JPH0474783A - 被覆炭素繊維強化複合材料 - Google Patents
被覆炭素繊維強化複合材料Info
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- JPH0474783A JPH0474783A JP2183815A JP18381590A JPH0474783A JP H0474783 A JPH0474783 A JP H0474783A JP 2183815 A JP2183815 A JP 2183815A JP 18381590 A JP18381590 A JP 18381590A JP H0474783 A JPH0474783 A JP H0474783A
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- reinforced composite
- composite material
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- fiber reinforced
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Landscapes
- Ceramic Products (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、耐酸化性に優れた被覆炭素繊維強化複合材料
に関する。
に関する。
炭素マ） ＩＪフックス中強化材として炭素繊維を含む
炭素繊維強化炭素複合材料（所謂Ｃ／Ｃフンポジット）
や、ＳｉＣ等のセラミックスのマトリックス中に強化材
として炭素繊維を含む炭素繊維強化セラミックス複合材
料のような炭素繊維強化複合材料は、１５００Ｃ以上の
高温下でも優れた強度特性を示すこと、及び破壊靭性値
が大きく、信頼性が高い等の理由により、航空宇宙材料
として近年特に注目を集めている。
炭素繊維強化炭素複合材料（所謂Ｃ／Ｃフンポジット）
や、ＳｉＣ等のセラミックスのマトリックス中に強化材
として炭素繊維を含む炭素繊維強化セラミックス複合材
料のような炭素繊維強化複合材料は、１５００Ｃ以上の
高温下でも優れた強度特性を示すこと、及び破壊靭性値
が大きく、信頼性が高い等の理由により、航空宇宙材料
として近年特に注目を集めている。
しかし、ｃ７ｃフンポジットを始めとする炭素繊維強化
複合材料は耐酸化性に欠けるので、航空宇宙材料等とし
て用いるためには表面に耐酸化性の被覆層を設ける必要
がある。
複合材料は耐酸化性に欠けるので、航空宇宙材料等とし
て用いるためには表面に耐酸化性の被覆層を設ける必要
がある。
ソコテ、ＳｉＣ等の耐酸化性に優れたセラミックスをＣ
ＶＤ法やＰＶＤ法等によりコーティングすることにより
、表面に耐酸化性の被覆層を形成した被覆炭素繊維強化
複合材料が提案されている。
ＶＤ法やＰＶＤ法等によりコーティングすることにより
、表面に耐酸化性の被覆層を形成した被覆炭素繊維強化
複合材料が提案されている。
然るに・炭素繊維強化複合材料は熱膨張係数が極めて小
さい（例えばｃ７ｃフンボゲットがほぼセロ）ノニ対シ
、表面に形成されるセラミックスの熱膨張係数は相当大
きく、例えばＳｉＣ−ｃ” ４．４ Ｘ１０ Ｋ
である。このため、炭素繊維強化複合材料の表面にＣＶ
Ｄ法等によりセラミックスの被覆層をコーティングした
後、室温まで冷却する際に上記熱膨張係数の差によって
被覆層に熱亀裂が発生することが避けられなかった。
さい（例えばｃ７ｃフンボゲットがほぼセロ）ノニ対シ
、表面に形成されるセラミックスの熱膨張係数は相当大
きく、例えばＳｉＣ−ｃ” ４．４ Ｘ１０ Ｋ
である。このため、炭素繊維強化複合材料の表面にＣＶ
Ｄ法等によりセラミックスの被覆層をコーティングした
後、室温まで冷却する際に上記熱膨張係数の差によって
被覆層に熱亀裂が発生することが避けられなかった。
従って、従来の被覆炭素繊維強化複合材料は、高温酸化
性雰囲気中において熱亀裂を通して内部のＣ／Ｃフンポ
ジット等の基材が酸化されるため、満足すべき耐酸化性
が得られなかった。
性雰囲気中において熱亀裂を通して内部のＣ／Ｃフンポ
ジット等の基材が酸化されるため、満足すべき耐酸化性
が得られなかった。
本発明はかかる従来の事情に鑑み、耐酸化性に優れた被
覆炭素繊維強化複合材料を提供することを目的とする。
覆炭素繊維強化複合材料を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の被覆炭素繊維強化複
合材料は、炭素又はセラミックスからなるマトリックス
中に強化材として炭素繊維を含有した炭素繊維強化複合
材料からなる基材と、基材の表面に設けた炭化珪素又は
炭化ハフニウム若しくはこれ等の混合物からなる被覆層
とからなり、前記各被覆層中に夫々遊離珪素又は遊離ハ
フニウム若しくはこれ等の少なくとも片方が分散されて
いることを特徴とする。
合材料は、炭素又はセラミックスからなるマトリックス
中に強化材として炭素繊維を含有した炭素繊維強化複合
材料からなる基材と、基材の表面に設けた炭化珪素又は
炭化ハフニウム若しくはこれ等の混合物からなる被覆層
とからなり、前記各被覆層中に夫々遊離珪素又は遊離ハ
フニウム若しくはこれ等の少なくとも片方が分散されて
いることを特徴とする。
本発明は、ＣＶＤ法等により被覆層を形成する際に熱亀
裂の発生を抑制するのではなく、被覆層形成の際に発生
する熱亀裂を後から修復すると云う新しい考え方に基ず
き成されたものである。
裂の発生を抑制するのではなく、被覆層形成の際に発生
する熱亀裂を後から修復すると云う新しい考え方に基ず
き成されたものである。
即ち、上記の考えに基ずき鋭意研究の結果、被覆層中に
酸化されやすい金属成分を分散させておけば、後に高温
酸化性雰囲気中において熱亀裂を通して金属成分が酸化
され、金属酸化物となって熱亀裂を埋めることにより熱
亀裂が容易に修復されることが見出され、修復された被
覆層は内部のＣ／Ｃフンポジット等の基材の酸化を抑制
できることが判明し、本発明に至ったものである。
酸化されやすい金属成分を分散させておけば、後に高温
酸化性雰囲気中において熱亀裂を通して金属成分が酸化
され、金属酸化物となって熱亀裂を埋めることにより熱
亀裂が容易に修復されることが見出され、修復された被
覆層は内部のＣ／Ｃフンポジット等の基材の酸化を抑制
できることが判明し、本発明に至ったものである。
被覆層としては、高温での耐酸化性に特に優れたＳｉＣ
又はＨｆＣ、若しくはこれ等の混合物を使用する。又、
被覆層中に分散させる金属成分としては、酸化物として
の酸素透過性が低いＳｌ又はＨｆが好ましい。
又はＨｆＣ、若しくはこれ等の混合物を使用する。又、
被覆層中に分散させる金属成分としては、酸化物として
の酸素透過性が低いＳｌ又はＨｆが好ましい。
遊離Ｓ１又はＨｆを分散させたＳｉＣ又はＨｆＣ被覆層
の形成にはＣＶＤ法やＰＶＤ法を用い、Ｓｌ又はＨｆの
供給源を本来のＳｉＣ又はＨｆＣの生成に必要な量より
も過剰に供給することによって、被覆層を形成すると同
時に遊離Ｓ１又はＨｆを分散させることが出来る。例え
ばＣＶＤ法を用いるなら、５ｉｌｌ やＨｆＣｌ
等のＳｌ又はＨｆの供給源となるガスを、又ＰＶＤ法な
らＳｌ又はＨｆの蒸発原子を夫夫ＳｉＣ又はＨｆＣが生
成する組成比よりも過剰にして供給すれば、ＳｉＣ被覆
層中には遊離ｓ１を及びＨｆＣ被覆層中には遊離Ｈｆを
分散させ、若しくはＳ１０とＨｆＣの混合物からなる被
覆層中には遊離ｓ１と遊離Ｈｆの片方又は両方を分散さ
せることが可能である。
の形成にはＣＶＤ法やＰＶＤ法を用い、Ｓｌ又はＨｆの
供給源を本来のＳｉＣ又はＨｆＣの生成に必要な量より
も過剰に供給することによって、被覆層を形成すると同
時に遊離Ｓ１又はＨｆを分散させることが出来る。例え
ばＣＶＤ法を用いるなら、５ｉｌｌ やＨｆＣｌ
等のＳｌ又はＨｆの供給源となるガスを、又ＰＶＤ法な
らＳｌ又はＨｆの蒸発原子を夫夫ＳｉＣ又はＨｆＣが生
成する組成比よりも過剰にして供給すれば、ＳｉＣ被覆
層中には遊離ｓ１を及びＨｆＣ被覆層中には遊離Ｈｆを
分散させ、若しくはＳ１０とＨｆＣの混合物からなる被
覆層中には遊離ｓ１と遊離Ｈｆの片方又は両方を分散さ
せることが可能である。
尚、これ等の方法の中では、遊離金属成分の均一な分散
が可能なＣＶＤ法が好ましい。
が可能なＣＶＤ法が好ましい。
実施例１
２次元織り炭素繊維を強化材として含むＣ１０フンポジ
ットを基材とし、その表面上に原料ガスとしてＳｉＣ／
４、ＣＨＨを用いたＣＶＤ法により、第１表に示すコー
ティング条件で被覆層を夫夫形成した。
ットを基材とし、その表面上に原料ガスとしてＳｉＣ／
４、ＣＨＨを用いたＣＶＤ法により、第１表に示すコー
ティング条件で被覆層を夫夫形成した。
得られた各試料について、ＳＩＣ被覆層中の遊離Ｓ１含
有量を化学分析により求め、更に各試料を大気中に１５
０Ｏｒで１０ ｈｒ曝し、その前後の重量測定から酸化
重量減少量を求めた。
有量を化学分析により求め、更に各試料を大気中に１５
０Ｏｒで１０ ｈｒ曝し、その前後の重量測定から酸化
重量減少量を求めた。
結果を第１表に併せて記載した。
第 １ 表
実施例２
２次元織り炭素繊維を強化材として含むＣ／Ｓｉ（！フ
ンポジットを基材とし、その表面上に原料ガスとしてＨ
ｆＣｌ 、 ＣＨＸＨを用いたＣＶＤ法により、第２表
に示すコーティング条件で被覆層を夫々形成した。
ンポジットを基材とし、その表面上に原料ガスとしてＨ
ｆＣｌ 、 ＣＨＸＨを用いたＣＶＤ法により、第２表
に示すコーティング条件で被覆層を夫々形成した。
得られた各試料について、実施例１と同様にＨｆＣ被覆
層中の遊離Ｈｆ含有量及び酸化重量減少量を求め、結果
を第２表に併せて記載した。
層中の遊離Ｈｆ含有量及び酸化重量減少量を求め、結果
を第２表に併せて記載した。
第２表
〔発明の効果〕
本発明によれば、被覆炭素繊維強化複合材料の被覆層に
発生する熱亀裂が、後の使用中に若しくは意図的な酸化
処理において高温酸化性雰囲気中で修復されるので、耐
酸化性に優れた被覆炭素繊維強化複合材料を提供するこ
とが出来る。
発生する熱亀裂が、後の使用中に若しくは意図的な酸化
処理において高温酸化性雰囲気中で修復されるので、耐
酸化性に優れた被覆炭素繊維強化複合材料を提供するこ
とが出来る。
従って、この被覆炭素繊維強化複合材料は宇宙航空材料
として有用であり、例えば宇宙往還機等の超高速飛翔体
の機体断熱材として最適である。
として有用であり、例えば宇宙往還機等の超高速飛翔体
の機体断熱材として最適である。
Claims (1)
- （１）炭素又はセラミツクスからなるマトリツクス中に
強化材として炭素繊維を含有した炭素繊維強化複合材料
からなる基材と、基材の表面に設けた炭化珪素又は炭化
ハフニウム若しくはこれ等の混合物からなる被覆層とか
らなり、前記各被覆層中に夫々遊離珪素又は遊離ハフニ
ウム若しくはこれ等の少なくとも片方が分散されている
ことを特徴とする被覆炭素繊維強化複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183815A JPH0474783A (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 被覆炭素繊維強化複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183815A JPH0474783A (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 被覆炭素繊維強化複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474783A true JPH0474783A (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=16142348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2183815A Pending JPH0474783A (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 被覆炭素繊維強化複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0474783A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009008167A1 (ja) | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Panasonic Corporation | 超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置 |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP2183815A patent/JPH0474783A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009008167A1 (ja) | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Panasonic Corporation | 超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置 |
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