JPH03285877A - Fiber reinforced ceramic composite material and fiber for reinforcement - Google Patents

Fiber reinforced ceramic composite material and fiber for reinforcement

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JPH03285877A
JPH03285877A JP2083025A JP8302590A JPH03285877A JP H03285877 A JPH03285877 A JP H03285877A JP 2083025 A JP2083025 A JP 2083025A JP 8302590 A JP8302590 A JP 8302590A JP H03285877 A JPH03285877 A JP H03285877A
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JP
Japan
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fibers
fiber
silicon nitride
matrix
inorganic
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Application number
JP2083025A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Sato
清 佐藤
Sunao Suzuki
直 鈴木
Hiroyuki Aoki
宏幸 青木
Kazuo Inoue
和夫 井上
Sakae Hasei
長谷井 栄
Takeshi Isoda
礒田 武志
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To control the reactivity of silicon nitride-based fibers for reinforcement with a matrix and the adhesive property of the fibers to the matrix and to produce a desired composite effect by forming inorg. coatings having a specified compsn. on the surfaces of the fibers having a specified compsn. CONSTITUTION:When a ceramic-contg. matrix is reinforced with silicon nitride- based fibers contg. N and Si as essential components and O, C, H and metals (M) as optional components in such atomic ratios as N/Si=0.05-3, O/Si<=15, C/Si<=7 and M/Si<=5, inorg. coatings of a compd. selected among the carbides, nitrides, borides, silicides and oxides of C and groups IIA-VIIA, VIII, IIIB and IVB metallic elements or a combination of such compds. are formed on the surfaces of the fibers. The resulting inorg. fiber reinforced ceramic composite material has high tensile strength, a high modulus of elasticity, superior heat and wear resistances.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高強度、高弾性、高耐熱性を示す繊維強化セラ
ミックス複合材料及びそのための強化用繊維に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a fiber-reinforced ceramic composite material exhibiting high strength, high elasticity, and high heat resistance, and reinforcing fibers therefor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

セラミックス特に耐熱性セラミックスは、従来のものに
比べて優れた耐熱性を有するために、超高温下、超高圧
下あるいは腐食性環境下などの苛酷条件下で広く使用さ
れている。
Ceramics, particularly heat-resistant ceramics, have superior heat resistance compared to conventional ceramics, and are therefore widely used under harsh conditions such as ultra-high temperatures, ultra-high pressures, and corrosive environments.

しかしながら、これら耐熱性セラミックスは、通常、機
械的衝撃に弱く、高温になると機械的強度が低下する欠
点を有している。これらの欠点を補うため、金属とセラ
ミックスを複合させたサーメット複合材料、あるいは溶
融石英、アルミナ、炭素などからなる連続繊維もしくは
炭化珪素、などからなる短繊維やウィスカーとセラミッ
クスとを複合させた複合材料が開発されている。
However, these heat-resistant ceramics usually have the disadvantage that they are weak against mechanical shock and their mechanical strength decreases at high temperatures. To compensate for these drawbacks, we have developed cermet composite materials that combine metal and ceramics, or composite materials that combine ceramics with continuous fibers made of fused silica, alumina, carbon, etc., or short fibers or whiskers made of silicon carbide, etc. is being developed.

しかしながら、サーメット複合材料は、それを構成する
金属が高温において酸化されやすく、また軟化温度がセ
ラミックスに較べて低いので十分な高温強度が得られな
いため、寿命が短かい上に、その使用範囲が著しく制限
されている。一方、溶融石英、アルミナなどからなる連
続繊維との複合材料は、これら繊維の製造コストが非常
に高いのが最大の欠点である上に、溶融石英にあっては
弾性率が低く、アルミナにあっては耐熱衝撃性に劣るた
め、複合材料としての用途が制限されている。
However, the metals that make up cermet composite materials are easily oxidized at high temperatures, and the softening temperature is lower than that of ceramics, so sufficient high-temperature strength cannot be obtained. severely limited. On the other hand, the biggest drawback of composite materials with continuous fibers made of fused silica, alumina, etc. is that the production cost of these fibers is extremely high, and in addition, fused silica has a low elastic modulus, and alumina has a low elastic modulus. However, its use as a composite material is limited due to its poor thermal shock resistance.

また、大量に生産でき、経済的にも比較的使用し易い炭
素繊維複合材料は、高温酸化性環境では、使用すること
ができない欠点が依然として残っている。
Furthermore, carbon fiber composite materials, which can be produced in large quantities and are relatively easy to use economically, still have the drawback that they cannot be used in high-temperature oxidizing environments.

また、炭化珪素などの炭化物や窒化物による短繊維およ
びウィスカーとの複合材料は、高温酸化性環境において
も、優れた耐久性を示すものであるが、これらの繊維や
ウィスカーは、均一な太さのものが得られず、またその
均質性に欠け、さらにはマトリックス中へ均一に分散さ
せることが難かしい。このため、これらを強化材料とし
て用いた複合材料は、強度などの特性に均等性を欠き、
材料の信頼性が低く、またこれらの繊維やウィスカーは
大量生産できないた給、製造コストが高く、経済的に未
だ多くの欠点がある。
In addition, composite materials with short fibers and whiskers made of carbides and nitrides such as silicon carbide exhibit excellent durability even in high-temperature oxidizing environments, but these fibers and whiskers have a uniform thickness. Moreover, it lacks homogeneity, and furthermore, it is difficult to uniformly disperse it in the matrix. For this reason, composite materials using these as reinforcing materials lack uniformity in properties such as strength.
The reliability of the materials is low, and these fibers and whiskers cannot be mass-produced, and the manufacturing costs are high, so there are still many disadvantages economically.

また有機珪素高分子化合物を紡糸、不融化及び焼成して
得られる炭化珪素繊維は、焼成温度1200℃で機械的
強度が最大となり、1300℃以上ではβ−3iCの微
結晶を析出するために強度が急激に低下することや高価
格であるという面から、この材料を用いたセラミックス
複合材料は実用化されていない。
Furthermore, silicon carbide fibers obtained by spinning, infusible, and firing organosilicon polymer compounds have maximum mechanical strength at a firing temperature of 1200°C, and at temperatures above 1300°C, β-3iC microcrystals precipitate, resulting in increased strength. Ceramic composite materials using this material have not been put into practical use because of the rapid decrease in the value and high cost.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明者らは、上記の如き問題点を解決するたtに、表
面にホウ素をドープした窒化珪素質繊維で強化したセラ
ミックス複合材料を開示した(特願平1−19512号
)。
In order to solve the above problems, the present inventors have disclosed a ceramic composite material whose surface is reinforced with silicon nitride fibers doped with boron (Japanese Patent Application No. 19512/1999).

この繊維強化セラミックス複合材料は所期の効果を奏す
るものであるが、使用するマトリックスによっては繊維
がマトリックスと反応して耐熱性に問題がある場合や、
繊維とマトリックスとの接着性が強すぎたり弱すぎたり
して複合材料の機械的性質が良好でない場合があること
が見い出された。
Although this fiber-reinforced ceramic composite material has the desired effect, depending on the matrix used, the fibers may react with the matrix and there may be problems with heat resistance.
It has been found that the adhesion between the fibers and the matrix may be too strong or too weak, resulting in poor mechanical properties of the composite material.

そこで、本発明は、強化用繊維とマトリックスとの反応
性や接着性を制御して所望の複合効果を奏するようにし
て、前記従来技術の問題点を解決することを目的とする
Therefore, an object of the present invention is to control the reactivity and adhesion between the reinforcing fibers and the matrix to achieve a desired composite effect, thereby solving the problems of the prior art.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記目的を、セラミックス含有マトリックス
を窒化珪素質繊維で強化して成り、該窒化珪素質繊維が
珪素及び窒素を必須成分とし、酸素、炭素、水素、金属
類を任意成分とし、これらの元素が次の原子数比N/S
i =0.05〜3.0/Si =15以下、C/5j
=7以下、M/Si=5以下(但し、Mは金属類を表わ
す)であり、かつ該窒化珪素質繊維表面が無機コーティ
ングされ、該無機コーティングが炭素、又は元素周期律
表第HA〜■A、■、IIIB、IVB族の金属元素の
炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、酸化物、又はこれ
らの複合物からなることを特徴とする繊維強化セラミッ
クス複合材料を提供することによって達成する。
The present invention achieves the above object by reinforcing a ceramic-containing matrix with silicon nitride fibers, which silicon nitride fibers contain silicon and nitrogen as essential components, and optionally contain oxygen, carbon, hydrogen, and metals. The element has the following atomic ratio N/S
i = 0.05 to 3.0/Si = 15 or less, C/5j
= 7 or less, M/Si = 5 or less (where M represents a metal), and the surface of the silicon nitride fiber is coated with an inorganic material, and the inorganic coating is made of carbon or a compound of elements HA to 1 of the Periodic Table of Elements. This is achieved by providing a fiber-reinforced ceramic composite material characterized by being made of carbides, nitrides, borides, silicides, oxides, or composites of metal elements in groups A, IIIB, and IVB. .

本発明によれば、同様にして、上記繊維強化セラミック
ス複合材料に用いる新規な窒化珪素質繊維が提供される
。すなわち、珪素及び窒素を必須成分とし、酸素、炭素
、水素及び金属類を任意成分とし、これらの元素が次の
原子数比N/Si=0.05〜3、○/Si=15以下
、C/Si=7以下、M/Si=5以下(但し、Mは金
属類を表わす)であり、かつ表面が無機表面コーティン
グされ、該無機コーティングが炭素又は元素周期律表第
mA〜■A、■、IB、IVB族の金属元素の炭化物、
窒化物、ホウ化物、珪化物、酸化物、又はこれらの複合
物からなることを特徴とする窒化珪素質繊維が提供され
る。
According to the present invention, there is also provided a novel silicon nitride fiber for use in the fiber-reinforced ceramic composite material. That is, silicon and nitrogen are essential components, oxygen, carbon, hydrogen, and metals are optional components, and these elements have the following atomic ratio N/Si=0.05 to 3, ○/Si=15 or less, C /Si=7 or less, M/Si=5 or less (however, M represents metals), and the surface is coated with an inorganic surface, and the inorganic coating is carbon or elements mA to ■A of the periodic table, ■ , carbides of metal elements of groups IB and IVB,
Provided is a silicon nitride fiber characterized by being made of a nitride, a boride, a silicide, an oxide, or a composite thereof.

本発明は、要するに、窒化珪素質繊維の表面に無機コー
ティングを施して、(1)高温での繊維/マトリックス
間の反応を抑制し、又(2)繊維/マトリックス間の接
着力を制御して、複合材の耐熱性、機械的特性の向上を
図るものである。本発明の無機繊維強化セラミックス複
合材料の(a)強化用材料として用いる無機繊維は、珪
素及び窒素を必須成分とし、酸素、炭素及び金属類を任
意の成分とする無機繊維であり、結晶性については、結
晶又は非晶質の如何を問わないが、実質的に非晶質であ
るものが好ましい。
In short, the present invention provides an inorganic coating on the surface of silicon nitride fibers to (1) suppress the reaction between the fibers and the matrix at high temperatures, and (2) control the adhesive force between the fibers and the matrix. The aim is to improve the heat resistance and mechanical properties of composite materials. The inorganic fiber used as (a) reinforcing material of the inorganic fiber-reinforced ceramic composite material of the present invention is an inorganic fiber containing silicon and nitrogen as essential components and oxygen, carbon, and metals as optional components. Although it does not matter whether it is crystalline or amorphous, it is preferably substantially amorphous.

即ち、X線回折分析による非晶質のものまたは結晶子の
大きさ(X線回折半値巾法(JONES法)を用いて測
定法))がすべての方位で2000八以下の微結晶相を
含有するものが好ましい。特に好ましい結晶子の大きさ
は1000Å以下であり、更に好ましい結晶子の大きさ
は500Å以下である。
That is, it is amorphous by X-ray diffraction analysis or contains a microcrystalline phase with a crystallite size (measured using the X-ray diffraction half-width method (JONES method)) of 20008 or less in all directions. Preferably. A particularly preferred crystallite size is 1000 Å or less, and an even more preferred crystallite size is 500 Å or less.

注1) H,P、 Klug and L、 E、 Alexa
nder、  rX−RayDIFFRACTION 
PROCED[IRES(2nd Edition)、
 P618〜Chapter9(1974)、 Joh
n Wiley & 5ons。
Note 1) H, P, Klug and L, E, Alexa
nder, rX-Ray DIFFRACTION
PROCED [IRES (2nd Edition),
P618~Chapter9 (1974), Joh
n Wiley & 5ons.

また、微結晶相の割合はX線小角散乱強度が空気に対し
て20倍を越えないように設定される。
Further, the proportion of the microcrystalline phase is set so that the small-angle X-ray scattering intensity does not exceed 20 times that of air.

本発明で用いる無機繊維を構成する各元素の比率は原子
比で表わして、 N/Si  O,05〜3 0/Si  15以下 C/Si   7以下 N/Si   5以下 であり、好ましい原子比は、 N/Si   0.1〜2.3 0/Si  10以下 C/Si  3.5以下 N/Si  2.5以下 である。更に好ましい原子比は、 N/Si   O,5〜2.0 0/Si  4以下 C/Si  3.5以下 N/Si   1以下 (Mは元素周期律表第1族〜第■族の金属元素の群から
選択される一種又は二種以上) 元素比が上記の範囲に包含されない場合、セラミックス
複合材料の強化用繊維としての引張強度、弾性率及び耐
熱性を充足しうる性能を発揮することができない。
The ratio of each element constituting the inorganic fiber used in the present invention, expressed as an atomic ratio, is N/Si O, 05 to 30/Si 15 or less C/Si 7 or less N/Si 5 or less, and the preferable atomic ratio is , N/Si 0.1 to 2.3 0/Si 10 or less C/Si 3.5 or less N/Si 2.5 or less. More preferable atomic ratios are: N/Si O, 5 to 2.0 0/Si 4 or less C/Si 3.5 or less N/Si 1 or less (M is a metal element of Groups 1 to 2 of the Periodic Table of Elements) (one or more selected from the group of Can not.

更に、本発明者らの検討によれば、セラミックス複合材
料の強化用繊維としての無機繊維が、特定の小角散乱強
度を有するものである場合、前述の目的を達成するには
極めて効果的であることが判明した。
Furthermore, according to the studies of the present inventors, inorganic fibers used as reinforcing fibers for ceramic composite materials have a specific small-angle scattering intensity, and are extremely effective in achieving the above-mentioned purpose. It has been found.

セラミックス複合材料の強化用繊維として要求される性
質は、小角散乱強度が1°及び0.5°において各々空
気の散乱強度の1倍〜20倍の範囲にあることである。
The properties required of reinforcing fibers for ceramic composite materials are that the small-angle scattering intensity is in the range of 1 to 20 times the scattering intensity of air at 1° and 0.5°, respectively.

好ましい小角散乱強度比は、1〜10倍であり、更に好
ましい強度は、1°及び0.5°のいずれもが1倍〜5
倍の範囲である。
A preferable small-angle scattering intensity ratio is 1 to 10 times, and a more preferable intensity ratio is 1 to 5 times both at 1° and 0.5°.
This is twice the range.

小角散乱強度は、無機繊維の内部の微細孔、即ちボイド
(void)又は空孔の存在を検知するものであり、繊
維中に微細孔が存在すれば、系内の電子密度の偏在によ
り小角散乱が観測される。
The small-angle scattering intensity detects the presence of micropores, that is, voids, or holes inside the inorganic fiber. If micropores exist in the fiber, small-angle scattering occurs due to the uneven distribution of electron density in the system. is observed.

小角散乱のギーエの理論において、散乱強度は下式によ
って表わすことができる。
In Guyet's theory of small-angle scattering, the scattering intensity can be expressed by the following formula.

1(h)=(Δρ)2V2exp(−h2Rg2/3)
I  (h)  ;逆字間におけるベクトル量りでの散
乱強度 Δρ;散乱ボイドと周囲との電子密度差Rg :慣性半
径 V :散乱体の体積 h ; 4πsinθ λ λ :X線の波長 θ ;散乱角 よって、ある散乱角θにおける散乱強度I  (h)は
慣性半径Rgのボイドの体積に比例することになり、密
度補正を行えば、繊維のボイド量の尺度とすることがで
きる。
1(h)=(Δρ)2V2exp(-h2Rg2/3)
I (h); Scattering intensity Δρ in vector measurement between inverted characters; Difference in electron density between the scattering void and surroundings Rg: Radius of inertia V: Volume of scatterer h; 4πsinθ λ λ: Wavelength of X-ray θ; Scattering angle Therefore, the scattering intensity I (h) at a certain scattering angle θ is proportional to the volume of the void with the radius of inertia Rg, and if density correction is performed, it can be used as a measure of the amount of voids in the fiber.

小角散乱強度の測定は、一般に日本化学全編「実験化学
講座4固体物理学J  (1956年)に記載される方
法で行われるが、本発明に係る無機繊維の測定において
は、以下に示される方法が採用される。
The measurement of small-angle scattering intensity is generally carried out by the method described in Nippon Kagaku Complete Edition "Experimental Chemistry Course 4 Solid State Physics J" (1956), but in the measurement of inorganic fibers according to the present invention, the method shown below is used. will be adopted.

〔X線小角散乱強度比の測定法〕[Measurement method of X-ray small angle scattering intensity ratio]

理学電気株式会社製RJ−200B型にPSPC(位置
検出比例計数装置)−5を持続し、管電圧45KV、管
電流95mA、第1及び第2スリツトを各々0.2Mφ
、0.15祁φのものを使用し、0.02°毎に100
0秒積算して散乱強度を測定した。試料として長さ15
mmの繊維を18■切り出し、10祁長さ×4肛巾のス
リット内に均一に張りつけ、1゛及び0.5°における
空気散乱強度を比較して強度比CI  (窒化珪素質繊
維)/I’  (空気)〕を算出した。
RJ-200B model manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. is equipped with PSPC (Position Detection Proportional Counter)-5, tube voltage is 45 KV, tube current is 95 mA, and the first and second slits are each 0.2 Mφ.
, 0.15mm diameter is used, and 100° is used every 0.02°.
The scattering intensity was measured by integrating for 0 seconds. Length 15 as sample
Cut out 18 mm of fiber, stick it uniformly in a slit of 10 mm length x 4 width, and compare the air scattering intensity at 1° and 0.5° to obtain the intensity ratio CI (silicon nitride fiber) / I ' (air)] was calculated.

本発明に係る強化用無機繊維は、−数式で表わされる繰
り返し単位を有し、数平均分子量が100〜500.0
00の範囲のポリシラザンを紡糸し、紡糸した繊維を焼
成して得ることができる。
The reinforcing inorganic fiber according to the present invention has a repeating unit represented by the formula - and has a number average molecular weight of 100 to 500.0.
It can be obtained by spinning polysilazane in the range of 0.00 and firing the spun fiber.

上記−数式中R’、R2及びR3は、各々独立に水素原
子、窒素原子、酸素原子、炭素原子、珪素原子及び炭化
水素基からなる置換基又は骨格であり、R’、R’及び
R3のすべてが同−又は少なくとも一種が異なるもので
もよい。
In the above formula, R', R2 and R3 are each independently a substituent or skeleton consisting of a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a carbon atom, a silicon atom and a hydrocarbon group, and R', R2 and R3 are They may all be the same or at least one type may be different.

炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、シクロ
アルキル基、又はアリール基等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.

この場合、アルキル基としては、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基、デシル基等が挙げられ、アルケニ
ル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、オク
チル基、デセニル基等が挙げられ、了り−ル基としては
フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等が挙
げられる。
In this case, the alkyl group includes a methyl group, an ethyl group,
Examples of the alkenyl group include a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a decyl group, etc. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, an octyl group, a decenyl group, etc. Examples of the ryl group include a phenyl group, tolyl group, xylyl group, and naphthyl group.

また金属としては元素周期律表第■族〜第■族の金属元
素の群から選択される少なくとも一種が用いられるが、
更に好ましい金属は元素周期律表第1a族及び第■族〜
第■族の金属元素の群から選択される一種又は二種以上
の金属が挙げられるが、特に好ましい金属はアルミニウ
ム、チタン、ジルコニウム等である。
In addition, as the metal, at least one selected from the group of metal elements of Groups I to II of the Periodic Table of Elements is used,
More preferred metals are those from Groups 1a and 2 of the Periodic Table of Elements.
Examples include one or more metals selected from the group of metal elements of Group Ⅰ, and particularly preferred metals are aluminum, titanium, zirconium, and the like.

上記のポリシラザンとして好ましく使用されるものを具
体的に例示すれば、−数式 の繰り返し単位を有する数平均分子量が100〜50、
000の環状無機ポリシラザン、鎮状無機ポリシラザン
又はこれらの混合物から構成されるものが挙げられる。
Specific examples of polysilazane preferably used as the above-mentioned polysilazane include - having a repeating unit of the formula and having a number average molecular weight of 100 to 50;
000 cyclic inorganic polysilazane, dehydrated inorganic polysilazane, or a mixture thereof.

このようなポリシラザンは、たとえばハロシラン、例え
ばジクロロシランをピリジンの如き塩基と反応させて得
られるジクロロシランと塩基とのアダクトを更にアンモ
ニアと反応させることにより得ることができる(特願昭
60−145903号参照)。
Such polysilazane can be obtained, for example, by reacting a halosilane such as dichlorosilane with a base such as pyridine, and then reacting an adduct of dichlorosilane and a base with ammonia (Japanese Patent Application No. 145903/1988). reference).

また、強化用繊維として更に高性能を発揮させるために
は、本発明者らが既に提案したシラザン高重合体、即ち
、原料として上記の如きポリシラザン又はA、5toc
k、  Ber、  54.  p740(1921)
、W、MScantlin、  Inorganic 
 Chemistry、  IH1972)  、A、
 5eyFerth、 米国特許第4.397.328
号明細書等により開示されたシラザン重合体をトリアル
キルアミンの如き第3級アミン類、立体障害性の基を有
する第2級アミン類、フォスフイン等の塩基性化合物を
溶媒とするか又はこれを非塩基性溶媒、例えば、炭化水
素類に添加し一78℃〜300℃で加熱し脱水縮合反応
を行わせることにより得られる数平均分子量200〜5
00,000 、好ましくは500〜10、000の高
重合体が好適である。
In addition, in order to exhibit even higher performance as a reinforcing fiber, it is necessary to use the silazane high polymer already proposed by the present inventors, that is, the above-mentioned polysilazane or A, 5toc as a raw material.
k, Ber, 54. p740 (1921)
, W. MScantlin, Inorganic
Chemistry, IH1972), A.
5eyFerth, U.S. Patent No. 4.397.328
The silazane polymer disclosed in the specification etc. of No. 1 is prepared by using a tertiary amine such as trialkylamine, a secondary amine having a sterically hindered group, or a basic compound such as phosphine as a solvent. A non-basic solvent, for example, a number average molecular weight of 200 to 5 obtained by adding it to a hydrocarbon and heating it at -78°C to 300°C to carry out a dehydration condensation reaction.
00,000, preferably 500 to 10,000, are suitable.

更に、本発明者らの提案に係る無機ポリシラザンの改質
反応により得られる重合体で架橋結合−(−NHh (
n = 1又は2)を有し、珪素原子に結合する窒素と
珪素との原子比(N/Si)が0.8以上で数平均分子
量が200〜500,000 、好ましくは500〜1
0.000のものが好適である。この改質ポリシラザン
はアンモニア又はヒドラジンを使用して脱水素縮合反応
を行わせることにより製造することができる(特願昭6
2−202767号)。
Furthermore, crosslinking -(-NHh (
n = 1 or 2), the atomic ratio of nitrogen bonded to silicon atoms and silicon (N/Si) is 0.8 or more, and the number average molecular weight is 200 to 500,000, preferably 500 to 1.
A value of 0.000 is preferred. This modified polysilazane can be produced by carrying out a dehydrogenation condensation reaction using ammonia or hydrazine (Japanese patent application No. 6
2-202767).

また、本発明者らが特願昭62−223790号等によ
り提案したポリメタロシラザンであって、主として一般
式 (R’、R”及びR3は、各々独立に水素原子、アルキ
ル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、
又はこれらの基以外で珪素に直結する基が炭素である基
、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アルコキシ基
であり、R’、R”及びR3の少なくとも1個は水素原
子である。)で表わされる単位からなる主骨格を有する
数平均分子量100〜50.000のものと、M(OR
’)。
In addition, polymetallosilazanes proposed by the present inventors in Japanese Patent Application No. 62-223790 etc. are mainly represented by the general formula (R', R'' and R3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, cycloalkyl group, aryl group,
or a group other than these groups in which the group directly bonded to silicon is carbon, an alkylsilyl group, an alkylamino group, an alkoxy group, and at least one of R', R'' and R3 is a hydrogen atom). M (OR
').

(Mは、元素周期律表第王族〜第■族の金属元素の群か
ら選択される一種又は二種以上でアルコキシドの生成可
能な金属であり、R4は同−又は異なってもよく水素原
子、炭素原子数1〜20個を有するアルキル基又はアリ
ール基であり、少なくとも1個のR4は上記アルキル基
又はアリール基である。) で表わされる金属アルコキシドと反応させて得られる金
属/珪素原子比が0.001〜60であり、数平均分子
量が200〜500,000 、好ましくは、500〜
50、000のものも使用することができる。
(M is one or more metals selected from the group of metal elements of Groups Royal to Group II of the Periodic Table of the Elements and is capable of forming an alkoxide; R4 may be the same or different; a hydrogen atom; is an alkyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one R4 is the above alkyl group or aryl group.) The metal/silicon atomic ratio obtained by reacting with a metal alkoxide represented by 0.001 to 60, and the number average molecular weight is 200 to 500,000, preferably 500 to 60.
50,000 can also be used.

その他、繰り返し単位が+5I82NH?及び十5IH
20+であり、重合度が5〜300、好ましくは5〜1
00のポリシロキサザン(特開昭62−195024号
公報)も好ましく使用することができる。
In addition, is the repeating unit +5I82NH? and 15IH
20+, and the degree of polymerization is 5 to 300, preferably 5 to 1.
Polysiloxane No. 00 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 195024/1986) can also be preferably used.

また、本発明者らが特願平1−69169号によって提
案したポリボロシラザンであって、主として一般式 で表わされる繰り返し単位を有し、数平均分子量が10
0〜500.000の範囲のポリシラザンと硼素化合物
を反応させて得られるポリボロシラザンを紡糸し、紡糸
した繊維を焼成して得ることができる。
Furthermore, polyborosilazane proposed by the present inventors in Japanese Patent Application No. 1-69169, which mainly has repeating units represented by the general formula and has a number average molecular weight of 10
It can be obtained by spinning a polyborosilazane obtained by reacting a boron compound with a polysilazane having a molecular weight of 0 to 500,000, and firing the spun fiber.

上記−数式中R’、R2及びR3は、水素原子、炭化水
素基、窒素原子、酸素原子、炭素原子及び珪素原子から
なる置換基又は骨格であり、RR2及びR3のすべてが
同−又は少なくとも一種が異なるものでもよい。
In the above formula, R', R2 and R3 are substituents or skeletons consisting of a hydrogen atom, a hydrocarbon group, a nitrogen atom, an oxygen atom, a carbon atom and a silicon atom, and all of RR2 and R3 are the same or at least one may be different.

炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、シクロ
アルキル基、又はアリール基等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.

ポリシラザンと反応させる硼素化合物としては、有機、
無機のいずれの硼素化合物も使用できる。
Boron compounds to be reacted with polysilazane include organic,
Any inorganic boron compound can be used.

有機硼素化合物としては、アルコキシド類、アルキル硼
素類、アルケニル硼素類、アルキルアミノホウ素類等が
、無機硼素化合物としてはボラン類、ハロゲン化硼素類
、アミノ硼素類等が挙げられる。
Examples of organic boron compounds include alkoxides, alkylborons, alkenylborons, and alkylaminoborons, and examples of inorganic boron compounds include borane, boron halides, aminoborons, and the like.

つぎに、本発明においては、前記で得たポリシラザンを
紡糸溶液となした後、紡糸及び焼成して、(a)成分で
ある無機繊維を製造する。
Next, in the present invention, the polysilazane obtained above is made into a spinning solution, which is then spun and fired to produce the inorganic fiber which is the component (a).

本発明において用いる紡糸溶液の溶媒としては、前記ポ
リシラザンに対して反応性を示さないものが用いられ、
このような非反応性溶媒としては、炭化水素、ハロゲン
化炭化水素、エーテノペ硫黄化合物等が使用できる。
As the solvent for the spinning solution used in the present invention, a solvent that does not show reactivity with the polysilazane is used,
As such a non-reactive solvent, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethenope sulfur compounds, etc. can be used.

ポリシラザンを含む紡糸溶液は、有機高分子を添加しな
くても、それ自体で乾式紡糸に適した十分な曳糸性を示
す。しかし、場合によっては、有機高分子を微I添加す
ることもできる。紡糸溶液中におけるポリシラザンの濃
度は、紡糸溶液が曳糸性を示せばよく、紡糸原料である
ポリシラザンの平均分子量、分子量分布、分子構造によ
って異なるが、通常、50%〜98%の範囲で良い結果
が得られる。紡糸溶液中のポリシラザン濃度の調整は、
ポリシラザンを含む溶液を濃縮するかあるいは乾固した
所定量のポリシラザンを溶媒中に溶解することによって
行なうことができる。
A spinning solution containing polysilazane exhibits sufficient spinnability by itself to be suitable for dry spinning without the addition of an organic polymer. However, in some cases, a small amount of organic polymer may be added. The concentration of polysilazane in the spinning solution is sufficient as long as the spinning solution exhibits spinnability, and although it varies depending on the average molecular weight, molecular weight distribution, and molecular structure of the polysilazane that is the spinning raw material, good results are usually obtained within the range of 50% to 98%. is obtained. Adjustment of polysilazane concentration in the spinning solution is
This can be carried out by concentrating a solution containing polysilazane or by dissolving a predetermined amount of dried polysilazane in a solvent.

紡糸溶液は、紡糸に先立ち、脱泡、濾過等の処理を施す
ことによって、溶液中に含まれているゲル、夾雑物等の
紡糸に対して有害な作用を与える物質を除去する。また
、紡糸を行うには、乾式紡糸が好都合であるが、遠心紡
糸、吹き出し紡糸等も用いることができる。乾式紡糸に
おいては、紡糸溶液を紡糸口金より紡糸筒内に吐出して
繊維化し、巻取ることによって連続的に繊維を得ること
ができる。この場合、紡糸口金の孔径、吐出速度及び巻
取速度は、目的とする繊維太さと紡糸溶液の物性によっ
て異なるが、−船釣には、口金孔径(直径)二0.03
5mm 〜0.5 mm、好ましくは0.05m+n〜
0.3f11ff11巻取速度: 300m/分〜50
00m/分、好ましくは60m/分〜2500m/分で
ある。紡糸筒内の雰囲気は、特に制約されず、通常の大
気を用いることができるが、雰囲気として乾燥空気、ア
ンモニア及び不活性ガスの群から選ばれる少なくとも1
種の気体を用いたり、あるいは水蒸気や前記非反応性溶
媒の少なくとも1種を雰囲気中に共存させることは好ま
しいことであり、このような方法により、紡糸筒内の繊
維の不融化や乾燥による固化を制御することができる。
Prior to spinning, the spinning solution is subjected to treatments such as defoaming and filtration to remove substances contained in the solution that have a harmful effect on spinning, such as gel and impurities. Dry spinning is convenient for spinning, but centrifugal spinning, blow spinning, etc. can also be used. In dry spinning, fibers can be obtained continuously by discharging a spinning solution from a spinneret into a spinning tube to form fibers, and winding the fibers. In this case, the hole diameter, discharge speed, and winding speed of the spinneret vary depending on the target fiber thickness and the physical properties of the spinning solution.
5mm~0.5mm, preferably 0.05m+n~
0.3f11ff11 Winding speed: 300m/min ~ 50
00 m/min, preferably 60 m/min to 2500 m/min. The atmosphere inside the spinning cylinder is not particularly limited, and normal atmosphere can be used, but at least one atmosphere selected from the group of dry air, ammonia, and inert gas is used as the atmosphere.
It is preferable to use a seed gas or to coexist water vapor or at least one of the above-mentioned non-reactive solvents in the atmosphere, and by such a method, the fibers in the spinning tube are made infusible or solidified by drying. can be controlled.

さらに、雰囲気を加熱したり、紡糸筒を加熱することも
有利であり、このような加熱操作により紡糸筒内の繊維
の固化を好ましく制御することができる。紡糸溶液の温
度は通常20℃〜300℃、好ましくは30℃〜200
℃であり、紡糸筒内の雰囲気温度は、通常20℃〜30
0℃、好ましくは40℃〜250℃である。
Furthermore, it is advantageous to heat the atmosphere or to heat the spinning tube, and such heating operations can favorably control the solidification of the fibers in the spinning tube. The temperature of the spinning solution is usually 20°C to 300°C, preferably 30°C to 200°C.
℃, and the atmospheric temperature inside the spinning cylinder is usually 20℃ to 30℃.
0°C, preferably 40°C to 250°C.

乾式紡糸して巻取った繊維中には紡糸溶媒が残存してい
るので、必要あれば、通常の大気、真空条件下、乾燥空
気、アンモニア、不活性気体のうちから選ばれる少くと
も1種の気体の雰囲気下で繊維を乾燥することにより残
存溶媒を除去することができる。この乾燥において加熱
を併用することは、繊維の乾燥が促進されるために有利
である。
Since the spinning solvent remains in the dry-spun and wound fibers, if necessary, the spinning solvent may be removed under normal atmosphere, vacuum conditions, dry air, ammonia, and at least one inert gas. Residual solvent can be removed by drying the fibers under a gaseous atmosphere. It is advantageous to use heating in combination in this drying because drying of the fibers is accelerated.

加熱温度は、通常20℃〜500℃の範囲内で良い結果
が得られる。また、この乾燥において、繊維を緊張させ
ると、固化に際して繊維に起る、そり、よじれ、屈曲を
防止することができる。張力は通常、1g/ff1I[
12〜50kg/InflI2の範囲内である。
Good results are usually obtained when the heating temperature is within the range of 20°C to 500°C. Furthermore, by tensioning the fibers during this drying, it is possible to prevent warpage, twisting, and bending that occur in the fibers during solidification. The tension is usually 1g/ff1I [
It is within the range of 12 to 50 kg/InflI2.

前記のようにして得られるポリシラザン紡糸繊維は、白
色であるが、焼成前でも高い強度を有するので、最初に
、繊維をヤーン、織布等の形態に加工し、その後焼成す
ることによって無機繊維、ヤーン、織布等を製造するこ
ともできる。
The polysilazane spun fibers obtained as described above are white but have high strength even before firing, so the fibers are first processed into a form such as yarn or woven fabric, and then fired to form inorganic fibers. Yarns, woven fabrics, etc. can also be produced.

前記の製法は連続繊維を製造する方法として好適なもの
であるが、長繊維(連続繊維)の製造のみならず、短繊
維の製造にも適用できるものである。このような短繊維
は、焼成して得られた最終の連続繊維を切断したり、プ
リカーサすなわちポリシラザンの連続S維を切断して短
繊維とし、それを焼成して無機短繊維としたり、さらに
は、ポリシラザン(ブレカーサ)を直接短繊維に紡糸し
、それを焼成して短繊維にすることによって製造するこ
とができる。
The above manufacturing method is suitable as a method for manufacturing continuous fibers, but it can also be applied not only to manufacturing long fibers (continuous fibers) but also to manufacturing short fibers. Such short fibers can be obtained by cutting the final continuous fiber obtained by firing, cutting the continuous S fibers of a precursor, that is, polysilazane, to make short fibers, and then firing them to make inorganic short fibers. It can be produced by directly spinning polysilazane (brecasa) into short fibers and firing them into short fibers.

ポリシラザン繊維は熱に対して不融であることから、そ
のまま焼成して無機繊維とすることができる。この場合
、焼成は、真空条件下、又は窒素、アルゴン等の不活性
ガスや、アンモニア、水素あるいはそれらの混合物から
なる気体の雰囲気下において好まし〈実施される。焼成
温度は、通常、500℃〜1800℃、好ましくは70
0℃〜1600℃であり、焼成時間は5分〜10時間で
ある。この焼成工程において、繊維中の揮散成分は30
0 t〜600 tの温度範囲でその殆どが気化するた
め、m維が収縮して、一般に、よじれや屈曲を生るが、
このようなことは、焼成中に繊維に張力を作用させるこ
とによって防止することができる。この場合、張力とし
ては、通常、1 g / mm2〜50kg/ mm”
の範囲のものが用いられる。
Since polysilazane fibers are infusible to heat, they can be fired as they are to form inorganic fibers. In this case, the calcination is preferably carried out under vacuum conditions or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon, or a gas consisting of ammonia, hydrogen or a mixture thereof. The firing temperature is usually 500°C to 1800°C, preferably 70°C.
The temperature is 0°C to 1600°C, and the firing time is 5 minutes to 10 hours. In this firing process, the volatile components in the fibers are 30
Most of it vaporizes in the temperature range from 0 t to 600 t, so the m-fibers contract, generally causing twists and bends.
This can be prevented by applying tension to the fibers during firing. In this case, the tension is usually 1 g/mm2 to 50 kg/mm"
Those within the range of are used.

前記の如く、本発明は、上記の如き窒化珪素質繊維の表
面に無機コーティングをして繊維/マトリックス間の高
温下での反応を制御し、また繊維/マトリックス間の接
着性の最適化を図り、よって複合材料の耐熱性、機械的
強性の向上を図るものである。繊維/マトリックス間の
反応を制御するにはマトリックスとの反応性の低いコー
ティングの材質を選択する。一方、繊維/マトリックス
間の接着強度は、強すぎる場合には剪断強度、反応性、
ぬれ性の低い材質をコーティングして強度を弱め、弱す
ぎる場合には剪断強度、反応性、ぬれ性の高い材質をコ
ーティングしたり、コーティング表面に凹凸をつけるな
どにより強度を増加させることができる。一般に、接着
力の大小はコーティングの組成、微構造、表面形状、厚
さ、コーティング層数で制御できる。
As described above, the present invention applies an inorganic coating to the surface of the silicon nitride fibers described above to control the reaction between the fibers and the matrix at high temperatures, and to optimize the adhesion between the fibers and the matrix. Therefore, the aim is to improve the heat resistance and mechanical strength of the composite material. To control the fiber/matrix reaction, select a coating material that has low reactivity with the matrix. On the other hand, if the adhesive strength between fibers and matrix is too strong, shear strength, reactivity,
The strength can be weakened by coating with a material with low wettability, and if it is too weak, the strength can be increased by coating with a material with high shear strength, reactivity, and wettability, or by adding irregularities to the coating surface. Generally, the magnitude of adhesion can be controlled by coating composition, microstructure, surface shape, thickness, and number of coating layers.

繊維/マトリックスの界面強度に最適値が存在するのは
以下の理由による。
The reason why there is an optimum value for the fiber/matrix interfacial strength is as follows.

界面強度が弱すぎる場合、繊維による荷重分担が少なく
複合材料の強度、弾性率が向上しない。
If the interfacial strength is too weak, the load sharing by the fibers will be small and the strength and elastic modulus of the composite material will not improve.

界面強度が強すぎる場合、破壊が脆性的になり、破壊が
部分的に進行すると一気に全体が破壊する。
If the interfacial strength is too strong, the fracture will become brittle, and if the fracture progresses partially, the whole will be destroyed at once.

これに対し、界面強度が適切な場合、以下の理由での部
分的破壊が停止し、全体破壊に至らない。
On the other hand, when the interface strength is appropriate, partial destruction due to the following reasons stops and does not lead to total destruction.

(i)繊維/マトリックス界面で亀裂先端が繊維方向に
沿って分岐する。分岐にエネルギーを消費し、亀裂先端
での応力が緩和されるため破壊が停止する。
(i) The crack tip branches along the fiber direction at the fiber/matrix interface. The branching consumes energy and the stress at the crack tip is relaxed, stopping the fracture.

(ii)繊維/マトリックス界面に沿って亀裂が進行し
た後、マトリックスから繊維を引き抜くのに余分のエネ
ルギーを要する。
(ii) Extra energy is required to pull the fibers out of the matrix after crack propagation along the fiber/matrix interface.

本発明において、上記目的のために有効なコーテイング
物質としては、炭素、元素周期律表第nA〜■A・■、
IIIB、TVB族の金属元素の炭化部、窒化物、ホウ
化物、珪化物、酸化物、又はこれらの複合物である。な
かでも特に有効なものは、BN、 SIC,Al2O3
,2rO=、 c、 A1203−3ID2系酸化物、
Mg0−Al、03系酸化物である。
In the present invention, coating materials effective for the above purpose include carbon, elements nA to ■A, ■ of the periodic table;
It is a carbide, nitride, boride, silicide, oxide, or composite of a metal element of group IIIB or TVB. Among them, the most effective ones are BN, SIC, Al2O3
,2rO=, c, A1203-3ID2-based oxide,
It is an Mg0-Al, 03-based oxide.

繊維への表面コーティング法としては以下の方法を用い
ることができる。
The following methods can be used for surface coating the fibers.

(1)CVD法 処理繊維が連続繊維の場合は、繊維を高温炉(反応炉)
中に通糸し、ここに原料ガスを流す。
(1) If the CVD method-treated fiber is a continuous fiber, the fiber is placed in a high-temperature furnace (reactor).
A thread is threaded inside, and raw material gas is passed through it.

繊維表面上で原料ガスを熱分解させてセラミックス皮膜
を得る。
A ceramic film is obtained by thermally decomposing the raw material gas on the fiber surface.

処理繊維が短繊維、あるいは織物状に加工しである場合
は、バッチ型の反応炉中で原料ガスを熱分解をさせてセ
ラミックス皮膜を得る。
When the treated fibers are short fibers or fabrics, the raw material gas is thermally decomposed in a batch reactor to obtain a ceramic film.

まず、原料繊維は、■不活性雰囲気の高温炉で熱処理す
る、■溶剤で洗浄するなどの方法でその表面を清浄にす
る。
First, the surface of the raw material fiber is cleaned by methods such as (1) heat treatment in a high-temperature furnace in an inert atmosphere, and (2) cleaning with a solvent.

CVD反応の原料ガスとしては、コーテイング材質にあ
わせて、金属ハロゲン化物、金属ハロゲン化水素、有機
金属、炭化水素、窒素、アンモニア、水素、−酸化炭素
、水などが用いられる。常温で液体(固体)の原料は、
■加熱気化する(ベーパライズ)、■原料液体中に水素
、不活性中などのキャリアガスを通気し原料物質蒸気を
取り出すくバブリング)、■加熱した原料固体近傍にキ
ャリアガスを通気し原料物質の蒸気を取り出す(ベーキ
ング〉などの方法で気化し高温炉(反応炉)に導入する
As the raw material gas for the CVD reaction, metal halides, metal hydrogen halides, organic metals, hydrocarbons, nitrogen, ammonia, hydrogen, carbon oxide, water, etc. are used depending on the coating material. Raw materials that are liquid (solid) at room temperature are
■ Heating and vaporizing (vaporizing), ■ Bubbling to extract the vapor of the raw material by passing carrier gas such as hydrogen or inert gas into the raw material liquid, and ■ Bubbling the raw material vapor near the heated raw material solid. It is vaporized by a method such as baking and introduced into a high-temperature furnace (reactor).

反応温度は原料ガスの組み合わせにより異なり、200
〜1800℃である。
The reaction temperature varies depending on the combination of raw material gases, and is
~1800°C.

反応圧力は10−’torr〜大気圧である。反応炉中
の糸の滞留時間は5分〜10時間である。
The reaction pressure is 10-'torr to atmospheric pressure. The residence time of the yarn in the reactor is between 5 minutes and 10 hours.

また、必要に応じて原料ガスを放電エネルギー高周波、
レーザーなどで励起、プラズマ化し、反応を促進させて
もよい。
In addition, if necessary, the raw material gas can be discharged with high frequency energy,
The reaction may be promoted by excitation with a laser or the like to generate plasma.

セラミックス皮膜の厚さは、原料ガス濃度、反応温度、
反応圧力、滞留時間でコントロールする。
The thickness of the ceramic film depends on the raw material gas concentration, reaction temperature,
Control by reaction pressure and residence time.

好ましい皮膜の厚さは0.01〜5ミクロンである。The preferred coating thickness is 0.01 to 5 microns.

セラミックス皮膜の組織も上記パラメーターでコントロ
ールできる。非晶質、微結晶質、多結晶質(ファセット
組織、柱状組織、コーン組織)などの組織を作製するこ
とができる。これら組織の違いによって、皮膜の強度、
皮膜/繊維間の界面強度、皮膜/複合材マトリックス間
の界面強度が変化する。セラミックス皮膜/マトリック
ス界面の強度コントロールにおいては、強度を高めると
きはファセット組織が、強度を弱めるときは非晶質、微
結晶が好ましい。
The structure of the ceramic film can also be controlled using the above parameters. Structures such as amorphous, microcrystalline, and polycrystalline (facet structure, columnar structure, cone structure) can be produced. The strength of the film depends on these differences in structure.
The interfacial strength between the film/fiber and between the film/composite matrix changes. In controlling the strength of the ceramic film/matrix interface, a facet structure is preferred when increasing the strength, and an amorphous or microcrystalline structure is preferred when decreasing the strength.

(2)前駆体塗布焼成法 繊維に、前駆体を塗布し、乾燥後、高温で焼成すること
で、セラミックス皮膜を得る。
(2) Precursor coating and firing method A ceramic film is obtained by applying a precursor to a fiber, drying it, and then firing it at a high temperature.

原料繊維の清浄はCVD法と同様にして行なう。The raw material fibers are cleaned in the same manner as in the CVD method.

使用する前駆体は、コーテイング材質によってセラミッ
クス前駆体ポリマー、金属塩、金属水酸化物、有機金属
、金属酸化物ゾル溶液などから選ぶ。必要に応じて、前
駆体は適当な溶媒で希釈してから、繊維に塗布する。
The precursor used is selected from ceramic precursor polymers, metal salts, metal hydroxides, organic metals, metal oxide sol solutions, etc., depending on the coating material. If necessary, the precursor is diluted with a suitable solvent before application to the fibers.

乾燥は、真空、不活性ガス、窒素、乾燥空気、アンモニ
アなど雰囲気下で行なう。加熱温度は通常20〜500
℃の範囲である。
Drying is performed under an atmosphere such as vacuum, inert gas, nitrogen, dry air, or ammonia. Heating temperature is usually 20-500℃
℃ range.

焼成は真空、不活性ガス、窒素、乾燥空気、アンモニア
など雰囲気下で行なう。加熱温度は通常500〜180
0℃である。
Firing is performed in a vacuum, inert gas, nitrogen, dry air, ammonia, or other atmosphere. Heating temperature is usually 500 to 180
It is 0°C.

コーティング皮膜の厚さは、塗布する前駆体溶液の濃度
でコントロールする。また、乾燥、あるいは、焼成後に
再びコーティング処理することでも皮膜を厚くすること
ができる。とくに、後者は前駆体濃度を高くし厚膜化す
ると焼成時に割れが生じるような場合に有効である。
The thickness of the coating film is controlled by the concentration of the precursor solution applied. The film can also be made thicker by drying or by coating again after baking. In particular, the latter method is effective in cases where increasing the concentration of the precursor to increase the thickness of the film causes cracks during firing.

その他、CVD法、前駆体塗布焼成法以外の方法でコー
ティングしても良い。
In addition, coating methods other than the CVD method and the precursor coating and firing method may be used.

また、複数回、コーティング処理を行なう、あるいは、
複数のCVD反応炉(あるいは、塗布−焼成炉)を持つ
処理装置で連続的にコーティング処理を行い、多層コー
ティングを施すことができる。多層コーティングを施す
ことで、繊維/コーティング層、マトリックス/コーテ
ィング層の耐熱安定性と界面強度を、単層コーティング
より、いっそう最適化することができる。
In addition, coating treatment is performed multiple times, or
A multilayer coating can be applied by continuously performing a coating process using a processing apparatus having a plurality of CVD reactors (or coating-firing furnaces). By applying a multilayer coating, the thermal stability and interfacial strength of the fiber/coating layer and matrix/coating layer can be further optimized than with a single layer coating.

次に複合材料の製造について説明する。Next, manufacturing of the composite material will be explained.

前記で得た無機繊維は、(1)繊維そのものを車軸方向
あるいは多軸方向によって配列する方法(2)繊維を手
織、朱子織、綾織、模紗織、交織からの織等の三次元織
物やそれ以上の多次元織物とする方法(3)チョップフ
ァイバーとして用いる方法等の手段を採用してその好ま
しい特性を発揮させることが好ましい。
The inorganic fibers obtained above can be obtained by (1) arranging the fibers themselves in the axle direction or multi-axis direction; (2) weaving the fibers into three-dimensional fabrics such as hand weaving, satin weaving, twill weaving, mosaic weaving, mixed weaving, etc.; It is preferable to employ means such as the above-mentioned method for producing a multidimensional fabric (3) method of using it as chopped fiber to exhibit its preferable characteristics.

また種々の用途、目的に合った繊維強化セラミックス複
合材料を製造するために、前記無機繊維に他の無機繊維
を併用することもできる。こうした、併用可能な無機繊
維としては、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、炭化
珪素繊維、アルミナ繊維、シリカ−アルミナ繊維、窒化
ホウ素繊維、炭化ホウ素繊維、炭化珪素−炭化チタン繊
維等をあげることができる。
Further, in order to manufacture fiber-reinforced ceramic composite materials suitable for various uses and purposes, other inorganic fibers can be used in combination with the above-mentioned inorganic fibers. Such inorganic fibers that can be used in combination include glass fiber, carbon fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, silica-alumina fiber, boron nitride fiber, boron carbide fiber, silicon carbide-titanium carbide fiber, etc. can.

繊維の複合材料に占める体積割合の増大とともに、複合
材の力学的特性は向上する。繊維の体積割合の理論最大
値は、繊維の配列や、織物構造に依存するので、実用性
がある繊維強化セラミックス複合材料とするには、繊維
の体積割合は10%〜90%(好ましくは10%〜70
%)とすると良い結果が得られる。
As the volume fraction of fibers in the composite increases, the mechanical properties of the composite improve. The theoretical maximum value of the volume percentage of fibers depends on the arrangement of fibers and the structure of the fabric, so in order to make a practical fiber-reinforced ceramic composite material, the volume percentage of fibers should be between 10% and 90% (preferably 10%). %~70
%) gives good results.

本発明で用いられるマトリックスとしてのセラミックス
は、繊維強化セラミックス複合材料に用いられる公知の
セラミックスの少くとも一つから任意に採用できるが、
本発明の目的としている高温における高強度、高弾性、
耐食性、耐熱衝撃性などの極端な条件下に耐えうる性質
を有する高温材料の提供をより効果的に達成するために
は、セラミックス基材として、炭化物、窒化物を用いる
ことが有利である。ただし、材料としてよりゆるやかな
耐性を有すれば、十分な場合は、他のセラミックス例え
ば酸化物、珪化物、硼化物などを、基材として用いるこ
とができる。
The ceramic as the matrix used in the present invention can be arbitrarily selected from at least one of the known ceramics used in fiber-reinforced ceramic composite materials.
High strength and high elasticity at high temperatures, which is the objective of the present invention.
In order to more effectively provide a high-temperature material that has properties such as corrosion resistance and thermal shock resistance that can withstand extreme conditions, it is advantageous to use carbides and nitrides as the ceramic base material. However, other ceramics, such as oxides, silicides, borides, etc., can be used as the base material if the material has a more moderate resistance.

本発明の目的を達成する上で好ましいセラミックスマト
リックスを具体的に例示すると次の如くである。
Specific examples of ceramic matrices preferable for achieving the objects of the present invention are as follows.

(1)炭化物; 炭化珪素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化バナジ
ウム、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化タングステン
、炭化ベリリウム及び炭化硼素、その他の炭素物。
(1) Carbide; silicon carbide, titanium carbide, zirconium carbide, vanadium carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, tungsten carbide, beryllium carbide, boron carbide, and other carbon materials.

(2)窒化物; 窒化珪素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化バナジ
ウム、窒化ベリリウム、窒化硼素及び窒化アルミニウム
、その他の窒化物。
(2) Nitride; silicon nitride, titanium nitride, zirconium nitride, vanadium nitride, beryllium nitride, boron nitride and aluminum nitride, and other nitrides.

(3)酸化物: アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、チタニア
、ムライト、コージライト、イツ、ドリア、硼珪酸塩ガ
ラス、高シリカ含有ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、窒
化ガラス、スピネル、ジルコン、スポジュノン、酸窒化
珪素及びサイアロン、その他の酸化物。
(3) Oxides: alumina, silica, magnesia, zirconia, titania, mullite, cordierite, doria, borosilicate glass, high silica glass, aluminosilicate glass, nitride glass, spinel, zircon, spodunone, acid Silicon nitride, sialon, and other oxides.

(4)珪化物ニ ー珪化鉄、−珪化三硼素、−珪化穴硼素、−珪化二マグ
ネシウム、−珪化マンガン、二珪化モリブデン、珪化チ
タン、珪化コバルト及び−珪化バナジウム、その他の珪
化物。
(4) Ni-iron silicide, -triboron silicide, -boron silicide, -dimagnesium silicide, -manganese silicide, molybdenum disilicide, titanium silicide, cobalt silicide, and -vanadium silicide, and other silicides.

(5)硼化物: 硼化クロム、硼化タングステン、硼化チタン、硼化モリ
ブデン、硼化ニッケノベ硼化二モリブデン、硼化エタン
ゲステン、炭化四硼素及び三酸化二硼素、その他の硼化
物。
(5) Borides: chromium boride, tungsten boride, titanium boride, molybdenum boride, dimolybdenum boride, ethangestene boride, tetraboron carbide, diboron trioxide, and other borides.

(6)その他; カーボン 本発明によれば、上記の如きセラミックスマトリックス
材料の一種又は二種以上を混合して使用することができ
る。
(6) Others: Carbon According to the present invention, one type or a mixture of two or more of the above ceramic matrix materials can be used.

マトリックス原料としては、上記種類のセラミックスの
粉末、あるいは、焼成、反応によりセラミックス化する
原料として有機金属ポリマー、酸化物ゾノペ金属(Si
、AI、Ti、B、Cなど)、金属ハロゲン化物ガス、
金属水素化物ガス、有機金属化合物ガス、炭化水素ガス
、N2−NH3の1種以上を用いることができる。
As the matrix raw material, powder of the above-mentioned ceramics, organic metal polymer, oxide zonope metal (Si
, AI, Ti, B, C, etc.), metal halide gas,
One or more of metal hydride gas, organometallic compound gas, hydrocarbon gas, and N2-NH3 can be used.

セラミックス粉末を主原料とする場合は、必要に応じて
、粉末の焼結を促進するための助剤(焼結助剤)、成形
用結合材を加える。
When using ceramic powder as the main raw material, an auxiliary agent (sintering aid) for promoting sintering of the powder and a molding binder are added as necessary.

焼結助剤としては、炭化物、窒化物、酸化物を焼結する
際に用いられる、通常の助剤を使用することができる。
As the sintering aid, common aids used in sintering carbides, nitrides, and oxides can be used.

たとえば、炭化珪素の焼結助剤としては、BAl、Fe
、C,Beの単体あるいはその化合物、窒化珪素の焼結
助剤としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、
酸化イツトリウムなどがある。
For example, as a sintering aid for silicon carbide, BAl, Fe
, C, Be alone or their compounds, and sintering aids for silicon nitride such as magnesium oxide, aluminum oxide,
Examples include yttrium oxide.

成形用結合剤としては、有機ポリマー、有機金属ポリマ
ー(特に有機珪素ポリマー、無機珪素ポリマー)、酸化
物ゾル溶液の少なくとも1種を使用することができる。
As the molding binder, at least one of organic polymers, organometallic polymers (particularly organosilicon polymers and inorganic silicon polymers), and oxide sol solutions can be used.

有機ポリマーとしては、ポリスチレン、ポリオレフィン
、酢酸セルローズ、アクリル系ポリマーポリビニールア
ルコーノへパラフィン、ジエチルフタレート、ワックス
などがある。
Examples of organic polymers include polystyrene, polyolefin, cellulose acetate, acrylic polymer polyvinylalcono-paraffin, diethyl phthalate, and wax.

有機、無機珪素ポリマーとしては、ジフェニルシロキサ
ン、ジメチルシロキサン、ポリボロジフェニルシロキサ
ン、ポリボロジメチルシロキサン、ポリカルボシラン、
ポリチタノカルボシラン、ポリシラザン、ポリボロシラ
ザン、ポリチタノシラザン、ポリアルミノシラザンなど
がある。
Examples of organic and inorganic silicon polymers include diphenylsiloxane, dimethylsiloxane, polyborodiphenylsiloxane, polyborodimethylsiloxane, polycarbosilane,
Examples include polytitanocarbosilane, polysilazane, polyborosilazane, polytitanosilazane, and polyaluminosilazane.

酸化物ゾル溶液としては、アルミナゾノペシリ力ゾノベ
チタニアゾノベジルコニアゾルなどがある。
Examples of the oxide sol solution include alumina zonopecilia, zonobetitania, and zirconia sol.

これら結合剤のうち有機ポリマーは、成形体を焼成する
前の脱脂工程で除去する必要があり、また、これが残留
したまま焼成すると焼結を妨げる。
Among these binders, the organic polymer needs to be removed in a degreasing step before firing the molded body, and if it is fired while remaining, it will interfere with sintering.

一方、有機金属ポリマー(有機珪素ポリマー、無機珪素
ポリマー)、酸化物ゾルは、加熱によりSi3N、、 
SiC,5i2N、0. Si[l、 5in2. A
1□03などのセラミックスに転換、あるいは、セラミ
ックス粉体と反応し炭化物、窒化物、酸化物を生成する
。その結果、セラミックス粉体を強固に結合し、焼結を
促進する。このため、これらの添加は高密度、高強度の
複合材料を製造するために有利である。
On the other hand, organometallic polymers (organosilicon polymers, inorganic silicon polymers) and oxide sol can be heated to produce Si3N,
SiC, 5i2N, 0. Si[l, 5in2. A
It converts into ceramics such as 1□03, or reacts with ceramic powder to produce carbides, nitrides, and oxides. As a result, the ceramic powder is firmly bonded and sintering is promoted. Therefore, these additions are advantageous for producing high-density, high-strength composite materials.

また、このような用途に用いるポリマーとしては、加熱
後の重量減少が少ないものを使用することが有利である
。このようなポリマーとしてポリシラザン、ポリボロシ
ラザン、ポリチタノシラザン、ポリアルミノシラザンが
ある。
Furthermore, it is advantageous to use a polymer that exhibits less weight loss after heating as the polymer used in such applications. Such polymers include polysilazane, polyborosilazane, polytitanosilazane, and polyaluminosilazane.

以上、述べた結合剤の添加量は特に制限されるものでは
ないが、その添加効果を充分得ることのできる範囲でよ
く、有機ポリマーの場合、セラミックス粉末との混合物
中0.5〜5Qvo1%程度が好ましい。
The amount of the above-mentioned binder added is not particularly limited, but it may be within a range that can sufficiently obtain the effect of its addition, and in the case of organic polymers, it is about 0.5 to 5Qvo1% in the mixture with ceramic powder. is preferred.

有機金属ポリマー(有機珪素ポリマー、無機珪素ポリマ
ー)、酸化物ゾルなど、加熱後セラミックスに転換する
結合剤の場合も同様にQ、5vo1%以上が好ましい。
Similarly, in the case of binders that convert into ceramics after heating, such as organometallic polymers (organosilicon polymers, inorganic silicon polymers) and oxide sols, Q is preferably 5vol% or more.

結合剤を多く加えた場合、焼結を妨げ、マトリックス中
に気孔などの欠陥かのこるが、上記、結合剤と同種の材
料を気孔に含浸、再焼成することで高密度化をはかるこ
ともできる。
If a large amount of binder is added, sintering will be hindered and defects such as pores will appear in the matrix, but densification can be achieved by impregnating the pores with the same type of material as the binder and re-firing. .

セラミックス等の粉末、有機金属をマトリックス原料と
して用いた場合の本発明の繊維強化セラミックス複合材
料の成形法にはフィラメントワインディング法、プリプ
レグ法、スラリー(レジン)インジェクション法、射出
成形法などの方法がある。
Methods for molding the fiber-reinforced ceramic composite material of the present invention when ceramic powder or organic metal is used as a matrix raw material include filament winding method, prepreg method, slurry (resin) injection method, injection molding method, etc. .

(1)フィラメントワインディング法 セラミックス粉体などのマトリックス材料、結合剤、溶
媒からなるスラリーをロービング繊維に含浸しつつ、成
形型に巻取る。
(1) Filament winding method Roving fibers are impregnated with a slurry consisting of a matrix material such as ceramic powder, a binder, and a solvent, and then wound around a mold.

(2)プリプレグ法 セラミックス粉体などのマトリックス材料、結合剤、溶
媒からなるスラリーをロービング繊維、クロスに含浸し
つつ巻き取り、乾燥し無機繊維、マトリックス材料、結
合剤からなるシート、すなわち、プリプレグと呼ばれる
中間材を作製する。
(2) Prepreg method A slurry consisting of a matrix material such as ceramic powder, a binder, and a solvent is impregnated into roving fibers and cloth, then wound up and dried to produce a sheet consisting of inorganic fibers, a matrix material, and a binder, that is, a prepreg. Create an intermediate material called

プリプレグを積層、プレス成形することで所望の形状を
得る。
A desired shape is obtained by laminating and press-molding prepregs.

(3)スラリー(レジン)インジェクション法多次元織
物、織布を積層したもの、短繊維の集合体などの予備成
形体(プリフォーム)を型に入れ、スラリーを注入する
(3) Slurry (resin) injection method A preform such as a multidimensional fabric, a laminate of woven fabrics, an aggregate of short fibers, etc. is placed in a mold, and slurry is injected into the mold.

(4)射出成形法 短繊維、セラミックス粉体、結合剤、溶媒からなるスラ
リーを成形型に注入する。
(4) Injection molding method A slurry consisting of short fibers, ceramic powder, binder, and solvent is injected into a mold.

これらの成形体を焼結する方法としては、常圧焼結、ホ
ットプレス、ガス圧焼結、HIPなどの方法が採用され
る。焼成温度は700〜2500℃の温度範囲である。
As a method for sintering these molded bodies, methods such as normal pressure sintering, hot pressing, gas pressure sintering, and HIP are employed. The firing temperature ranges from 700 to 2500°C.

焼成雰囲気は、真空あるいは、窒素ガス、アンモニアガ
ス、水素ガス、不活性ガス、炭化水素、空気のうちから
選ばれる少なくとも1種以上からなる雰囲気である。
The firing atmosphere is a vacuum or an atmosphere consisting of at least one selected from nitrogen gas, ammonia gas, hydrogen gas, inert gas, hydrocarbons, and air.

また、繊維予備成形体(プリフォーム)を800〜20
00℃に加熱し、原料ガスを流しプリフォーム上で反応
させ、セラミックスを沈積させるCVI法によりマトリ
ックスを作製する方法を採用してもよい。原料ガスとし
ては、金属水素化物、金属ハロゲン化物、有機金属、炭
化水素、窒素、アンモニアなどのガスを用いる。
In addition, 800 to 200 fiber preforms (preforms)
Alternatively, a method may be adopted in which the matrix is produced by a CVI method in which the preform is heated to 00° C., a raw material gas is caused to flow therethrough, and the ceramic is deposited. As the raw material gas, gases such as metal hydrides, metal halides, organic metals, hydrocarbons, nitrogen, and ammonia are used.

このようにして得られた複合材料焼結体は以下に述べる
一連の処理を少なくとも1回以上施すことにより、さら
により高密度な焼結体を得ることができる。
By subjecting the composite material sintered body thus obtained to the series of treatments described below at least once or more, a sintered body with even higher density can be obtained.

すなわち、成形用結合剤に用いたのと同様の有機金属ポ
リマー、とくに有機珪素ポリマー、無機珪素ポリマー、
あるいは、酸化物ゾル水溶液を、複合材料焼結体の気孔
、クラックなどに含浸し、これを加熱、焼成する。
That is, organometallic polymers similar to those used in molding binders, especially organosilicon polymers, inorganic silicon polymers,
Alternatively, an aqueous oxide sol solution is impregnated into the pores, cracks, etc. of the composite material sintered body, and then heated and fired.

有機金属ポリマーは液状のものはそのまま含浸液として
用いることができるが、必要に応じて、溶媒に溶解する
、あるいは、加熱して融液にする。
A liquid organometallic polymer can be used as an impregnating liquid as it is, but if necessary, it can be dissolved in a solvent or heated to form a melt.

含浸法としては、塗布法、真空含浸法、加圧含浸法など
を用いることができる。
As the impregnation method, a coating method, a vacuum impregnation method, a pressure impregnation method, etc. can be used.

焼成温度は700〜2500℃の温度範囲である。焼成
雰囲気は、真空あるいは、窒素ガス、アンモニアガス、
水素ガス、不活性ガスのうちから選ばれる少なくとも1
種以上からなる雰囲気である。
The firing temperature ranges from 700 to 2500°C. The firing atmosphere is vacuum, nitrogen gas, ammonia gas,
At least one selected from hydrogen gas and inert gas
It is an atmosphere made up of more than just seeds.

複合材料焼結体の気孔、クラックに含浸した有機金属ポ
リマーは焼成することでセラミックス化し、焼結体マ)
 IJソックス強固に結合するため、破壊源となる気孔
、クラックを減少、除去し、機械的強度弾性率を向上さ
せる。また、雰囲気と接触する表面積も減少させるので
耐酸化性、耐腐食性などの化学的安定性も向上させる。
The organometallic polymer impregnated into the pores and cracks of the composite sintered body becomes ceramic by firing, and the sintered body becomes a ceramic material.
Because the IJ socks are firmly bonded, pores and cracks that can cause breakage are reduced and eliminated, and mechanical strength and elastic modulus are improved. Furthermore, since the surface area in contact with the atmosphere is reduced, chemical stability such as oxidation resistance and corrosion resistance is also improved.

また、前記一連の高密度化処理は、含浸が可能な限り何
回でも繰り返し実施することができる。
Further, the series of densification treatments described above can be repeated as many times as possible as long as impregnation is possible.

〔実施例〕〔Example〕

参考例1〔窒化珪素質無機繊維の製造〕内容積101の
四つロフラスコに、ガス吹きこみ管、メカニカルスター
ラー、ジュワーコンデンサーを装置した。反応器内部を
脱酸素した乾燥空気で置換した後、四つロフラスコに脱
気した乾燥ピリジン4900dを入れ、これを氷冷した
。次にジクロロシラン744gを加えると白色固体状の
アダク) (SiH2C12・2CsHsN)が生成し
た。反応混合物を氷冷し、撹拌しながら、水酸化ナトリ
ウム管及び活性炭管を通して精製したアンモニア735
gを吹き込んだ後、100℃に加熱した。
Reference Example 1 [Manufacture of silicon nitride inorganic fiber] A four-loaf flask with an internal volume of 101 cm was equipped with a gas blowing pipe, a mechanical stirrer, and a dewar condenser. After replacing the inside of the reactor with deoxygenated dry air, 4900 d of degassed dry pyridine was placed in a four-bottle flask and cooled on ice. Next, 744 g of dichlorosilane was added to form a white solid (SiH2C12.2CsHsN). While cooling the reaction mixture on ice and stirring, purified ammonia 735 was passed through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube.
After blowing in g, the mixture was heated to 100°C.

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ピリジンを
用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下で濾過して濾液5
100rn1を得た。濾液5mj!から溶媒を減圧留去
すると樹脂状固体ベルヒドロポリシラザン0.24gが
得られた。
After the reaction is completed, the reaction mixture is centrifuged, washed with dry pyridine, and further filtered under nitrogen atmosphere to obtain filtrate 5.
I got 100rn1. Filtrate 5mj! When the solvent was distilled off under reduced pressure, 0.24 g of resinous solid perhydropolysilazane was obtained.

得られたポリマーの数平均分子量はGPCにより測定し
たところ980であった。
The number average molecular weight of the obtained polymer was 980 as measured by GPC.

次に、得られた5%ベルヒドロポリシラザンピリジン溶
液5000mj!を10βステンレス製オートクレーブ
に取り、100gのアンモニアを加えた後、80℃で3
時間撹拌して重縮合反応させた。室温まで静置放冷後、
窒素で気体を放出置換した。この改質すれたベルヒドロ
ポリシラザンは数平均分子量:2.400、重量平均分
子量: 20000 (ゲル透過クロマトグラフィ法、
ポリスチレン標準)になった。
Next, 5000 mj of the obtained 5% perhydropolysilazane pyridine solution! was placed in a 10β stainless steel autoclave, 100g of ammonia was added, and then heated at 80°C for 3
The mixture was stirred for hours to cause a polycondensation reaction. After cooling to room temperature,
The gas was replaced with nitrogen. This modified perhydropolysilazane has a number average molecular weight of 2.400 and a weight average molecular weight of 20000 (gel permeation chromatography method,
polystyrene standard).

この溶液に5000mfのキシレンを加えてロータリー
エバポレーターで60℃で溶液の体積が1000dにな
るまで減圧留去した。この操作をさらに2回繰り返すと
、溶液に含まれるピリジン量は0.03重量%(ガスク
ロマトグラフィ法)となった。
5,000 mf of xylene was added to this solution, and the mixture was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator at 60°C until the volume of the solution reached 1,000 d. When this operation was repeated two more times, the amount of pyridine contained in the solution was 0.03% by weight (gas chromatography method).

さらにロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。溶
液が十分に曳糸性を示すようになった時減圧除去を中止
した。この溶液を乾式紡糸装置の脱泡容器に移送して紡
糸溶液とした。約2時間、60℃で静置脱泡後、30℃
で口径0.1 mmのノズルより、130℃の空気雰囲
気下の紡糸筒内に吐出し、300m/分の速度で巻き取
り、平均繊維径10/−の繊維を得た。
Further, the solvent was removed using a rotary evaporator. Vacuum removal was discontinued when the solution became sufficiently stringy. This solution was transferred to a defoaming container of a dry spinning device to obtain a spinning solution. After standing at 60℃ for about 2 hours to defoam, 30℃
The fibers were discharged from a nozzle with a diameter of 0.1 mm into a spinning cylinder in an air atmosphere at 130°C, and wound at a speed of 300 m/min to obtain fibers with an average fiber diameter of 10/-.

次いで前記紡糸繊維に500g/ml1l12の張力を
作用させながら、窒素雰囲気下で室温から1300℃ま
で、200℃/時間で昇温しで窒化珪素繊維とした。
Next, the spun fibers were heated at a rate of 200°C/hour from room temperature to 1300°C under a nitrogen atmosphere while applying a tension of 500 g/ml112 to obtain silicon nitride fibers.

この窒化珪素繊維の引張強度は270kg/mm2、弾
性率は25ton/mm2であった。この窒化珪素繊維
を元素分析したところ、珪素は58.1重量%、窒素は
35.1重量%、酸素は1.42重量%、炭素は1.4
5重量%であった。
This silicon nitride fiber had a tensile strength of 270 kg/mm2 and an elastic modulus of 25 ton/mm2. Elemental analysis of this silicon nitride fiber revealed that silicon was 58.1% by weight, nitrogen was 35.1% by weight, oxygen was 1.42% by weight, and carbon was 1.4% by weight.
It was 5% by weight.

参考例2〔窒化珪素質無機繊維の製造〕内容積11の四
つロフラスコにガス吹きこみ管、メカニカルスターラー
、ジュワーコンデンサーを装置した。反応器内部を脱酸
素した乾燥窒素で置換した後、四つロフラスコに脱気し
た乾燥ピリジン490m1l!を入れ、これを氷冷した
。次にジクロロシラン51.6gを加えると白色固体状
のアダクト(SiH2C12・2C5H5N)が生成し
た。反応混合物を氷冷し、撹拌しながら、水酸化ナトリ
ウム管及び活性炭管を通して精製したアンモニア51.
0gを吹き込んだ。
Reference Example 2 [Manufacture of silicon nitride inorganic fiber] A four-bottle flask with an internal volume of 11 was equipped with a gas blowing tube, a mechanical stirrer, and a dewar condenser. After purging the inside of the reactor with deoxygenated dry nitrogen, 490 ml of degassed dry pyridine was placed in a four-bottle flask! and cooled it on ice. Next, 51.6 g of dichlorosilane was added to form a white solid adduct (SiH2C12.2C5H5N). The reaction mixture was cooled on ice, and while stirring, purified ammonia was passed through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube.
0 g was injected.

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ピリジンを
用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下で濾過して濾液8
50−を得た。濾液5mfから溶媒を減圧留去すると樹
脂状固体ベルヒドロポリシラザン0.102 gが得ら
れた。
After the reaction is completed, the reaction mixture is centrifuged, washed with dry pyridine, and further filtered under nitrogen atmosphere to obtain filtrate 8.
I got 50-. The solvent was distilled off from 5 mf of the filtrate under reduced pressure to obtain 0.102 g of resinous solid perhydropolysilazane.

得られたポリマーの数平均分子量はGPCにより測定し
たところ、980であった。また、このポリマーのIR
(赤外吸収)スペクトル(溶媒:乾a o −+ シL
/ン;ペルヒドロポリシラザンの濃度:10、2 g 
/ I! )を検討すると、波数(cm ’) 335
0(見かけの吸光係数ε= 0.5571g−’Cm−
’)及び1175のNHに基づく吸収、2170 (ε
=3.14)の5i)Iに基づく吸収; 1020〜8
20のSiH及び5iNSiに基づく吸収を示すことが
確認された。またこのポリマーの’HNMR(プロトン
核磁気共鳴)スペクトル(60M)Iz、溶媒CDCl
3/基準物質TMS)を検討すると、いずれも幅広い吸
収を示していることが確認された。即ちδ4.8及び4
.4 (br、 5iH)  ; 1.5(br、 N
H)の吸収が確認された。
The number average molecular weight of the obtained polymer was 980 as measured by GPC. Also, the IR of this polymer
(Infrared absorption) spectrum (solvent: dry ao − + sil
/ton; Concentration of perhydropolysilazane: 10.2 g
/ I! ), the wave number (cm') is 335
0 (apparent extinction coefficient ε = 0.5571g-'Cm-
) and NH-based absorption of 1175, 2170 (ε
Absorption based on 5i) I of =3.14); 1020-8
It was confirmed that absorption based on 20 SiH and 5iNSi was exhibited. In addition, 'HNMR (proton nuclear magnetic resonance) spectrum (60M) Iz of this polymer, solvent CDCl
3/Reference material TMS), it was confirmed that all of them exhibited a wide range of absorption. That is, δ4.8 and 4
.. 4 (br, 5iH); 1.5 (br, N
Absorption of H) was confirmed.

以上の手順で得られたベルヒドロポリシラザンのピリジ
ン溶液(ベルヒドロポリシラザンの濃度;5.50重量
%)と800mjl! )リメチルボレート34,0c
c(0,301mol)を内容積11のオートクレーブ
に入れ、160℃で4時間撹拌しながら反応を行なった
。室温に冷却後、乾燥0−キシレン500mfを加え、
圧力3〜5mmHg、温度50〜70℃で溶媒を除いた
ところ、白色固体状の数平均分子量が2200のポリボ
ロシラザン43gを得た。
A pyridine solution of perhydropolysilazane obtained by the above procedure (concentration of perhydropolysilazane: 5.50% by weight) and 800 mjl! ) Limethylborate 34,0c
c (0,301 mol) was placed in an autoclave with an internal volume of 11, and the reaction was carried out at 160° C. for 4 hours with stirring. After cooling to room temperature, add 500mf of dry 0-xylene,
When the solvent was removed at a pressure of 3 to 5 mmHg and a temperature of 50 to 70°C, 43 g of polyborosilazane having a number average molecular weight of 2200 in the form of a white solid was obtained.

このポリボロシラザンを0−キシレンに溶解した後、ロ
ータリーエバポレーターで溶媒を除去した。溶液が十分
に曳糸性を示すようになったとき減圧留去を中止した。
After dissolving this polyborosilazane in 0-xylene, the solvent was removed using a rotary evaporator. When the solution became sufficiently stringable, the vacuum distillation was stopped.

この溶液を乾式紡糸装置の脱泡容器に移送して紡糸溶液
とした。約4時間、60℃で静置脱泡後、40℃で口径
0.1 mmのノズルより、120℃の空気雰囲気下の
紡糸筒内に吐出し、100m/分の速度で巻き取り、平
均繊維径約10陶の繊維を得た。
This solution was transferred to a defoaming container of a dry spinning device to obtain a spinning solution. After standing at 60°C for approximately 4 hours to defoam, it was discharged at 40°C from a nozzle with a diameter of 0.1 mm into a spinning tube in an air atmosphere at 120°C, and wound at a speed of 100 m/min to obtain an average fiber. A fiber with a diameter of about 10 mm was obtained.

この繊維に500g/mm2の引力を作用させながら、
アンモニア雰囲気下で室温から600℃まで180℃/
時間で昇温し、さらに雰囲気を窒素に変え、1700℃
まで3時間で昇温し、1700℃で1時間保持して、焼
成し、黒色の繊維を得た。この繊維の直径は約7陶で引
張強度は200kg/mm2、弾性率は33ton/f
11m2であった。得られた繊維のX線回折測定より非
晶質であることが確認された。得られた繊維の元素分析
結果は、重量基準で、S i  : 43.1%、N:
34.8%、C: 0.6%、○: 11.8%、B 
: 7.80%であった。
While applying an attractive force of 500 g/mm2 to this fiber,
180℃/from room temperature to 600℃ under ammonia atmosphere
The temperature was raised over time, the atmosphere was changed to nitrogen, and the temperature reached 1700°C.
The temperature was raised to 1,700° C. over 3 hours, and the mixture was held at 1,700° C. for 1 hour and fired to obtain black fibers. The diameter of this fiber is about 7 mm, the tensile strength is 200 kg/mm2, and the elastic modulus is 33 ton/f.
It was 11m2. X-ray diffraction measurements of the obtained fibers confirmed that the fibers were amorphous. The elemental analysis results of the obtained fibers were: Si: 43.1%, N: on a weight basis.
34.8%, C: 0.6%, ○: 11.8%, B
: 7.80%.

さらに、1800℃に焼成して得られた繊維では、その
X線回折図形において、2θ=20° 、23゜265
° 、31° 、34.5° 、35° 、39° 、
42° 、43.5゜付近にα−813N4に関係する
と思われるブロードなピークが、2θ=23.5° 、
27° 、33.5° 、36゜41.5°、付近にβ
−3i3N、に関係すると思われるブロードなピークが
現われており、α−5i3N、及びβ−3i3N、の微
結晶が生成していることが判った。
Furthermore, in the fiber obtained by firing at 1800°C, the X-ray diffraction pattern shows 2θ=20°, 23°265
° , 31° , 34.5° , 35° , 39° ,
There are broad peaks around 42° and 43.5° that are thought to be related to α-813N4, and 2θ=23.5°,
27°, 33.5°, 36°41.5°, β near
-3i3N appeared, and it was found that α-5i3N and β-3i3N microcrystals were formed.

また、得られた#a維のX線散乱強度比は1°及び0.
5°のいずれの場合にも20以下であった。
Moreover, the X-ray scattering intensity ratio of the #a fiber obtained was 1° and 0.
It was 20 or less in all cases of 5°.

参考例3 〔成形用結合剤の製造〕 内容積10βの四つロフラスコに、ガス吹きこみ管、メ
カニカルスターラー、ジュワーコンデンサーを装置した
。反応器内部を脱酸素した乾燥空気で置換した後、四つ
ロフラスコに脱気した乾燥ピリジン4900mEを入れ
、これを氷冷した。次にジクロロシラン744gを加え
ると白色固体状のアダク) (SiH,C12・2C9
85N)が生成した。反応混合物を氷冷し、撹拌しなが
ら、水酸化ナトリウム管及び活性炭管を通して精製した
アンモニア735gを吹き込んだ後、100℃に加熱し
た。
Reference Example 3 [Manufacture of binder for molding] A four-loop flask with an internal volume of 10β was equipped with a gas blowing pipe, a mechanical stirrer, and a dewar condenser. After replacing the inside of the reactor with deoxygenated dry air, 4900 mE of degassed dry pyridine was placed in a four-neck flask and cooled on ice. Next, 744 g of dichlorosilane was added to form a white solid Adak) (SiH, C12・2C9
85N) was generated. The reaction mixture was ice-cooled, and while stirring, 735 g of purified ammonia was blown into the reaction mixture through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube, and then heated to 100°C.

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ピリジンを
用いて洗浄した後、更に窒素π囲気下で濾過して濾液5
100rr+fを得た。濾液5−から溶媒を減圧留去す
ると樹脂状固体ベルヒドロポリシラザン0.24gが得
られた。
After the reaction is complete, the reaction mixture is centrifuged, washed with dry pyridine, and further filtered under nitrogen atmosphere to obtain filtrate 5.
100rr+f was obtained. The solvent was distilled off from the filtrate 5- under reduced pressure to obtain 0.24 g of resinous solid perhydropolysilazane.

得られたポリマーの数平均分子量はGPCにより測定し
たところ980であった。
The number average molecular weight of the obtained polymer was 980 as measured by GPC.

次に、得られた5%ベルヒドロポリシラザン−ピリジン
溶液5000−を10fステンレス製オートクレーブに
取り、80℃で3時間撹拌して重縮合反応させた。室温
まで静置放冷後、窒素で気体を放出置換した。この改質
されたベルヒドロポリシラザンは数平均分子量+ 15
00、重量平均分子量: 7000(ゲル透過クロマト
グラフィ法、ポリスチレン標準)になった。
Next, the obtained 5% perhydropolysilazane-pyridine solution 5000- was placed in a 10f stainless steel autoclave and stirred at 80°C for 3 hours to cause a polycondensation reaction. After cooling to room temperature, the gas was removed and replaced with nitrogen. This modified perhydropolysilazane has a number average molecular weight of +15
00, weight average molecular weight: 7000 (gel permeation chromatography method, polystyrene standard).

この溶液に5000rdのキシレンを加えてロータリー
エバポレーターで60℃で溶液の体積が100100O
になるまで減圧留去した。この操作をさらに2回繰り返
すと、溶液に含まれるピリジン量は0.03重量%(ガ
スクロマトグラフィ法)となった。
Add 5000rd xylene to this solution and heat it on a rotary evaporator at 60℃ until the volume of the solution is 100100O.
It was distilled off under reduced pressure until it became . When this operation was repeated two more times, the amount of pyridine contained in the solution was 0.03% by weight (gas chromatography method).

さらにロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、濃度
を3Qwt%に調整した。このポリマーを元素分析した
ところS : 64. ht%1N : 24.2wt
%○:1.2wt%、(::4,9wt%であった。
Furthermore, the solvent was removed using a rotary evaporator, and the concentration was adjusted to 3Qwt%. Elemental analysis of this polymer showed S: 64. ht%1N: 24.2wt
%○: 1.2wt%, (::4.9wt%).

実施例〔窒化珪素質無機繊維強化ガラス〕参考例1の方
法で窒化珪素質無機繊維を製造した。
Example [Silicon nitride inorganic fiber reinforced glass] Silicon nitride inorganic fiber was produced by the method of Reference Example 1.

この繊維に次のような方法で炭化珪素質コーティングを
施した。
A silicon carbide coating was applied to this fiber by the following method.

市販のポリシラスチレン(日本曹達製)のトルエン溶液
(1wt%)中に窒化珪素繊維を浸漬し、80℃で乾燥
し溶媒トルエンを除去した。これを1200℃に加熱し
た管状炉(窒素雰囲気)に通糸し、昇温速度20℃/ 
m i n相当の速度で糸送りした。厚さ0.3μのコ
ーティング皮膜を得た。
Silicon nitride fibers were immersed in a toluene solution (1 wt %) of commercially available polysilastyrene (manufactured by Nippon Soda) and dried at 80° C. to remove the solvent toluene. This was passed through a tubular furnace (nitrogen atmosphere) heated to 1200℃, and the temperature was increased at a rate of 20℃/
The yarn was fed at a speed equivalent to min. A coating film with a thickness of 0.3μ was obtained.

この繊維のX線回折を行なったところ、非晶質であった
When this fiber was subjected to X-ray diffraction, it was found to be amorphous.

複合材料の製造は次のようにして行なった。The composite material was manufactured as follows.

マトリックス原料として、粒度325メツシユのホウ珪
酸ガラス(コーニング社製コード7740)粉末100
gに対して、成形用結合剤としてポリビニールアルコー
ル2g1溶媒として水を200gを加えた。これを、ボ
ールミルで36時間混合しスラリーを調製した。
As a matrix raw material, 100 borosilicate glass powder (code 7740 manufactured by Corning Corporation) with a particle size of 325 mesh was used.
2 g of polyvinyl alcohol as a molding binder and 200 g of water as a solvent. This was mixed in a ball mill for 36 hours to prepare a slurry.

ガラス粉末が沈降しないように撹拌したスラリー浴中に
、前記の表面コーティングを施した窒化珪素質無機w4
維を浸漬し、乾燥しながらドラムに巻き取り、プリプレ
グを作製した。このとき繊維の方向は平行になるように
した。プリプレグをドラムから取り外し、5 cm角に
切断し、繊維方向が1方向に揃うように、2 cmの厚
さに積層した。これをホットプレスの型に納め、110
℃で乾燥した。
Silicon nitride inorganic W4 with the above-mentioned surface coating was placed in a slurry bath that was stirred to prevent the glass powder from settling.
The fibers were dipped and wound around a drum while drying to produce a prepreg. At this time, the fiber directions were made to be parallel. The prepreg was removed from the drum, cut into 5 cm square pieces, and laminated to a thickness of 2 cm so that the fiber direction was aligned in one direction. Place this in a hot press mold, 110
Dry at °C.

成形用結合剤の除去は、窒素雰囲気600℃で2時間焼
成することで行なった。
The molding binder was removed by baking at 600° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere.

マトリックスの焼結はホットプレスで行なった。Sintering of the matrix was performed by hot pressing.

窒素雰囲気下、1300℃でプレス圧100kgf/c
atで焼成した。
Press pressure 100kgf/c at 1300℃ under nitrogen atmosphere
It was fired at.

得られた、焼結体の繊維体積含有率は45vo1%であ
った。焼結体からJIS曲げ試験片(3×4X36mm
)を切り出し、3点曲げ強度試験を行なった。室温曲げ
強度は82kgf/cIIt、700℃不活性雰囲気で
は曲げ強度55kgf/cfllであった。また、破壊
形態は非脆性的であった。
The fiber volume content of the obtained sintered body was 45vol%. A JIS bending test piece (3 x 4 x 36 mm) was prepared from the sintered body.
) was cut out and subjected to a three-point bending strength test. The bending strength at room temperature was 82 kgf/cIIt, and the bending strength at 700° C. in an inert atmosphere was 55 kgf/cfll. Moreover, the fracture morphology was non-brittle.

比較例1 窒化珪素質無機繊維に表面処理を施さないで用いた。そ
の他の、複合材料の製造条件は実施例1と同一条件で行
なった。
Comparative Example 1 A silicon nitride inorganic fiber was used without surface treatment. Other conditions for producing the composite material were the same as in Example 1.

得られた、焼結体の繊維体積含有率は49vo1%であ
った。焼結体からJIS曲げ試験片(3×4X36mm
)を切り出し、3点曲げ強度試験を行なった。室温曲げ
強度は71kgf/cnf、700℃不活性雪囲気では
曲げ強度46kgf/cnfであった。また、破壊形態
は極めて脆性的であった。
The fiber volume content of the obtained sintered body was 49vol%. A JIS bending test piece (3 x 4 x 36 mm) was prepared from the sintered body.
) was cut out and subjected to a three-point bending strength test. The bending strength at room temperature was 71 kgf/cnf, and the bending strength at 700°C in an inert snow atmosphere was 46 kgf/cnf. Moreover, the fracture form was extremely brittle.

実施例2〔窒化珪素質無機繊維強化窒化珪素の製造〕 窒化珪素質無機繊維は参考例2の方法によって製造した
Example 2 [Production of silicon nitride inorganic fiber reinforced silicon nitride] A silicon nitride inorganic fiber was produced by the method of Reference Example 2.

繊維表面コーティングはCVD法を用い、次のようにし
て行なった。
The fiber surface coating was carried out using the CVD method as follows.

窒化珪素質無機繊維を窒素雰囲気600℃に加熱した管
状炉に通糸し、サイジング剤などの付着物を焼き飛ばし
て繊維表面を清浄にした。
The silicon nitride inorganic fibers were passed through a tube furnace heated to 600° C. in a nitrogen atmosphere to burn off deposits such as sizing agents and clean the fiber surfaces.

この繊維を1300℃に加熱した管状炉に通糸し、反応
ガスとして5iC1,、CH,、H,を、それぞれ5O
N1/min 、5ON1/min 、 100ONI
 /+nin流した。反応圧力は100Torrに調整
した。繊維をQ、5m/minの速度で糸送りし、厚さ
0.8μのコーティング皮膜を得た。
This fiber was passed through a tubular furnace heated to 1300°C, and 5iC1,, CH,, H, and 5O
N1/min, 5ON1/min, 100ONI
/+nin flowed. The reaction pressure was adjusted to 100 Torr. The fibers were fed at a speed of Q, 5 m/min to obtain a coating film with a thickness of 0.8 μm.

この繊維のX線回折を行なったところ、β−3iCが認
められた。
When this fiber was subjected to X-ray diffraction, β-3iC was observed.

複合材の製造は次のようにして行なった。The composite material was manufactured as follows.

窒化珪素粉末(宇部興産5N−CCIA、平均粒径:焼
結助剤Y20.5wt%、Al2O35wt%入り)1
50g、成形用結合剤としてベルヒドロポリシラザン5
0g1溶媒としてキシレン100gを加え、ボールミル
にて36時間混合し、スラリーを調製した。
Silicon nitride powder (Ube Industries 5N-CCIA, average particle size: sintering aid Y20.5wt%, Al2O35wt% included) 1
50g, perhydropolysilazane 5 as molding binder
100 g of xylene was added as a solvent and mixed in a ball mill for 36 hours to prepare a slurry.

成形用結合剤は参考例3の方法によって製造した。A molding binder was produced by the method of Reference Example 3.

スラリー浴中に、前記の表面コーティングを施した窒化
珪素質無機繊維を浸漬し、乾燥しながらドラムに巻き取
り、プリプレグを作製した。このとき繊維が平行になる
ように巻き取った。プリプレグをドラムから取り外し、
5 cm角に切断し、繊維方向が1方向に揃うように、
2cmの厚さに積層した。これをホットプレスの型に納
め、110℃窒素雰囲気下で乾燥した。
The above-described surface-coated silicon nitride inorganic fibers were immersed in a slurry bath and wound around a drum while drying to produce a prepreg. At this time, it was wound up so that the fibers were parallel. Remove the prepreg from the drum,
Cut into 5 cm squares, making sure the fiber direction is aligned in one direction.
It was laminated to a thickness of 2 cm. This was placed in a hot press mold and dried at 110°C under a nitrogen atmosphere.

マトリックスの焼結はホットプレスで行なった。Sintering of the matrix was performed by hot pressing.

窒素雰囲気下、1700℃、プレス圧300kgf/c
IIIで焼成した。
Under nitrogen atmosphere, 1700℃, press pressure 300kgf/c
It was fired in III.

得られた、焼結体の繊維体積含有率は43vo1%であ
った。焼結体からJIS曲げ試験片(3×4X36mm
)を切り出し、3点曲げ強度試験を行なった。室温曲げ
強度は71kgf/cffl、1200℃不活性雰囲気
では曲げ強度65kgf/aI11であった。また、破
壊形態は非脆性的であった。
The fiber volume content of the obtained sintered body was 43vol%. A JIS bending test piece (3 x 4 x 36 mm) was prepared from the sintered body.
) was cut out and subjected to a three-point bending strength test. The bending strength at room temperature was 71 kgf/cffl, and the bending strength at 1200° C. in an inert atmosphere was 65 kgf/aI11. Moreover, the fracture morphology was non-brittle.

比較例2 窒化珪素質無機繊維に表面処理を施さないで用いた。そ
の他の、複合材料の製造条件は実施例2と同一条件で行
なった。
Comparative Example 2 A silicon nitride inorganic fiber was used without surface treatment. The other conditions for manufacturing the composite material were the same as in Example 2.

得られた、焼結体の繊維体積含有率は45vo1%であ
った。焼結体からJIS曲げ試験片(3×4X36mm
)を切り出し、3点曲げ強度試験を行なった。室温曲げ
強度は62kgf/c++!、1200℃不活性雰囲気
では曲げ強度59kgf/catであった。また、破壊
形態は脆性的であった。
The fiber volume content of the obtained sintered body was 45vol%. A JIS bending test piece (3 x 4 x 36 mm) was prepared from the sintered body.
) was cut out and subjected to a three-point bending strength test. Room temperature bending strength is 62kgf/c++! , the bending strength was 59 kgf/cat in an inert atmosphere at 1200°C. Moreover, the fracture form was brittle.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によって得られる無機繊維強化セラミックス複合
材料は、引張強度、弾性率が高く、耐熱性、耐摩耗性に
すぐれ、かつ製造コストが安価であるため、航空機、宇
宙開発用材料、船舶海洋構築物材料、陸上輸送機器材料
、建築土木用材料、機械工作材料、医療、介護材料等に
用いることができる。
The inorganic fiber-reinforced ceramic composite material obtained by the present invention has high tensile strength, high elastic modulus, excellent heat resistance and abrasion resistance, and low manufacturing cost, so it can be used as a material for aircraft, space development, ships and marine structures. It can be used for land transportation equipment materials, construction and civil engineering materials, mechanical work materials, medical care and nursing care materials, etc.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.セラミックス含有マトリックスを窒化珪素質繊維で
強化して成り、該窒化珪素質繊維が珪素及び窒素を必須
成分とし、酸素、炭素、水素、金属類を任意成分とし、
これらの元素が次の原子数比N/Si=0.05〜3、
O/Si=15以下、C/Si=7以下、M/Si=5
以下(但し、Mは金属類を表わす)であり、かつ該窒化
珪素質繊維表面が無機コーティングされ、該無機コーテ
ィングが炭素、又は元素周期律表第IIA〜VIIA,
VIII,IIIB,IVB族の金属元素の炭化物、窒
化物、ホウ化物、珪化物、酸化物、又はこれらの複合物
からなることを特徴とする繊維強化セラミックス複合材
料。
1. A ceramic-containing matrix is reinforced with silicon nitride fibers, the silicon nitride fibers have silicon and nitrogen as essential components, and oxygen, carbon, hydrogen, and metals as optional components,
These elements have the following atomic ratio N/Si=0.05~3,
O/Si=15 or less, C/Si=7 or less, M/Si=5
(where M represents a metal), and the surface of the silicon nitride fiber is inorganic coated, and the inorganic coating is carbon, or elements IIA to VIIA of the periodic table,
A fiber-reinforced ceramic composite material comprising a carbide, nitride, boride, silicide, oxide, or a composite thereof of a group VIII, IIIB, or IVB metal element.
2.珪素及び窒素を必須成分とし、酸素、炭素、水素及
び金属類を任意成分とし、これらの元素が次の原子数比
N/Si=0.05〜3、O/Si=15以下、C/S
i=7以下、M/Si=5以下(但し、Mは金属類を表
わす)であり、かつ表面が無機表面コーティングされ、
該無機コーティングが炭素又は元素周期律表第IIA〜
VIIA,VIII,IIIB,IVB族の金属元素の
炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、酸化物、又はこれ
らの複合物からなることを特徴とする窒化珪素質繊維。
2. Silicon and nitrogen are essential components, oxygen, carbon, hydrogen and metals are optional components, and these elements have the following atomic ratio N/Si=0.05 to 3, O/Si=15 or less, C/S
i = 7 or less, M / Si = 5 or less (however, M represents a metal), and the surface is coated with an inorganic surface,
The inorganic coating may contain carbon or elements IIA to IIA of the Periodic Table of the Elements.
A silicon nitride fiber comprising a carbide, nitride, boride, silicide, oxide, or a composite thereof of a group VIIA, VIII, IIIB, or IVB metal element.
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