JPH01139819A - セラミックス繊維およびその製造法 - Google Patents
セラミックス繊維およびその製造法Info
- Publication number
- JPH01139819A JPH01139819A JP62297780A JP29778087A JPH01139819A JP H01139819 A JPH01139819 A JP H01139819A JP 62297780 A JP62297780 A JP 62297780A JP 29778087 A JP29778087 A JP 29778087A JP H01139819 A JPH01139819 A JP H01139819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- heat
- inert gas
- fibers
- atmosphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920003257 polycarbosilane Polymers 0.000 claims abstract description 15
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 13
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/10—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material by decomposition of organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
- C04B35/571—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
- C04B35/589—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/597—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon oxynitride, e.g. SIALONS
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はセラミックス繊維およびその製造法に関し、さ
らに詳しくは、引張強度、引張弾性率などの機械的特性
、電気抵抗や誘電率等の電気的特性に優れた5i−C−
N−0の4成分系からなるセラミックス繊維およびその
製造法に関する。
らに詳しくは、引張強度、引張弾性率などの機械的特性
、電気抵抗や誘電率等の電気的特性に優れた5i−C−
N−0の4成分系からなるセラミックス繊維およびその
製造法に関する。
[従来の技術]
従来から、ポリカルボシランを原料とする無機繊維には
、SiC繊維(特許第1217464号、特許第121
7485号ほか)および5iON繊維(特開昭81−1
2915号)がある。
、SiC繊維(特許第1217464号、特許第121
7485号ほか)および5iON繊維(特開昭81−1
2915号)がある。
これらの繊維はその特性の優秀性のために繊維強化金属
や繊維強化プラスチックなどの強化用繊維として、また
電気絶縁性材料、耐熱性材料などとして利用されている
。
や繊維強化プラスチックなどの強化用繊維として、また
電気絶縁性材料、耐熱性材料などとして利用されている
。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、このSiC繊維は優れた機械的特性を持
つものの、電気的には比抵抗が103〜105Ω・口で
あり、SiC繊維/樹脂複合材の比誘電率および誘電損
失が比較的大きく、電波透過性が劣るため、レドームな
どの用途には適さない。
つものの、電気的には比抵抗が103〜105Ω・口で
あり、SiC繊維/樹脂複合材の比誘電率および誘電損
失が比較的大きく、電波透過性が劣るため、レドームな
どの用途には適さない。
一方、5iON繊維は比抵抗が1010Ω・(至)を超
える高い電気絶縁性能を持ち、SiC繊維に比して樹脂
複合材の比誘電率、誘電損失が低く、電波透過性能も優
れているが、機械的特性がSiC繊維より劣るという問
題点を有している。
える高い電気絶縁性能を持ち、SiC繊維に比して樹脂
複合材の比誘電率、誘電損失が低く、電波透過性能も優
れているが、機械的特性がSiC繊維より劣るという問
題点を有している。
本発明は、上述した問題点を解決し、電気的および機械
的特性に優れたセラミックス繊維およびその製造法を提
供することを目的とする。
的特性に優れたセラミックス繊維およびその製造法を提
供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
本発明者等は上記問題点を解決するために種々研究した
結果、ポリカルボシラン不融化系をアンモニアガス雰囲
気中で熱処理して窒化させ、さらに不活性ガス中または
1〜30容積%の塩化水素と残部が不活性ガスからなる
雰囲気中で熱処理してセラミックス繊維とすることによ
り、上記問題点を解決する本発明を完成するに至った。
結果、ポリカルボシラン不融化系をアンモニアガス雰囲
気中で熱処理して窒化させ、さらに不活性ガス中または
1〜30容積%の塩化水素と残部が不活性ガスからなる
雰囲気中で熱処理してセラミックス繊維とすることによ
り、上記問題点を解決する本発明を完成するに至った。
すなわち本発明のセラミック繊維は、5iSCsNおよ
びOの4成分系からなることを特徴とするものである。
びOの4成分系からなることを特徴とするものである。
本発明のセラミックス繊維の各元素の含有量は、Siが
40〜60重量%、Cが0.2〜30重量%、Nが5〜
30重量%、0が5〜20重量%であることが最も望ま
しく、この範囲で比抵抗10’〜101OΩ・国、引張
強度300〜450Kg/j1m12、引張弾性率20
〜40ton/s2でかつ、エポキシ樹脂複合材(繊維
体積率55%)の比誘電率3.0〜4.0、同複合材の
誘電損失0.02以下という良好な電気的、機械的特性
を示す。
40〜60重量%、Cが0.2〜30重量%、Nが5〜
30重量%、0が5〜20重量%であることが最も望ま
しく、この範囲で比抵抗10’〜101OΩ・国、引張
強度300〜450Kg/j1m12、引張弾性率20
〜40ton/s2でかつ、エポキシ樹脂複合材(繊維
体積率55%)の比誘電率3.0〜4.0、同複合材の
誘電損失0.02以下という良好な電気的、機械的特性
を示す。
次に、本発明のセラミックス繊維の好ましい製造法を図
面に基づいて詳しく説明する。
面に基づいて詳しく説明する。
第1図は本発明のセラミックス繊維の製造法の一例を示
すフローシートであり、同図において、1はアンモニア
ガスボンベ、21はアルゴンガス、窒素ガスなどの不活
性ガスボンベ、22は塩化水素ガスボンベ、3.41.
42は流量計、8.51.52はバルブ、7はガス混合
器、8 、91.92は圧力調整器、10は流量調整器
、11は焼成炉、12は真空ポンプ、13はマノメータ
、14はガス洗浄瓶、15は反応管をそれぞれ示す。
すフローシートであり、同図において、1はアンモニア
ガスボンベ、21はアルゴンガス、窒素ガスなどの不活
性ガスボンベ、22は塩化水素ガスボンベ、3.41.
42は流量計、8.51.52はバルブ、7はガス混合
器、8 、91.92は圧力調整器、10は流量調整器
、11は焼成炉、12は真空ポンプ、13はマノメータ
、14はガス洗浄瓶、15は反応管をそれぞれ示す。
本発明の製造法においては、まずポリカルボシラン連続
紡糸体の不融化処理を行なう。この不融化処理は、紡糸
繊維を空気、酸素などの酸化性ガスで酸化して、後述す
る第2焼成工「での繊維の融解を防止するために行なう
。この不融化処理条件としては、たとえば第1図の焼成
炉11で反応管15を空気、酸素等の酸化性雰囲気とし
て50〜400℃の温度で数分〜10時間処理する。
紡糸体の不融化処理を行なう。この不融化処理は、紡糸
繊維を空気、酸素などの酸化性ガスで酸化して、後述す
る第2焼成工「での繊維の融解を防止するために行なう
。この不融化処理条件としては、たとえば第1図の焼成
炉11で反応管15を空気、酸素等の酸化性雰囲気とし
て50〜400℃の温度で数分〜10時間処理する。
このようにしてポリカルボシラン連続紡糸体を不融化処
理して得られた不融化糸を、アンモニアガス雰囲気中で
100〜800℃、0.5〜6時間熱処理して反応させ
る(第1焼成工程)。この第1焼成工程では、真空ポン
プ12によりマノメータ13を見ながら装置系内を所定
の真空度まで排気した後、アンモニアガスボンベ1、バ
ルブ6、流量計3、流量調整器10により装置系内をア
ンモニアガス雰囲気とする。アンモニアガス流量は、流
量調整器10により一定の流量に調整する。アンモニア
ガスの流量としては、10〜50hd! /■1nが好
ましい。
理して得られた不融化糸を、アンモニアガス雰囲気中で
100〜800℃、0.5〜6時間熱処理して反応させ
る(第1焼成工程)。この第1焼成工程では、真空ポン
プ12によりマノメータ13を見ながら装置系内を所定
の真空度まで排気した後、アンモニアガスボンベ1、バ
ルブ6、流量計3、流量調整器10により装置系内をア
ンモニアガス雰囲気とする。アンモニアガス流量は、流
量調整器10により一定の流量に調整する。アンモニア
ガスの流量としては、10〜50hd! /■1nが好
ましい。
このように装置系内をアンモニアガス雰囲気とした後、
焼成炉11により 100〜800℃の温度で熱処理す
る。100℃未満の温度で熱処理したものは、セラミッ
ク繊維中の窒素含有量が十分なものが得られない。また
、600℃を超えた温度で熱処理したものは、後の第2
次焼成後に得られたセラミックス繊維の引張強度などの
機械的特性が低下して好ましくない。
焼成炉11により 100〜800℃の温度で熱処理す
る。100℃未満の温度で熱処理したものは、セラミッ
ク繊維中の窒素含有量が十分なものが得られない。また
、600℃を超えた温度で熱処理したものは、後の第2
次焼成後に得られたセラミックス繊維の引張強度などの
機械的特性が低下して好ましくない。
次に、このようにアンモニアガス中で熱処理した繊維を
、さらに窒素またはアルゴンガス等の不活性ガス中で1
600℃までの温度で、065〜6時間熱処理すること
により、5i−C−N−0より成る非晶質のセラミック
ス連続繊維とする(第2焼成工程)。この第2焼成工程
では、第1焼成工程と同様に真空ポンプ12によりマノ
メータ13を見ながら装置系内を所定の真空度まで排気
した後、窒素ガスまたはアルゴンガスボンベ21、バル
ブ51、流量計41、流量調整器10により装置系内を
不活性ガス雰囲気とする。不活性ガスの流量は、流量調
整器10により一定の流量に調整し、200〜2500
威/m1nの流量とすることが好ましい。
、さらに窒素またはアルゴンガス等の不活性ガス中で1
600℃までの温度で、065〜6時間熱処理すること
により、5i−C−N−0より成る非晶質のセラミック
ス連続繊維とする(第2焼成工程)。この第2焼成工程
では、第1焼成工程と同様に真空ポンプ12によりマノ
メータ13を見ながら装置系内を所定の真空度まで排気
した後、窒素ガスまたはアルゴンガスボンベ21、バル
ブ51、流量計41、流量調整器10により装置系内を
不活性ガス雰囲気とする。不活性ガスの流量は、流量調
整器10により一定の流量に調整し、200〜2500
威/m1nの流量とすることが好ましい。
このように反応装置系内を窒素ガス雰囲気とした後、焼
成炉11により1800℃までの温度で熱処理する。1
800℃を超えた温度で熱処理した場合には、5t−N
と5i−Cの粒子が成長しすぎ粗大化するため強度低下
をきたし好ましくない。
成炉11により1800℃までの温度で熱処理する。1
800℃を超えた温度で熱処理した場合には、5t−N
と5i−Cの粒子が成長しすぎ粗大化するため強度低下
をきたし好ましくない。
さらにまた、前記不活性ガスに代え、塩化水素ガスボン
ベ22、バルブ52、流動計42を介し、ガス混合器7
で、不活性ガス中に塩化水素を混入し1〜30容積%の
塩化水素と残部が不活性ガスからなる混合ガスをLQ〜
500d/mの流量で流し、1800℃温度まで熱処理
を行ってもよい。この場合、混合ガス中の塩化水素の量
を調整することにより、セラミック繊維中のCの含有量
の平均値およびバラツキをコントロールでき、均質なセ
ラミック繊維を得ることができる。混合ガス中の塩化水
素の含有量が1容積%未満では効果が生ぜず、また30
容積%をこえると繊維中のNまたはC成分が還元されて
強度が落ちるのでそれぞれ好ましくない。
ベ22、バルブ52、流動計42を介し、ガス混合器7
で、不活性ガス中に塩化水素を混入し1〜30容積%の
塩化水素と残部が不活性ガスからなる混合ガスをLQ〜
500d/mの流量で流し、1800℃温度まで熱処理
を行ってもよい。この場合、混合ガス中の塩化水素の量
を調整することにより、セラミック繊維中のCの含有量
の平均値およびバラツキをコントロールでき、均質なセ
ラミック繊維を得ることができる。混合ガス中の塩化水
素の含有量が1容積%未満では効果が生ぜず、また30
容積%をこえると繊維中のNまたはC成分が還元されて
強度が落ちるのでそれぞれ好ましくない。
本発明においては、このようにポリカルボシラン不融化
糸を100〜600℃でアンモニアと反応させた後、不
活性ガス中または1〜30容積%の塩化水素と残部が不
活性ガスとからなる雰囲気中で1800℃まで熱処理し
、St、C,NSOを所定量含有したセラミック繊維が
得られる。このセラミック繊維は、従来から知られてい
る既存のSIC繊維および5iON繊維に比べて、電気
的、機械的特性に優れたものとなる。
糸を100〜600℃でアンモニアと反応させた後、不
活性ガス中または1〜30容積%の塩化水素と残部が不
活性ガスとからなる雰囲気中で1800℃まで熱処理し
、St、C,NSOを所定量含有したセラミック繊維が
得られる。このセラミック繊維は、従来から知られてい
る既存のSIC繊維および5iON繊維に比べて、電気
的、機械的特性に優れたものとなる。
[実施例]
以下、実施例および比較例に基づき本発明を具体的に説
明する。
明する。
実施例1
ポリカルボシラン(平均分子全豹2000、融点220
〜230℃)を溶融紡糸し、180℃、1時間空気中で
不融化処理し、ポリカルボシラン不融化糸を得た。この
不融化糸をアンモニアガス中(流量200d / mf
n)で100. 400. 800℃の各温度で1時間
熱処理し、熱処理温度の異なる試料を得た。
〜230℃)を溶融紡糸し、180℃、1時間空気中で
不融化処理し、ポリカルボシラン不融化糸を得た。この
不融化糸をアンモニアガス中(流量200d / mf
n)で100. 400. 800℃の各温度で1時間
熱処理し、熱処理温度の異なる試料を得た。
これらの各試料について、窒素ガス流量2000me
/1nで1200℃、 1時間熱処理して3種のセラミ
ック繊維を得た。
/1nで1200℃、 1時間熱処理して3種のセラミ
ック繊維を得た。
比較例1
実施例1で使用したと同一のポリカルボシラン不融化糸
を実施PJ 1と同一条件でアンモニアガス中で650
℃、800℃、1000℃の各温度で1時間熱処理し、
さらに実施例1と同一の窒素ガス雰囲気中で1200℃
、1時間熱処理して3種の熱処理温度の異なるセラミッ
ク繊維を得た。
を実施PJ 1と同一条件でアンモニアガス中で650
℃、800℃、1000℃の各温度で1時間熱処理し、
さらに実施例1と同一の窒素ガス雰囲気中で1200℃
、1時間熱処理して3種の熱処理温度の異なるセラミッ
ク繊維を得た。
これらの1次焼成温度の異なる各セラミック繊維につい
て、元素分析をした結果を第2図に示した。また同様に
、引張強度および引張弾性率の測定結果を第3図に、比
抵抗の測定結果を第4図に示した。
て、元素分析をした結果を第2図に示した。また同様に
、引張強度および引張弾性率の測定結果を第3図に、比
抵抗の測定結果を第4図に示した。
これらの結果から明らかなように、第2図に示すアンモ
ニアガス中で600℃を超えて熱処理したものでは、結
合窒素量が飽和しており、同様に800℃以上では殆ん
ど結合炭素量がなくなることを示している。また、第3
図から明らかなように、1次焼成を600℃を超えて焼
成したものでは引張強度および引張弾性率ともに低下す
ることを示している。
ニアガス中で600℃を超えて熱処理したものでは、結
合窒素量が飽和しており、同様に800℃以上では殆ん
ど結合炭素量がなくなることを示している。また、第3
図から明らかなように、1次焼成を600℃を超えて焼
成したものでは引張強度および引張弾性率ともに低下す
ることを示している。
実施例2
実施例1で得られたセラミック繊維とアルミニウムを高
圧鋳造法で複合化し、繊維強化金属(FRM)を作製し
た。
圧鋳造法で複合化し、繊維強化金属(FRM)を作製し
た。
得られたFRMは、繊維体積含有率40%でボイドもな
く、繊維とマトリックスとの接着も良好であった。この
FRMの常温での引張強度は90〜100Kg/#W2
、引張弾性率は11〜12 ton/ s 2であった
。
く、繊維とマトリックスとの接着も良好であった。この
FRMの常温での引張強度は90〜100Kg/#W2
、引張弾性率は11〜12 ton/ s 2であった
。
また、このセラミック繊維をエポキシ樹脂で複合化し、
繊維強化プラスチック(FRP)を作製した。
繊維強化プラスチック(FRP)を作製した。
得られたFRPの比誘電率を1IIIJ定したところ、
繊維体積含有率55%で3〜4の範囲であった。
繊維体積含有率55%で3〜4の範囲であった。
実施例3
実施例1と同様のポリカルボシランを溶融紡糸し、18
0℃、1時間空気中で不融化処理してポリカルボシラン
不融化糸を得た。これをアンモニアガス中(流ji 2
00II11/l1in) 450℃で2時間熱処理し
、さらに塩化水素5容積%を含み残部が窒素のガス中(
流ffi 2000Id/ 5in)で1200℃、1
時間熱処理したところ、セラミック繊維を得た。
0℃、1時間空気中で不融化処理してポリカルボシラン
不融化糸を得た。これをアンモニアガス中(流ji 2
00II11/l1in) 450℃で2時間熱処理し
、さらに塩化水素5容積%を含み残部が窒素のガス中(
流ffi 2000Id/ 5in)で1200℃、1
時間熱処理したところ、セラミック繊維を得た。
得られたセラミック繊維の引張強度、引張弾性率を1l
llj定したところ、各々 300に’j/ IMI
2.20 ton/馴2であった。また、このセラミッ
ク繊維の組成を元素分析したところ、Siが53.2%
、Cが8.4%、Nが26.2%、Oが12.2%であ
った。
llj定したところ、各々 300に’j/ IMI
2.20 ton/馴2であった。また、このセラミッ
ク繊維の組成を元素分析したところ、Siが53.2%
、Cが8.4%、Nが26.2%、Oが12.2%であ
った。
また、このセラミックス繊維の比抵抗を測定したところ
、8X106Ω・αであった。さらに、エポキシ樹脂と
の複合材(繊維体積含有率55%)を作製して比誘電率
、誘電損失を測定したところ各々 3.5.0.02で
あった。
、8X106Ω・αであった。さらに、エポキシ樹脂と
の複合材(繊維体積含有率55%)を作製して比誘電率
、誘電損失を測定したところ各々 3.5.0.02で
あった。
実施例4
実施例1と同様のポリカルボシラン不融化糸を雰囲気炉
でアンモニアガス中600℃で1.5時間熱処理し、さ
らに塩化水素20容積%を含む残部が窒素のガス中12
00℃、2時間熱処理したところ、セラミック繊維を得
た。得られたセラミック繊維の引張強度、引張弾性率を
DI定したところ、各々25089/m2.18 to
n/m2であった。得られたセラミック繊維の組成を元
素分析したところ、Stが56.7%、Cが0.2%、
Nが25.9%、0が17.2%であった。X線回折の
結果、このセラミック繊維は非晶質であった。このセラ
ミック繊維の比抵抗を測定したところ、8X10’Ω・
1であった。
でアンモニアガス中600℃で1.5時間熱処理し、さ
らに塩化水素20容積%を含む残部が窒素のガス中12
00℃、2時間熱処理したところ、セラミック繊維を得
た。得られたセラミック繊維の引張強度、引張弾性率を
DI定したところ、各々25089/m2.18 to
n/m2であった。得られたセラミック繊維の組成を元
素分析したところ、Stが56.7%、Cが0.2%、
Nが25.9%、0が17.2%であった。X線回折の
結果、このセラミック繊維は非晶質であった。このセラ
ミック繊維の比抵抗を測定したところ、8X10’Ω・
1であった。
比較例2
市販のSiC繊維の引張強度、引張弾性率を測定したと
ころ、各々 300Kg/#ll12.20ton/#
iII+2であった。
ころ、各々 300Kg/#ll12.20ton/#
iII+2であった。
また、このセラミックス繊維の比抵抗を測定したところ
、7.8 X103 Ω・cmであった。さらに、エポ
キシ樹脂との複合材(繊維体積含有率55%)を作製し
て比誘電率、誘電損失を測定したところ各々 5.2.
0.2であった。
、7.8 X103 Ω・cmであった。さらに、エポ
キシ樹脂との複合材(繊維体積含有率55%)を作製し
て比誘電率、誘電損失を測定したところ各々 5.2.
0.2であった。
比較例3
実施例1と同様のポリカルボシラン不融化糸を雰囲気炉
でアンモニアガス中で昇温速度100℃/hrで昇温し
で、最高温度800℃まで熱処理した後、アルゴンガス
雰囲気で100℃/hrで昇温しで、最高温度1200
℃で1時間保持して焼成した結果、セラミック繊維が得
られた。得られたセラミック繊維の組成を元素分析した
ところ、Stが57.2%、Cが0%、Nが29.5%
、0が13.3%の’5iON繊維が得られた。このセ
ラミック繊維の引張強度は190Kg/10!I2、引
張弾性率は14 ton/am2であった。
でアンモニアガス中で昇温速度100℃/hrで昇温し
で、最高温度800℃まで熱処理した後、アルゴンガス
雰囲気で100℃/hrで昇温しで、最高温度1200
℃で1時間保持して焼成した結果、セラミック繊維が得
られた。得られたセラミック繊維の組成を元素分析した
ところ、Stが57.2%、Cが0%、Nが29.5%
、0が13.3%の’5iON繊維が得られた。このセ
ラミック繊維の引張強度は190Kg/10!I2、引
張弾性率は14 ton/am2であった。
また、このセラミックス繊維の比抵抗を測定したところ
、8.8 XIO”Ω・cmであった。さらに、エポキ
シ樹脂との複合材(繊維体積含有率55%)を作製して
比誘電率、誘電損失を測定したところ各々 3.8.0
.02であった。
、8.8 XIO”Ω・cmであった。さらに、エポキ
シ樹脂との複合材(繊維体積含有率55%)を作製して
比誘電率、誘電損失を測定したところ各々 3.8.0
.02であった。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明のセラミック繊維は、機械
的特性はSiC繊維と同等に優れ、かつ電気抵抗が高く
、比誘電率が5iON繊維と同様に低いため、優れた電
波透過性能を持ち、高強度レドーム構造体用強化繊維と
して最適である。また、本発明の製造方法によれば、効
率的に再現性よく特性に優れたSt、C,NおよびOの
4成分系よりなるセラミック繊維が得られる。
的特性はSiC繊維と同等に優れ、かつ電気抵抗が高く
、比誘電率が5iON繊維と同様に低いため、優れた電
波透過性能を持ち、高強度レドーム構造体用強化繊維と
して最適である。また、本発明の製造方法によれば、効
率的に再現性よく特性に優れたSt、C,NおよびOの
4成分系よりなるセラミック繊維が得られる。
第1図は本発明のセラミックス繊維の製造法の一例を示
すフローシート、 第2図は、実施例1における各成分含有率とアンモニア
ガス中での熱処理温度の関係を示すグラフ、 第3図は、実施例1における引張強度、引張弾性率とア
ンモニアガス中での熱処理温度の関係を示すグラフ、 第4図は、実施例1における比抵抗とアンモニアガス中
での熱処理温度の関係を示すグラフである。 1:アンモニアガスボンベ、 21:不活性ガスボンベ、 3,41.42:流量計、
22:塩化水素ガスボンベ、 6.51,52 :バルブ、 7:ガス混合器、
8.91.92 :圧力調整器、 1o:流i調整器、
1に焼成炉、 12:真空ポンプ、13:
マノメータ、 14:ガス洗浄瓶、15;反応管
。 1ン七:l−7すマパの◆ヘタLア!1度(6C)第2
図 フンL二了中7・め予、処理温A(”c)第3図 第4図
すフローシート、 第2図は、実施例1における各成分含有率とアンモニア
ガス中での熱処理温度の関係を示すグラフ、 第3図は、実施例1における引張強度、引張弾性率とア
ンモニアガス中での熱処理温度の関係を示すグラフ、 第4図は、実施例1における比抵抗とアンモニアガス中
での熱処理温度の関係を示すグラフである。 1:アンモニアガスボンベ、 21:不活性ガスボンベ、 3,41.42:流量計、
22:塩化水素ガスボンベ、 6.51,52 :バルブ、 7:ガス混合器、
8.91.92 :圧力調整器、 1o:流i調整器、
1に焼成炉、 12:真空ポンプ、13:
マノメータ、 14:ガス洗浄瓶、15;反応管
。 1ン七:l−7すマパの◆ヘタLア!1度(6C)第2
図 フンL二了中7・め予、処理温A(”c)第3図 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Si、C、NおよびOの4成分系からなり、比抵抗
が10^6〜10^1^0Ω・cmであることを特徴と
するセラミックス繊維。 2、ポリカルボシラン不融化糸を100〜600℃でア
ンモニアと反応させた後、不活性ガス中で1600℃ま
での温度で熱処理することを特徴とするセラミックス繊
維の製造法。 3、前記不活性ガス中に、1〜30容量%の塩化水素を
含有する、特許請求の範囲第2項に記載のセラミックス
繊維の製造法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62297780A JPH01139819A (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | セラミックス繊維およびその製造法 |
EP88910131A EP0543008B1 (en) | 1987-11-27 | 1988-11-25 | Ceramic fibers and process for their production |
US07/391,567 US5021370A (en) | 1987-11-27 | 1988-11-25 | Ceramic fibers and a process for producing the same |
PCT/JP1988/001197 WO1989004884A1 (en) | 1987-11-27 | 1988-11-25 | Ceramic fibers and process for their production |
DE3855587T DE3855587T2 (de) | 1987-11-27 | 1988-11-25 | Keramische fasern und verfahren zur herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62297780A JPH01139819A (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | セラミックス繊維およびその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01139819A true JPH01139819A (ja) | 1989-06-01 |
Family
ID=17851082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62297780A Pending JPH01139819A (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | セラミックス繊維およびその製造法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5021370A (ja) |
EP (1) | EP0543008B1 (ja) |
JP (1) | JPH01139819A (ja) |
DE (1) | DE3855587T2 (ja) |
WO (1) | WO1989004884A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5166104A (en) * | 1986-02-12 | 1992-11-24 | Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha | Polysiloxazanes, silicon oxynitride fibers and processes for producing same |
JPH0718056B2 (ja) * | 1990-04-27 | 1995-03-01 | 株式会社コロイドリサーチ | 酸窒化物セラミックスファイバーの製造方法 |
US5856253A (en) * | 1994-01-28 | 1999-01-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of reinforcing molded body of ceramic and reinforced mold body of ceramic |
EP0744390B1 (en) * | 1995-05-22 | 1999-04-07 | Nippon Carbon Co., Ltd. | Process for producing silicon carbide fibers |
KR102043733B1 (ko) * | 2012-05-10 | 2019-11-12 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 다층 배선 기판 |
CN111138667B (zh) * | 2020-01-16 | 2021-07-27 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种聚碳硅烷的液相流动合成装置及其合成方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61232270A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-16 | ダウ コーニング コーポレイシヨン | 炭素割合の減少したセラミツク材料の製造方法 |
JPH01183522A (ja) * | 1987-08-19 | 1989-07-21 | Sekiyu Sangyo Katsuseika Center | セラミックス繊維の製造法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2218960A1 (de) * | 1972-04-19 | 1973-11-08 | Bayer Ag | Formkoerper aus mogenen mischungen von siliciumcarbid und siliciumnitrid und verfahren zu ihrer erstellung |
JPS6112915A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-21 | Tokushu Muki Zairyo Kenkyusho | 実質的にSi,N及びOからなる連続無機繊維とその製造法 |
JPS62290730A (ja) * | 1986-06-10 | 1987-12-17 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 有機シラザン重合体の製造方法 |
US4869854A (en) * | 1986-10-31 | 1989-09-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Process for manufacturing organic silazane polymers and ceramics therefrom |
US4743662A (en) * | 1986-11-03 | 1988-05-10 | Dow Corning Corporation | Infusible preceramic polymers via plasma treatment |
JP2608061B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1997-05-07 | 日本原子力研究所 | 高純度高強度窒化ケイ素連続無機繊維及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-11-27 JP JP62297780A patent/JPH01139819A/ja active Pending
-
1988
- 1988-11-25 EP EP88910131A patent/EP0543008B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-25 US US07/391,567 patent/US5021370A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-25 WO PCT/JP1988/001197 patent/WO1989004884A1/ja active IP Right Grant
- 1988-11-25 DE DE3855587T patent/DE3855587T2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61232270A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-16 | ダウ コーニング コーポレイシヨン | 炭素割合の減少したセラミツク材料の製造方法 |
JPH01183522A (ja) * | 1987-08-19 | 1989-07-21 | Sekiyu Sangyo Katsuseika Center | セラミックス繊維の製造法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5021370A (en) | 1991-06-04 |
EP0543008B1 (en) | 1996-09-25 |
EP0543008A4 (en) | 1993-07-21 |
WO1989004884A1 (en) | 1989-06-01 |
EP0543008A1 (en) | 1993-05-26 |
DE3855587T2 (de) | 1997-02-20 |
DE3855587D1 (de) | 1996-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9045347B2 (en) | Stiochiometric silicon carbide fibers from thermo-chemically cured polysilazanes | |
US8987402B2 (en) | Stoichiometric silicon carbide fibers from thermo-chemically cured polysilazanes | |
EP1435405B1 (en) | Process for producing reinforcing sic fiber for sic composite material | |
JPH02212370A (ja) | 複合材料 | |
JPH01139819A (ja) | セラミックス繊維およびその製造法 | |
Fitzer et al. | Chemical Vapor Deposition of Silicon Carbide and Silicon Nitride—Chemistry's Contribution to Modern Silicon Ceramics | |
CN106087112B (zh) | 一种表面具有碳层的连续SiC纤维的制备方法 | |
JP5303103B2 (ja) | 炭化ケイ素焼結体及びその製造方法 | |
JP3218092B2 (ja) | 耐酸化性c/c複合材の製造方法 | |
JPH1017382A (ja) | 炭化珪素成形体の製造方法 | |
US11148978B2 (en) | Method for producing silicon-carbide-based composite | |
JPH10172738A (ja) | ガラス状カーボン発熱体 | |
CN110105070A (zh) | 一种电性能宽域可控的连续碳化硅纤维及其制备方法 | |
Narisawa et al. | Melt spinning and metal chloride vapor curing process on polymethylsilsesquioxane as Si O C fiber precursor | |
JPS5824394B2 (ja) | チツカホウソフクゴウタイノ セイゾウホウホウ | |
US5435952A (en) | Process for manufacturing SiC-based ceramic precursors | |
JPH10209061A (ja) | 半導体拡散炉用の構成部材 | |
JP2852748B2 (ja) | 低電気比抵抗値を有する炭化ケイ素繊維の製造方法 | |
Wang et al. | The kinetics of oxidation curing of polycarbosilane fibers | |
JPH05321037A (ja) | β−SiC多結晶化繊維およびその製造方法 | |
JPH04245924A (ja) | 炭化珪素繊維及びその製造方法 | |
JP2008222462A (ja) | SiC繊維結合型セラミックスの製造方法 | |
JP5130099B2 (ja) | 炭化ケイ素焼結体の製造方法 | |
Cho et al. | Preparation and properties of quasi-carbon fibers from stabilized PAN fibers | |
JPH03109269A (ja) | 炭素繊維強化サイアロン基セラミックス複合材料 |