JPH05170577A - 塗布法を用いた炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆方法 - Google Patents
塗布法を用いた炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆方法Info
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- JPH05170577A JPH05170577A JP3343188A JP34318891A JPH05170577A JP H05170577 A JPH05170577 A JP H05170577A JP 3343188 A JP3343188 A JP 3343188A JP 34318891 A JP34318891 A JP 34318891A JP H05170577 A JPH05170577 A JP H05170577A
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- 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
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5057—Carbides
- C04B41/5059—Silicon carbide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】耐酸化皮膜の割れ、剥離などの欠陥が発生せ
ず、さらに安価に生産性に優れたＣ／Ｃの耐酸化被覆方
法の技術を提供する。 【構成】Ｓｉ粉末および酸化物粉末にバインダーを加え
た混練物を、炭素繊維強化炭素複合材料の表面に塗布
後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点以上の温度で熱処理
を行うことにより、炭素繊維強化炭素複合材料の表層を
炭化珪素化させることを特徴とする。
ず、さらに安価に生産性に優れたＣ／Ｃの耐酸化被覆方
法の技術を提供する。 【構成】Ｓｉ粉末および酸化物粉末にバインダーを加え
た混練物を、炭素繊維強化炭素複合材料の表面に塗布
後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点以上の温度で熱処理
を行うことにより、炭素繊維強化炭素複合材料の表層を
炭化珪素化させることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は宇宙分野、高温炉部材と
して使用される炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆
方法に関するものである。
して使用される炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維強化炭素複合材料いわゆるＣ／
Ｃコンポジット（以下、Ｃ／Ｃと略記する）は炭素繊維
を補強材とし、炭素をマトリクスとした複合材料であっ
て、耐熱性、耐薬品性、摩擦特性に優れ、かつ高強度で
軽量なためロケットノズルや航空機のブレーキディスク
・パッドなどに使用されている。しかしながら、Ｃ／Ｃ
コンポジットを含めて、炭素材料は一般に５００℃程度
から酸化を受け、それ自身の持つ優れた物理的・化学的
性質が低下するため、高温大気中での使用はごく短時間
のものを除き不可能であった。この現象を防止するため
に従来から炭素材料の耐酸化処理方法について種々の検
討がなされてきた。
Ｃコンポジット（以下、Ｃ／Ｃと略記する）は炭素繊維
を補強材とし、炭素をマトリクスとした複合材料であっ
て、耐熱性、耐薬品性、摩擦特性に優れ、かつ高強度で
軽量なためロケットノズルや航空機のブレーキディスク
・パッドなどに使用されている。しかしながら、Ｃ／Ｃ
コンポジットを含めて、炭素材料は一般に５００℃程度
から酸化を受け、それ自身の持つ優れた物理的・化学的
性質が低下するため、高温大気中での使用はごく短時間
のものを除き不可能であった。この現象を防止するため
に従来から炭素材料の耐酸化処理方法について種々の検
討がなされてきた。
【０００３】それらの方法の中で、化学蒸着法によるセ
ラミックの被覆は最も一般に行われている方法の一つで
あり、この方法により緻密な皮膜を得ることができる。
しかしながら、この方法では基材となる炭素材料の温度
を１０００℃前後まで加熱しなければならない場合が多
く、基材の冷却時に表面のセラミック皮膜が剥離したり
割れを起こすことが多かった。これは、基材と析出させ
るセラミックとの間の熱膨張率の差が大きいことが原因
である。Ｃ／Ｃを基材として用いる場合は、その熱膨張
率が炭素繊維自体の熱膨張率に拘束され自由に調節する
ことができず、また、その熱膨張率に合致した耐熱性セ
ラミック被覆材料もないため、ＣＶＤ法による優れた耐
酸化皮膜を利用することができなかった。
ラミックの被覆は最も一般に行われている方法の一つで
あり、この方法により緻密な皮膜を得ることができる。
しかしながら、この方法では基材となる炭素材料の温度
を１０００℃前後まで加熱しなければならない場合が多
く、基材の冷却時に表面のセラミック皮膜が剥離したり
割れを起こすことが多かった。これは、基材と析出させ
るセラミックとの間の熱膨張率の差が大きいことが原因
である。Ｃ／Ｃを基材として用いる場合は、その熱膨張
率が炭素繊維自体の熱膨張率に拘束され自由に調節する
ことができず、また、その熱膨張率に合致した耐熱性セ
ラミック被覆材料もないため、ＣＶＤ法による優れた耐
酸化皮膜を利用することができなかった。
【０００４】特開昭６１−２６５６３号公報には、有機
珪素高分子化合物を溶融状態でＣ／Ｃに強制含浸した
後、不活性ガス雰囲気中で１２００〜２０００℃の温度
で高温焼成して含浸物を炭化珪素に転化する方法が開示
されている。しかしながら、この方法ではＣ／Ｃに溶融
状態の有機珪素化合物を均一に含浸することが難しく、
むらになりやすいという問題があった。
珪素高分子化合物を溶融状態でＣ／Ｃに強制含浸した
後、不活性ガス雰囲気中で１２００〜２０００℃の温度
で高温焼成して含浸物を炭化珪素に転化する方法が開示
されている。しかしながら、この方法ではＣ／Ｃに溶融
状態の有機珪素化合物を均一に含浸することが難しく、
むらになりやすいという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】先きに、本発明者ら
は、Ｓｉ粉末にバインダーを加えた混練物を、Ｃ／Ｃの
表面に塗布後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点（約１４
００℃）以上の温度で熱処理を行うことによりＣ／Ｃ表
層を炭化珪素化する方法を出願した（特願平３−６６５
２７号および特願平３−６６５２８号参照）。しかし、
ＳｉとＣ／Ｃのみの反応（下記式（１）の反応）では体
積膨張を伴うため、Ｃ／Ｃの密度が高い場合、Ｃ／Ｃ表
面からの炭化珪素化部分が深い場合（反応深さが大きい
場合）にＣ／Ｃ層との間で剥離が発生することがあるこ
とが判明した。 Ｓｉ＋Ｃ→ＳｉＣ ………（１）
は、Ｓｉ粉末にバインダーを加えた混練物を、Ｃ／Ｃの
表面に塗布後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点（約１４
００℃）以上の温度で熱処理を行うことによりＣ／Ｃ表
層を炭化珪素化する方法を出願した（特願平３−６６５
２７号および特願平３−６６５２８号参照）。しかし、
ＳｉとＣ／Ｃのみの反応（下記式（１）の反応）では体
積膨張を伴うため、Ｃ／Ｃの密度が高い場合、Ｃ／Ｃ表
面からの炭化珪素化部分が深い場合（反応深さが大きい
場合）にＣ／Ｃ層との間で剥離が発生することがあるこ
とが判明した。 Ｓｉ＋Ｃ→ＳｉＣ ………（１）
【０００６】本発明は、耐酸化皮膜の割れ、剥離などの
欠陥が発生せず、さらに安価に生産性に優れたＣ／Ｃの
耐酸化被覆方法の技術を提供することを目的とするもの
である。
欠陥が発生せず、さらに安価に生産性に優れたＣ／Ｃの
耐酸化被覆方法の技術を提供することを目的とするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によればＳｉ粉末および酸化物粉末にバインダ
ーを加えた混練物を、炭素繊維強化炭素複合材料の表面
に塗布後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点以上の温度で
熱処理を行うことにより、炭素繊維強化炭素複合材料の
表層を炭化珪素化させることを特徴とする塗布法を用い
た炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆方法が提供さ
れる。
に本発明によればＳｉ粉末および酸化物粉末にバインダ
ーを加えた混練物を、炭素繊維強化炭素複合材料の表面
に塗布後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点以上の温度で
熱処理を行うことにより、炭素繊維強化炭素複合材料の
表層を炭化珪素化させることを特徴とする塗布法を用い
た炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆方法が提供さ
れる。
【０００８】ここで、前記酸化物粉末は、ＳｉＯ2 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 の単体または混合物であるのが好ま
しい。
ｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 の単体または混合物であるのが好ま
しい。
【０００９】また、前記混練物中のＳｉ粉末と酸化物粉
末の混合割合は、Ｓｉ粉末１００重量部に対し酸化物粉
末が０．１〜１００重量部であるのが好ましい。
末の混合割合は、Ｓｉ粉末１００重量部に対し酸化物粉
末が０．１〜１００重量部であるのが好ましい。
【００１０】以下に本発明をさらに詳細に説明する。基
材となるＣ／Ｃを構成する炭素繊維として、平織り、朱
子織り、綾織りなどの二方向織布、一方向配向材、三方
向配向材、多方向配向材、フェルト、トウなどが用いら
れ、Ｃ／Ｃ用バインダーとしてはフェノール樹脂、フラ
ン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性
物質、タール、ピッチのような熱可塑性物質を用いるこ
とができる。Ｃ／Ｃの製造方法としては、例えば前記炭
素繊維を前記バインダーの含浸、塗布などの方法により
プリプレグ化し、積層加圧成形によって成形体とする。
この成形体は熱処理によってバインダーを硬化させ、そ
の後常法によって焼成し、さらに必要に応じて黒鉛化す
ることによりＣ／Ｃとする。その後、用途に応じて熱硬
化性物質、ピッチ類などを含浸、再度炭化を行う含浸法
や、例えばメタン、プロパンなどの炭化水素ガスを熱分
解して炭素を得るＣＶＤ法などにより緻密化を繰り返し
行い、さらに高強度のＣ／Ｃとすることもできる。
材となるＣ／Ｃを構成する炭素繊維として、平織り、朱
子織り、綾織りなどの二方向織布、一方向配向材、三方
向配向材、多方向配向材、フェルト、トウなどが用いら
れ、Ｃ／Ｃ用バインダーとしてはフェノール樹脂、フラ
ン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性
物質、タール、ピッチのような熱可塑性物質を用いるこ
とができる。Ｃ／Ｃの製造方法としては、例えば前記炭
素繊維を前記バインダーの含浸、塗布などの方法により
プリプレグ化し、積層加圧成形によって成形体とする。
この成形体は熱処理によってバインダーを硬化させ、そ
の後常法によって焼成し、さらに必要に応じて黒鉛化す
ることによりＣ／Ｃとする。その後、用途に応じて熱硬
化性物質、ピッチ類などを含浸、再度炭化を行う含浸法
や、例えばメタン、プロパンなどの炭化水素ガスを熱分
解して炭素を得るＣＶＤ法などにより緻密化を繰り返し
行い、さらに高強度のＣ／Ｃとすることもできる。
【００１１】Ｃ／Ｃの表層の炭化珪素被覆は、ＳｉとＣ
／Ｃとを直接反応させること等により行うことができ
る。この方法によれば、Ｃ／Ｃ自体を炭化珪素化するた
め膜とＣ／Ｃとの密着性が強固になり、熱衝撃によって
も容易に剥離を起こさないという長所がある。また、こ
の皮膜によりＣ／Ｃ自体の耐酸化性を向上させることが
できる。
／Ｃとを直接反応させること等により行うことができ
る。この方法によれば、Ｃ／Ｃ自体を炭化珪素化するた
め膜とＣ／Ｃとの密着性が強固になり、熱衝撃によって
も容易に剥離を起こさないという長所がある。また、こ
の皮膜によりＣ／Ｃ自体の耐酸化性を向上させることが
できる。
【００１２】その具体的方法としては、Ｓｉ粉末、酸化
物粉末にバインダーを加えた混練物を、Ｃ／Ｃの表面に
塗布後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点（約１４００
℃）以上の温度で熱処理を行うものである。このとき、
酸化物粉末はＳｉと反応してＳｉＯガスなどを発生し、
Ｃ／Ｃと反応（下記式（２）、（３）の反応）する。 ＭｍＯｎ＋ｎＳｉ→ｎＳｉＯ＋ｍＭ………（２） Ｍ：金属 ＳｉＯ＋２Ｃ→ＳｉＣ＋ＣＯ ………（３） つまり、Ｃ／Ｃは式（１）と式（３）の反応によりＣ／
Ｃ表層を炭化珪素化することになる。この場合、式
（３）の反応により、Ｃ／Ｃの炭素を消耗するため、式
（１）の反応により発生する体積膨張を相殺でき、Ｃ／
Ｃの密度が高い場合、反応が進んだ場合でもＣ／Ｃの層
間剥離は発生しない。
物粉末にバインダーを加えた混練物を、Ｃ／Ｃの表面に
塗布後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点（約１４００
℃）以上の温度で熱処理を行うものである。このとき、
酸化物粉末はＳｉと反応してＳｉＯガスなどを発生し、
Ｃ／Ｃと反応（下記式（２）、（３）の反応）する。 ＭｍＯｎ＋ｎＳｉ→ｎＳｉＯ＋ｍＭ………（２） Ｍ：金属 ＳｉＯ＋２Ｃ→ＳｉＣ＋ＣＯ ………（３） つまり、Ｃ／Ｃは式（１）と式（３）の反応によりＣ／
Ｃ表層を炭化珪素化することになる。この場合、式
（３）の反応により、Ｃ／Ｃの炭素を消耗するため、式
（１）の反応により発生する体積膨張を相殺でき、Ｃ／
Ｃの密度が高い場合、反応が進んだ場合でもＣ／Ｃの層
間剥離は発生しない。
【００１３】この場合の酸化物粉末は、反応温度以下で
溶融しないものが好ましい。ここで、酸化物粉末が溶融
すると、酸化物とＣ／Ｃの反応（下記式（４）の反応）
が発生する。 ＭｍＯｎ＋（ｍ＋ｎ）Ｃ→ｍＭＣ＋ｎＣＯ…………（４） この反応により、炭素の消耗が激しく起こり、Ｃ／Ｃの
層間剥離が発生する。このため、酸化物粉末としてはＳ
ｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 の単体、あるいは混合物
が好ましい。酸化物は後述のバインダーが出発原料とな
っても良い。
溶融しないものが好ましい。ここで、酸化物粉末が溶融
すると、酸化物とＣ／Ｃの反応（下記式（４）の反応）
が発生する。 ＭｍＯｎ＋（ｍ＋ｎ）Ｃ→ｍＭＣ＋ｎＣＯ…………（４） この反応により、炭素の消耗が激しく起こり、Ｃ／Ｃの
層間剥離が発生する。このため、酸化物粉末としてはＳ
ｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 の単体、あるいは混合物
が好ましい。酸化物は後述のバインダーが出発原料とな
っても良い。
【００１４】本発明に用いられるＳｉは、純度９５％以
上が好ましく、さらには純度９９％以上で、かつマグネ
シウム、アルミニウム、鉄および／またはそれらの酸化
物の合計が１重量％以下であることが特に好ましい。す
なわち、純度が９５％未満であり、しかも前述の不純物
が多く含まれているとＣ／Ｃの表層部に生成した炭化珪
素皮膜の酸化開始温度を低下させるからである。特に、
この傾向はマグネシウムおよび／またはマグネシウムの
酸化物が含まれている場合に著しい。
上が好ましく、さらには純度９９％以上で、かつマグネ
シウム、アルミニウム、鉄および／またはそれらの酸化
物の合計が１重量％以下であることが特に好ましい。す
なわち、純度が９５％未満であり、しかも前述の不純物
が多く含まれているとＣ／Ｃの表層部に生成した炭化珪
素皮膜の酸化開始温度を低下させるからである。特に、
この傾向はマグネシウムおよび／またはマグネシウムの
酸化物が含まれている場合に著しい。
【００１５】本発明に用いるバインダーとしては、ゼラ
チン、アルブミンなどの天然物接着剤、リン酸塩系、ア
ルカリ金属ケイ酸塩系などの無機バインダー、酢酸ビニ
ル系、アクリル系、タール、ピッチなどの熱可塑性樹
脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリクロロプレン系、
ニトリルゴム系などのゴム系接着剤、シアノアクリレー
トなどの瞬間接着剤、ポリビニルアルコール、イソブテ
ン−無水マレイン酸重合体などの合成水溶性バインダ
ー、合成ゴムラテックス、ポリ酢酸ビニル系、ポリ塩化
ビニル系などのエマルジョン系接着剤などを単独または
併用して用いることができる。
チン、アルブミンなどの天然物接着剤、リン酸塩系、ア
ルカリ金属ケイ酸塩系などの無機バインダー、酢酸ビニ
ル系、アクリル系、タール、ピッチなどの熱可塑性樹
脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリクロロプレン系、
ニトリルゴム系などのゴム系接着剤、シアノアクリレー
トなどの瞬間接着剤、ポリビニルアルコール、イソブテ
ン−無水マレイン酸重合体などの合成水溶性バインダ
ー、合成ゴムラテックス、ポリ酢酸ビニル系、ポリ塩化
ビニル系などのエマルジョン系接着剤などを単独または
併用して用いることができる。
【００１６】Ｓｉと酸化物粉末とバインダーの混練方法
は常法でよく、例えばスクリューニーダー、オムニミキ
サー、撹拌翼混合機などを用いることができる。ここで
得られた混練物の刷毛塗り、スプレー、どぶづけなどの
方法でＣ／Ｃに塗布する。ここで混練物の塗布量を変化
させることにより、希望するＣ／Ｃ表層部の炭化珪素化
する量（Ｃ／Ｃ表面からの反応深さ）を調節することが
できる。
は常法でよく、例えばスクリューニーダー、オムニミキ
サー、撹拌翼混合機などを用いることができる。ここで
得られた混練物の刷毛塗り、スプレー、どぶづけなどの
方法でＣ／Ｃに塗布する。ここで混練物の塗布量を変化
させることにより、希望するＣ／Ｃ表層部の炭化珪素化
する量（Ｃ／Ｃ表面からの反応深さ）を調節することが
できる。
【００１７】本発明の化学反応条件は不活性ガス雰囲気
下Ｓｉの融点以上の温度で反応させることである。Ｓｉ
の融点未満ではＳｉとＣ／Ｃとの反応速度が非常に遅く
反応に長時間を要するため非効率的である。
下Ｓｉの融点以上の温度で反応させることである。Ｓｉ
の融点未満ではＳｉとＣ／Ｃとの反応速度が非常に遅く
反応に長時間を要するため非効率的である。
【００１８】混練物中のＳｉ粉末と酸化物粉末の混合割
合は、Ｓｉ粉末１００重量部に対し、酸化物粉末が０．
１〜１００重量部であることが好ましい。０．１重量部
未満では、ＳｉＯ等のガス発生量が小さいため、前述し
た酸化物粉末の効果がほとんど現れない。１００重量部
以上では逆にＳｉＯ等のガス発生量が大きすぎ、炭素の
消耗が激しくＣ／Ｃ層間に剥離が発生する。
合は、Ｓｉ粉末１００重量部に対し、酸化物粉末が０．
１〜１００重量部であることが好ましい。０．１重量部
未満では、ＳｉＯ等のガス発生量が小さいため、前述し
た酸化物粉末の効果がほとんど現れない。１００重量部
以上では逆にＳｉＯ等のガス発生量が大きすぎ、炭素の
消耗が激しくＣ／Ｃ層間に剥離が発生する。
【００１９】なお、Ｓｉ粉末と酸化物粉末以外に他の物
質、例えば炭化珪素粉末等の安定な物質を加えた後、バ
インダーを加えた混練物を使用しても本特許による製造
に差し支えはない。
質、例えば炭化珪素粉末等の安定な物質を加えた後、バ
インダーを加えた混練物を使用しても本特許による製造
に差し支えはない。
【００２０】以上の方法により、Ｃ／Ｃとの密着性が良
く、剥離などの欠陥がない耐酸化皮膜を、安価に生産性
良くＣ／Ｃに被覆することができる。
く、剥離などの欠陥がない耐酸化皮膜を、安価に生産性
良くＣ／Ｃに被覆することができる。
【００２１】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。
する。
【００２２】（実施例１）基材として用いるＣ／Ｃは以
下に述べる方法によって作製した。熱硬化性を示すフェ
ノール樹脂（群栄化学工業（株）製、商品名ＰＬ−２２
１１）が３５重量％になるようにメタノールで溶解希釈
した溶液に、東レ（株）製炭素繊維クロス、トレカＴ−
３００（高強度タイプ炭素繊維使用）を含浸した。樹脂
目付け量は８０g/m2であった。その後オーブン中で８０
℃、３０分間乾燥してメタノールを揮発させ、樹脂含浸
炭素繊維クロスを得た。このクロスを１２枚積層しオー
トクレーブにより４kg/cm2の圧力下、１５０℃で６０分
間加熱加圧成形し、炭素繊維強化プラスチックとした。
つぎに、該炭素繊維強化プラスチックをアルゴンガス流
通下２０℃／Ｈｒの昇温速度で２０００℃まで焼成し、
大きさ５０ｃｍ角、厚さ２ｍｍのＣ／Ｃを得た。このよ
うにして得られたＣ／Ｃはさらにピッチの含浸−焼成と
いう緻密化処理を６回繰り返して行い、曲げ強度３０kg
/mm2、層間せん断強度１．３３kg/mm2、密度１．６６g/
cm3 のＣ／Ｃとした。
下に述べる方法によって作製した。熱硬化性を示すフェ
ノール樹脂（群栄化学工業（株）製、商品名ＰＬ−２２
１１）が３５重量％になるようにメタノールで溶解希釈
した溶液に、東レ（株）製炭素繊維クロス、トレカＴ−
３００（高強度タイプ炭素繊維使用）を含浸した。樹脂
目付け量は８０g/m2であった。その後オーブン中で８０
℃、３０分間乾燥してメタノールを揮発させ、樹脂含浸
炭素繊維クロスを得た。このクロスを１２枚積層しオー
トクレーブにより４kg/cm2の圧力下、１５０℃で６０分
間加熱加圧成形し、炭素繊維強化プラスチックとした。
つぎに、該炭素繊維強化プラスチックをアルゴンガス流
通下２０℃／Ｈｒの昇温速度で２０００℃まで焼成し、
大きさ５０ｃｍ角、厚さ２ｍｍのＣ／Ｃを得た。このよ
うにして得られたＣ／Ｃはさらにピッチの含浸−焼成と
いう緻密化処理を６回繰り返して行い、曲げ強度３０kg
/mm2、層間せん断強度１．３３kg/mm2、密度１．６６g/
cm3 のＣ／Ｃとした。
【００２３】次に、Ｓｉ粉末と酸化物粉末を表１に示す
割合で混合し、当該混合物１００重量部に対して、フェ
ノール樹脂（群栄化学工業（株）製、商品名ＰＬ−２２
１１）が２５重量部になるようにメタノールで溶解希釈
した溶液５０重量部を撹拌機にて１０分撹拌して混練物
を得た。この混練物を刷毛により前記Ｃ／Ｃの表面に表
１に示す目付け量分を塗布した。この後、塗布したＣ／
Ｃをオーブン中で２００℃、５ｈｒ保持し、フェノール
樹脂の硬化を行った後、、加熱炉にて、アルゴンガス雰
囲気下所定の温度まで１０℃／min の速度で昇温し、所
定の時間反応を行わせ、耐酸化被覆Ｃ／Ｃを得た。
割合で混合し、当該混合物１００重量部に対して、フェ
ノール樹脂（群栄化学工業（株）製、商品名ＰＬ−２２
１１）が２５重量部になるようにメタノールで溶解希釈
した溶液５０重量部を撹拌機にて１０分撹拌して混練物
を得た。この混練物を刷毛により前記Ｃ／Ｃの表面に表
１に示す目付け量分を塗布した。この後、塗布したＣ／
Ｃをオーブン中で２００℃、５ｈｒ保持し、フェノール
樹脂の硬化を行った後、、加熱炉にて、アルゴンガス雰
囲気下所定の温度まで１０℃／min の速度で昇温し、所
定の時間反応を行わせ、耐酸化被覆Ｃ／Ｃを得た。
【００２４】Ｓｉ粉末および酸化物粉末は、それぞれ下
記のものを用いた。 Ｓｉ粉末 ：粒径１００μm 以下、純度９９．９％ ＳｉＯ2 粉末 ：粒径５μm 、純度９９％ Ａｌ2 Ｏ3 粉末：粒径１０μm 、純度９９％ ＺｒＯ2 粉末 ：粒径５μm 、純度９９％ 得られた耐酸化被覆Ｃ／Ｃについて以下の試験を行っ
た。 （１）被覆反応後の耐酸化皮膜の外観検査を行った。 （２）耐酸化被覆Ｃ／Ｃを空気中で８００℃まで昇温
し、２ｈｒ保持後常温に戻し重量減を測定した。（試験
（１）） （３）耐酸化被覆Ｃ／Ｃを不活性雰囲気下で常温から１
７００℃まで昇温し常温に戻す熱サイクル負荷を１０回
繰り返し、耐酸化皮膜の外観検査を行った。（試験
（２）） （２）（３）のテストは（１）の外観検査で良好なもの
のみ行った。
記のものを用いた。 Ｓｉ粉末 ：粒径１００μm 以下、純度９９．９％ ＳｉＯ2 粉末 ：粒径５μm 、純度９９％ Ａｌ2 Ｏ3 粉末：粒径１０μm 、純度９９％ ＺｒＯ2 粉末 ：粒径５μm 、純度９９％ 得られた耐酸化被覆Ｃ／Ｃについて以下の試験を行っ
た。 （１）被覆反応後の耐酸化皮膜の外観検査を行った。 （２）耐酸化被覆Ｃ／Ｃを空気中で８００℃まで昇温
し、２ｈｒ保持後常温に戻し重量減を測定した。（試験
（１）） （３）耐酸化被覆Ｃ／Ｃを不活性雰囲気下で常温から１
７００℃まで昇温し常温に戻す熱サイクル負荷を１０回
繰り返し、耐酸化皮膜の外観検査を行った。（試験
（２）） （２）（３）のテストは（１）の外観検査で良好なもの
のみ行った。
【００２５】以上の試験結果を表２に示す。なお、表中
○は１０サンプルすべて良好、△は１０サンプル中１個
以上に異常があるもの、×はすべてに異常があるものを
示す。
○は１０サンプルすべて良好、△は１０サンプル中１個
以上に異常があるもの、×はすべてに異常があるものを
示す。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、耐酸化皮膜の割れ、剥離などの欠陥が発生せ
ず、安価に生産性良くＣ／Ｃに耐酸化被覆を行うことが
できる。
いるので、耐酸化皮膜の割れ、剥離などの欠陥が発生せ
ず、安価に生産性良くＣ／Ｃに耐酸化被覆を行うことが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 井 進 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 金 城 庸 夫 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 酒 井 昭 仁 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 中 山 裕 敏 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 前 川 昭 二 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 山 本 達 也 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内
Claims (3)
- 【請求項１】Ｓｉ粉末および酸化物粉末にバインダーを
加えた混練物を、炭素繊維強化炭素複合材料の表面に塗
布後、不活性ガス雰囲気下Ｓｉの融点以上の温度で熱処
理を行うことにより、炭素繊維強化炭素複合材料の表層
を炭化珪素化させることを特徴とする塗布法を用いた炭
素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆方法。 - 【請求項２】前記酸化物粉末は、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＺｒＯ2 の単体または混合物である請求項１記載の
塗布法を用いた炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆
方法。 - 【請求項３】前記混練物中のＳｉ粉末と酸化物粉末の混
合割合は、Ｓｉ粉末１００重量部に対し酸化物粉末が
０．１〜１００重量部である請求項１または２に記載の
塗布法を用いた炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343188A JPH05170577A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 塗布法を用いた炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343188A JPH05170577A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 塗布法を用いた炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170577A true JPH05170577A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18359595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3343188A Pending JPH05170577A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 塗布法を用いた炭素繊維強化炭素複合材料の耐酸化被覆方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05170577A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002046124A1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Novel composite material and production method for composite material |
| DE102004023215B4 (de) * | 2003-05-13 | 2009-10-29 | Honda Motor Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe |
| WO2017082147A1 (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-18 | 日本カーボン株式会社 | 黒鉛基材上に形成された被膜及びその製造方法 |
| CN111233514A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-05 | 许飚 | 一种具有高温抗氧化涂层的碳-碳热结构材料 |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP3343188A patent/JPH05170577A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002046124A1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Novel composite material and production method for composite material |
| US7223464B2 (en) | 2000-12-08 | 2007-05-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Composite material and production method for composite material |
| DE102004023215B4 (de) * | 2003-05-13 | 2009-10-29 | Honda Motor Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe |
| WO2017082147A1 (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-18 | 日本カーボン株式会社 | 黒鉛基材上に形成された被膜及びその製造方法 |
| CN111233514A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-05 | 许飚 | 一种具有高温抗氧化涂层的碳-碳热结构材料 |
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