O: Al = 1: 1.07: 0.0077: 0.0076, and each fiber material is deformed into a polygonal shape and is closely packed, An average boundary carbon layer of 13 nm was formed between the fibers. The sintered fiber bonded body had a density of 2.95 g / cm 3 , a four-point bending strength and an elastic modulus of 570 MPa and 305 GPa, respectively, and exhibited a fracture mode specific to the composite material. The room temperature strength was maintained even at 1600 ° C.
[0032]
Comparative Example 1
20 parts of the phenyl group-containing polyborosiloxane obtained in Reference Example 2 was added to 100 parts of the polydimethylsilane obtained in Reference Example 1, and heat condensed at 350 ° C. for 10 hours in a nitrogen gas atmosphere. Polycarbosilane was obtained. This polycarbosilane was melt-spun at 232 ° C. and then heat-treated in air at 160 ° C. for 9 hours to obtain an infusible fiber. This infusible fiber was continuously fired at 1500 ° C. in nitrogen to synthesize a silicon carbide-based continuous inorganic fiber. Using this continuous inorganic fiber, a fiber bonded body was produced in the same manner as in Example 1. The density of this fiber bonded body was as small as 2.56 g / cm 3 , no intragranular fracture of SiC was observed, and the strength and elastic modulus were as low as 200 MPa and 180 GPa, respectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electron micrograph in place of a drawing showing the crystal structure of a sintered SiC fiber bonded body obtained in Example 1. FIG.

Claims (4)

主としてSiCの焼結構造からなる無機繊維であって、2A族、3A族及び3B族の金属原子からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属原子を含有する無機繊維の全て或いは大部分が多角形状に変形し、最密充填構造に極めて近い状態に充填されており、繊維間には1〜50nmの炭素を主成分とする境界層が形成されてなり、密度が2.7g/cm3 以上、弾性率が200GPa以上、1600℃における強度が、室温強度の80%以上であることを特徴とする焼結SiC繊維結合体。An inorganic fiber mainly composed of a sintered structure of SiC, and all or most of the inorganic fibers containing at least one metal atom selected from the group consisting of 2A, 3A and 3B group metal atoms are polygonal. It is packed in a state very close to a close-packed structure, and a boundary layer mainly composed of 1 to 50 nm carbon is formed between the fibers, and the density is 2.7 g / cm 3 or more, and elasticity A sintered SiC fiber bonded body characterized in that the strength at a rate of 200 GPa or more and 1600 ° C. is 80% or more of the room temperature strength . 無機繊維が、1方向に引き揃えられたシート形状物の積層状態と同様の配向状態、2次元織物の積層状態と同様の配向状態、3次元織物の状態と同様の配向状態、或いはランダム配向状態のいずれか又はそれらの複合組織からなることを特徴とする請求項1記載の焼結SiC繊維結合体。Orientation state similar to the lamination state of the sheet-shaped material in which the inorganic fibers are aligned in one direction, the alignment state similar to the lamination state of the two-dimensional fabric, the orientation state similar to the state of the three-dimensional fabric, or the random orientation state The sintered SiC fiber bonded body according to claim 1, comprising any one of the above or a composite structure thereof. ケイ素原子に対する炭素原子の割合がモル比で1.5以上であるポリシラン或いはその加熱反応物に、2A族、3A族及び3B族の金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物を添加し、不活性ガス中、加熱反応して金属元素含有有機ケイ素重合体を調整する第1工程、金属元素含有有機ケイ素重合体を溶融紡糸して紡糸繊維を得る第2工程、紡糸繊維を酸素含有雰囲気中50〜170℃で加熱して不融化繊維を調整する第3工程、不融化繊維を不活性ガス中で無機化する第4工程、無機化繊維から予備形状物を作製し、これを型内に仕込み真空、不活性ガス、還元ガス及び炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種からなる雰囲気中で、1700〜2200℃の温度範囲で加圧する第5工程からなることを特徴とする焼結SiC繊維結合体の製造方法。Contains at least one metal element selected from the group consisting of Group 2A, Group 3A and Group 3B metal elements in a polysilane having a ratio of carbon atoms to silicon atoms of 1.5 or more in molar ratio or a heated reaction product thereof A first step of preparing a metal element-containing organosilicon polymer by adding a compound to be heated and reacting in an inert gas, a second step of obtaining a spun fiber by melt spinning the metal element-containing organosilicon polymer, spinning A third step of adjusting the infusible fiber by heating the fiber at 50 to 170 ° C. in an oxygen-containing atmosphere, a fourth step of mineralizing the infusible fiber in an inert gas, and preparing a preform from the mineralized fiber This is a fifth step in which this is charged into the mold and pressurized in a temperature range of 1700 to 2200 ° C. in an atmosphere of at least one selected from the group consisting of vacuum, inert gas, reducing gas and hydrocarbon. Method for producing a sintered SiC fiber conjugate characterized and. ケイ素原子に対する炭素原子の割合がモル比で1.5以上であるポリシラン或いはその加熱反応物に、2A族、3A族及び3B族の金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物を添加し、不活性ガス中、加熱反応して金属元素含有有機ケイ素重合体を調整する第1工程、金属元素含有有機ケイ素重合体を溶融紡糸して紡糸繊維を得る第2工程、紡糸繊維を酸素含有雰囲気中50〜170℃で加熱して不融化繊維を調整する第3工程、不融化繊維から予備形状物を作製し、これを型内に仕込み真空、不活性ガス、還元ガス及び炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種からなる雰囲気中で無機化し、更にそのまま1700〜2200℃まで昇温して加圧する第4工程からなることを特徴とする焼結SiC繊維結合体の製造方法。Contains at least one metal element selected from the group consisting of Group 2A, Group 3A and Group 3B metal elements in a polysilane having a ratio of carbon atoms to silicon atoms of 1.5 or more in molar ratio or a heated reaction product thereof A first step of preparing a metal element-containing organosilicon polymer by adding a compound to be heated and reacting in an inert gas, a second step of obtaining a spun fiber by melt spinning the metal element-containing organosilicon polymer, spinning The third step of adjusting the infusible fiber by heating the fiber in an oxygen-containing atmosphere at 50 to 170 ° C., preparing a pre-shaped product from the infusible fiber, charging it in a mold, vacuum, inert gas, reducing gas, and Sintered SiC characterized by comprising a fourth step of mineralizing in an atmosphere of at least one selected from the group consisting of hydrocarbons, and further raising the temperature to 1700-2200 ° C. and pressurizing it as it is維結 manufacturing method of the united.
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