JPH0524956A - 高密度繊維強化複合材料の製造装置および製造方法 - Google Patents
高密度繊維強化複合材料の製造装置および製造方法Info
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- JPH0524956A JPH0524956A JP18617591A JP18617591A JPH0524956A JP H0524956 A JPH0524956 A JP H0524956A JP 18617591 A JP18617591 A JP 18617591A JP 18617591 A JP18617591 A JP 18617591A JP H0524956 A JPH0524956 A JP H0524956A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質繊維強化複合材料の表面上への煤の付
着を防止し、多孔質繊維強化複合材料の内部まで十分に
低気孔率化を行なうことのできる高密度繊維強化複合材
料の製造装置および製造方法を提供する。 【構成】 反応管１１内に配置された多数の粒子１８
は、ガス導入口からガス排出口に向かって流れるガスの
圧力によって押上げられて浮遊し、反応管１１内に固定
された多孔質繊維強化複合材料１３に衝突する。この状
態で、ＣＶＩ法によって多孔質繊維強化複合材料の気孔
内にマトリックスを形成する。浮遊する多数の粒子は、
多孔質繊維強化複合材料の表面への煤の付着を防止し、
さらに気孔が煤によって閉塞されるのを防止する。
着を防止し、多孔質繊維強化複合材料の内部まで十分に
低気孔率化を行なうことのできる高密度繊維強化複合材
料の製造装置および製造方法を提供する。 【構成】 反応管１１内に配置された多数の粒子１８
は、ガス導入口からガス排出口に向かって流れるガスの
圧力によって押上げられて浮遊し、反応管１１内に固定
された多孔質繊維強化複合材料１３に衝突する。この状
態で、ＣＶＩ法によって多孔質繊維強化複合材料の気孔
内にマトリックスを形成する。浮遊する多数の粒子は、
多孔質繊維強化複合材料の表面への煤の付着を防止し、
さらに気孔が煤によって閉塞されるのを防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高密度繊維強化複合
材料の製造装置および製造方法に関するものであり、よ
り特定的には、ＣＶＩ法によって多孔質繊維強化複合材
料の気孔内にマトリックスを形成することによって、多
孔質繊維強化複合材料の低気孔率化を行なう高密度繊維
強化複合材料の製造装置および製造方法に関するもので
ある。高密度繊維強化複合材料は、スペースシャトルの
外壁および核融合炉の第１壁のような耐熱構造材やブレ
ーキ摩擦材などに利用されている。
材料の製造装置および製造方法に関するものであり、よ
り特定的には、ＣＶＩ法によって多孔質繊維強化複合材
料の気孔内にマトリックスを形成することによって、多
孔質繊維強化複合材料の低気孔率化を行なう高密度繊維
強化複合材料の製造装置および製造方法に関するもので
ある。高密度繊維強化複合材料は、スペースシャトルの
外壁および核融合炉の第１壁のような耐熱構造材やブレ
ーキ摩擦材などに利用されている。
【０００２】
【従来の技術】高気孔率の繊維強化複合材料を低気孔率
化する技術としては、たとえば、炭素繊維強化炭素複合
材料の場合、「炭素繊維産業」（森田健一著、近代編集
社）ｐ１７６〜１７８に記載されているように、樹脂
（ピッチ）含浸法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n ）法、加圧含浸炭化法などがある。これらの方法で
は、複合材料基材へのマトリックス原料の浸透に限界が
ある。複合材料基材の表面層近傍においては、マトリッ
クス原料の含浸により低気孔率化が図れるが、深奥部に
おいては、マトリックス原料が浸透しにくく高気孔率の
まま残ることがある。複合材料基材の深奥部までマトリ
ックス原料を浸透させるために、たとえば、樹脂含浸法
では、低粘度の樹脂を用いることも考えられる。しか
し、低粘度の樹脂は、炭化させたときの歩留りが悪く、
全体的には低気孔率化を実現することができない。
化する技術としては、たとえば、炭素繊維強化炭素複合
材料の場合、「炭素繊維産業」（森田健一著、近代編集
社）ｐ１７６〜１７８に記載されているように、樹脂
（ピッチ）含浸法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n ）法、加圧含浸炭化法などがある。これらの方法で
は、複合材料基材へのマトリックス原料の浸透に限界が
ある。複合材料基材の表面層近傍においては、マトリッ
クス原料の含浸により低気孔率化が図れるが、深奥部に
おいては、マトリックス原料が浸透しにくく高気孔率の
まま残ることがある。複合材料基材の深奥部までマトリ
ックス原料を浸透させるために、たとえば、樹脂含浸法
では、低粘度の樹脂を用いることも考えられる。しか
し、低粘度の樹脂は、炭化させたときの歩留りが悪く、
全体的には低気孔率化を実現することができない。
【０００３】近年注目されている低気孔率化技術が、Ｃ
ｅｒａｍ．Ｅｎｇ．ＳＣＩ．ＰＲＯＣ．Ｖｏｌ．６．ｐ
６９４〜ｐ７０６（１９８５）に開示されている。この
文献に開示された方法では、ＣＶＩ法（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）によっ
て、マトリックスが炭素またはセラミックス（ＳｉＣ、
Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯ2 、ＴｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ4 Ｃ、
ＴｉＮ、ＢＮ等）である多孔質繊維強化複合材料の気孔
内にマトリックスを形成することによって、多孔質繊維
強化複合材料の低気孔率化を行なっている。
ｅｒａｍ．Ｅｎｇ．ＳＣＩ．ＰＲＯＣ．Ｖｏｌ．６．ｐ
６９４〜ｐ７０６（１９８５）に開示されている。この
文献に開示された方法では、ＣＶＩ法（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）によっ
て、マトリックスが炭素またはセラミックス（ＳｉＣ、
Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯ2 、ＴｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ4 Ｃ、
ＴｉＮ、ＢＮ等）である多孔質繊維強化複合材料の気孔
内にマトリックスを形成することによって、多孔質繊維
強化複合材料の低気孔率化を行なっている。
【０００４】図１は、上記文献に開示された高密度繊維
強化複合材料の製造装置の図解的断面図である。図示す
る装置は、ガス導入口とガス排出口とを有する反応管１
と、反応管１を加熱するヒータ４とを備えている。反応
管１の内壁面には、ホルダ２の媒介によって、多孔質繊
維強化複合材料３が保持されている。ガス導入口から反
応管１内に導入された反応ガスおよびキャリアガスは、
多孔質繊維強化複合材料３を通過した後、ガス排出口か
ら外部へ排出される。
強化複合材料の製造装置の図解的断面図である。図示す
る装置は、ガス導入口とガス排出口とを有する反応管１
と、反応管１を加熱するヒータ４とを備えている。反応
管１の内壁面には、ホルダ２の媒介によって、多孔質繊
維強化複合材料３が保持されている。ガス導入口から反
応管１内に導入された反応ガスおよびキャリアガスは、
多孔質繊維強化複合材料３を通過した後、ガス排出口か
ら外部へ排出される。
【０００５】図２は、多孔質繊維強化複合材料３の気孔
５内にマトリックス６を形成している様子を示す図解的
拡大断面図である。マトリックス６の原料となる反応ガ
スとしてメチルトリクロロシランガス（ＣＨ3 Ｃｌ3 Ｓ
ｉ）が使用され、反応ガスの濃度を調整するためのキャ
リアガスとして水素ガス（Ｈ2 ）が使用される。この場
合、下記の反応式によって、メチルトリクロロシランガ
スがシリコンカーバイドおよび塩化水素に分解し、シリ
コンカーバイドは図２に示すように、多孔質繊維強化複
合材料３の気孔５内にマトリックス６として堆積され
る。
５内にマトリックス６を形成している様子を示す図解的
拡大断面図である。マトリックス６の原料となる反応ガ
スとしてメチルトリクロロシランガス（ＣＨ3 Ｃｌ3 Ｓ
ｉ）が使用され、反応ガスの濃度を調整するためのキャ
リアガスとして水素ガス（Ｈ2 ）が使用される。この場
合、下記の反応式によって、メチルトリクロロシランガ
スがシリコンカーバイドおよび塩化水素に分解し、シリ
コンカーバイドは図２に示すように、多孔質繊維強化複
合材料３の気孔５内にマトリックス６として堆積され
る。
【０００６】
ＣＨ3 Ｃｌ3 Ｓｉ＋Ｈ2 →ＳｉＣ＋３ＨＣｌ＋Ｈ2
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記反応式に見られる
ようなメチルトリクロロシランガスの分解は、主とし
て、メチルトリクロロシランガスの分子が多孔質繊維強
化複合材料３に衝突するときに起こる。これに加えて、
気相中で反応ガスの分子同士が衝突した場合にもメチル
トリクロロシランガスの分解が起こる。気相中で発生し
た分解生成物は煤７として浮遊し、多孔質繊維強化複合
材料３の表面上に付着する。その結果、多孔質繊維強化
複合材料３の表面に露出している気孔５の開孔部が煤７
によって覆われてしまい、その口径が小さくなってしま
う。そのために、反応ガスと多孔質繊維強化複合材料３
との衝突によって生ずる反応ガスの分解は、主として、
多孔質繊維強化複合材料３の表面で起こるようになる。
言換えれば、多孔質繊維強化複合材料３の表面でのみマ
トリックス６の形成が行なわれ、多孔質繊維強化複合材
料３の内部でのマトリックスの形成が起こりにくくな
る。
ようなメチルトリクロロシランガスの分解は、主とし
て、メチルトリクロロシランガスの分子が多孔質繊維強
化複合材料３に衝突するときに起こる。これに加えて、
気相中で反応ガスの分子同士が衝突した場合にもメチル
トリクロロシランガスの分解が起こる。気相中で発生し
た分解生成物は煤７として浮遊し、多孔質繊維強化複合
材料３の表面上に付着する。その結果、多孔質繊維強化
複合材料３の表面に露出している気孔５の開孔部が煤７
によって覆われてしまい、その口径が小さくなってしま
う。そのために、反応ガスと多孔質繊維強化複合材料３
との衝突によって生ずる反応ガスの分解は、主として、
多孔質繊維強化複合材料３の表面で起こるようになる。
言換えれば、多孔質繊維強化複合材料３の表面でのみマ
トリックス６の形成が行なわれ、多孔質繊維強化複合材
料３の内部でのマトリックスの形成が起こりにくくな
る。
【０００８】多孔質繊維強化複合材料３の内部の気孔内
にまでマトリックス６を十分に形成するためには、多孔
質繊維強化複合材料３の表面に付着した煤７の層を間欠
的にかき落とさなければならない。そのような余分な工
程を備えることは、製造効率上好ましくない。
にまでマトリックス６を十分に形成するためには、多孔
質繊維強化複合材料３の表面に付着した煤７の層を間欠
的にかき落とさなければならない。そのような余分な工
程を備えることは、製造効率上好ましくない。
【０００９】この発明の目的は、多孔質繊維強化複合材
料の表面上への煤の付着を防止し、多孔質繊維強化複合
材料の内部まで十分に低気孔率化を行なうことのできる
高密度繊維強化複合材料の製造装置を提供することであ
る。
料の表面上への煤の付着を防止し、多孔質繊維強化複合
材料の内部まで十分に低気孔率化を行なうことのできる
高密度繊維強化複合材料の製造装置を提供することであ
る。
【００１０】この発明の他の目的は、多孔質繊維強化複
合材料の表面上への煤の付着を防止し、効率的な低気孔
率化を行なうことのできる高密度繊維強化複合材料の製
造方法を提供することである。
合材料の表面上への煤の付着を防止し、効率的な低気孔
率化を行なうことのできる高密度繊維強化複合材料の製
造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に従った高密度
繊維強化複合材料の製造装置は、ＣＶＩ法によって多孔
質繊維強化複合材料の気孔内にマトリックスを形成する
ことによって、多孔質繊維強化複合材料の低気孔率化を
行なうものであって、反応管と、ガス供給手段と、加熱
手段と、多数の粒子と、保持手段とを備える。反応管
は、ガス導入口とガス排出口とを有している。ガス供給
手段は、ガス導入口を通して反応管内にマトリックスの
原料となる反応ガスとキャリアガスとを供給する。加熱
手段は、反応管を加熱する。多数の粒子は、反応管内に
配置され、ガス導入口からガス排出口に向かって流れる
ガスの圧力によって押上げられて浮遊する。保持手段
は、多孔質繊維強化複合材料を、反応管内の粒子の浮遊
領域に位置させるように保持する。
繊維強化複合材料の製造装置は、ＣＶＩ法によって多孔
質繊維強化複合材料の気孔内にマトリックスを形成する
ことによって、多孔質繊維強化複合材料の低気孔率化を
行なうものであって、反応管と、ガス供給手段と、加熱
手段と、多数の粒子と、保持手段とを備える。反応管
は、ガス導入口とガス排出口とを有している。ガス供給
手段は、ガス導入口を通して反応管内にマトリックスの
原料となる反応ガスとキャリアガスとを供給する。加熱
手段は、反応管を加熱する。多数の粒子は、反応管内に
配置され、ガス導入口からガス排出口に向かって流れる
ガスの圧力によって押上げられて浮遊する。保持手段
は、多孔質繊維強化複合材料を、反応管内の粒子の浮遊
領域に位置させるように保持する。
【００１２】この発明に従った高密度繊維強化複合材料
の製造方法は、ＣＶＩ法によって多孔質繊維強化複合材
料の気孔内にマトリックスを形成することによって、多
孔質繊維強化複合材料の低気孔率化を行なうものであっ
て、下記の工程を備える。
の製造方法は、ＣＶＩ法によって多孔質繊維強化複合材
料の気孔内にマトリックスを形成することによって、多
孔質繊維強化複合材料の低気孔率化を行なうものであっ
て、下記の工程を備える。
【００１３】ａ．ガス導入口とガス排出口とを有する反
応管内に多孔質繊維強化複合材料を配置する工程。
応管内に多孔質繊維強化複合材料を配置する工程。
【００１４】ｂ．反応管内に多数の粒子を配置する工
程。 ｃ．ガス導入口を通して反応管内にマトリックスの原料
となる反応ガスとキャリアガスとを導入する工程。
程。 ｃ．ガス導入口を通して反応管内にマトリックスの原料
となる反応ガスとキャリアガスとを導入する工程。
【００１５】ｄ．ガス導入口からガス排出口に向かって
流れるガスの圧力によって多数の粒子を押上げて浮遊さ
せる工程。
流れるガスの圧力によって多数の粒子を押上げて浮遊さ
せる工程。
【００１６】ｅ．浮遊する粒子と多孔質繊維強化複合材
料とを衝突させながら、多孔質繊維強化複合材料の気孔
内にマトリックスを形成する工程。
料とを衝突させながら、多孔質繊維強化複合材料の気孔
内にマトリックスを形成する工程。
【００１７】
【発明の作用効果】この発明によれば、次のような作用
効果が得られる。
効果が得られる。
【００１８】反応ガスの分子同士の衝突によって気相中
で煤が発生するが、この煤の一部は浮遊する粒子の表面
に付着する。そのため、多孔質繊維強化複合材料の表面
上に付着する煤の量は、図１および図２を参照して説明
したような従来の装置および方法に比べて、少なくな
る。さらに、浮遊する粒子は、常に、多孔質繊維強化複
合材料の表面に衝突するので、多孔質繊維強化複合材料
の表面上に付着した煤は衝突粒子によってかき落とされ
る。こうして、多孔質繊維強化複合材料の表面上への煤
の付着を防止し、多孔質繊維強化複合材料の内部まで低
気孔率化を効率よく行なうことができる。
で煤が発生するが、この煤の一部は浮遊する粒子の表面
に付着する。そのため、多孔質繊維強化複合材料の表面
上に付着する煤の量は、図１および図２を参照して説明
したような従来の装置および方法に比べて、少なくな
る。さらに、浮遊する粒子は、常に、多孔質繊維強化複
合材料の表面に衝突するので、多孔質繊維強化複合材料
の表面上に付着した煤は衝突粒子によってかき落とされ
る。こうして、多孔質繊維強化複合材料の表面上への煤
の付着を防止し、多孔質繊維強化複合材料の内部まで低
気孔率化を効率よく行なうことができる。
【００１９】
【実施例】図３に図示されている高密度繊維強化複合材
料の製造装置は、ガス導入口とガス排出口とを有する反
応管１１と、この反応管１１を加熱するヒータ１４と、
を備えている。反応管１１の内壁面には、ホルダ１２の
媒介によって多孔質繊維強化複合材料１３が固定保持さ
れている。反応管１１内には、さらに、固定部材２０、
多数のボール１９および多数の粒子１８が配置されてい
る。固定部材２０は、ガスの通過を許容するたとえば発
泡金属から作られており、反応管１１の内壁に固定され
る。ボール１９はたとえばセラミックス製のボールであ
り、固定部材２０上に置かれる。粒子１８は、たとえば
セラミックス製の微粉末であり、その粒径は好ましくは
１００〜２００μｍである。多数の粒子１８は、ボール
１９によって下方から支えられている。
料の製造装置は、ガス導入口とガス排出口とを有する反
応管１１と、この反応管１１を加熱するヒータ１４と、
を備えている。反応管１１の内壁面には、ホルダ１２の
媒介によって多孔質繊維強化複合材料１３が固定保持さ
れている。反応管１１内には、さらに、固定部材２０、
多数のボール１９および多数の粒子１８が配置されてい
る。固定部材２０は、ガスの通過を許容するたとえば発
泡金属から作られており、反応管１１の内壁に固定され
る。ボール１９はたとえばセラミックス製のボールであ
り、固定部材２０上に置かれる。粒子１８は、たとえば
セラミックス製の微粉末であり、その粒径は好ましくは
１００〜２００μｍである。多数の粒子１８は、ボール
１９によって下方から支えられている。
【００２０】反応管１１内には、ガス導入口を通して、
マトリックスの原料となる反応ガスとキャリアガスとが
導入される。このガスは、固定部材２０、ボール１９、
粒子１８および多孔質繊維強化複合材料１３を通過し
て、ガス排出口から外部へ排出される。反応ガスとし
て、たとえば、プロピレン（ＣＨ3 ＣＨＣＨ2 ）が使用
され、キャリアガスとして、たとえば、窒素が使用され
る。
マトリックスの原料となる反応ガスとキャリアガスとが
導入される。このガスは、固定部材２０、ボール１９、
粒子１８および多孔質繊維強化複合材料１３を通過し
て、ガス排出口から外部へ排出される。反応ガスとし
て、たとえば、プロピレン（ＣＨ3 ＣＨＣＨ2 ）が使用
され、キャリアガスとして、たとえば、窒素が使用され
る。
【００２１】多数のボール１９上に堆積した多数の粒子
１８は、ガス導入口からガス排出口に向かって流れるガ
スの圧力によって上方に押上げられて浮遊する。図３
は、多数の粒子１８が浮遊している状態を示している。
浮遊する多数の粒子１８は、多孔質繊維強化複合材料１
８の表面に衝突する。
１８は、ガス導入口からガス排出口に向かって流れるガ
スの圧力によって上方に押上げられて浮遊する。図３
は、多数の粒子１８が浮遊している状態を示している。
浮遊する多数の粒子１８は、多孔質繊維強化複合材料１
８の表面に衝突する。
【００２２】反応ガスとしてのプロピレンガスは、下記
の反応式によって分解し、炭素を生成する。この炭素
は、多孔質繊維強化複合材料１３の気孔内にマトリック
スとなって堆積し、多孔質繊維強化複合材料１３の密度
を高める。
の反応式によって分解し、炭素を生成する。この炭素
は、多孔質繊維強化複合材料１３の気孔内にマトリック
スとなって堆積し、多孔質繊維強化複合材料１３の密度
を高める。
【００２３】ＣＨ3 ＣＨＣＨ2 →３Ｃ＋３Ｈ2
図４を参照して、多孔質繊維強化複合材料１３の気孔内
にマトリックス１６が効率よく形成されることを説明す
る。反応ガスとしてのプロピレンは、多孔質繊維強化複
合材料１３に衝突した際、分解して炭素を生成する。こ
の炭素は、多孔質繊維強化複合材料１３の気孔１５内に
マトリックスとして堆積する。気相中においても、反応
ガスの分子同士が衝突して煤１７を生成する。浮遊する
煤１７の一部は流動している粒子１８の表面上に付着す
る。したがって、多孔質繊維強化複合材料１３の表面上
に付着する煤１７の量は少なくなる。また、多孔質繊維
強化複合材料１３の表面上に煤１７が付着したとして
も、この表面には常に流動している粒子１８が衝突する
ので、多孔質繊維強化複合材料１３の表面上に付着した
煤は粒子１８によってかき落とされる。こうして、多孔
質繊維強化複合材料１３の表面上への煤１７の付着を防
止する。多孔質繊維強化複合材料１３の表面に露出して
いる気孔１５の開孔部は煤によって閉塞されないので、
反応ガスは多孔質繊維強化複合材料１３の内部にまで十
分に流れ、内部の気孔１５内でマトリックスを形成す
る。その結果、最終的に、高密度の繊維強化複合材料が
得られる。
にマトリックス１６が効率よく形成されることを説明す
る。反応ガスとしてのプロピレンは、多孔質繊維強化複
合材料１３に衝突した際、分解して炭素を生成する。こ
の炭素は、多孔質繊維強化複合材料１３の気孔１５内に
マトリックスとして堆積する。気相中においても、反応
ガスの分子同士が衝突して煤１７を生成する。浮遊する
煤１７の一部は流動している粒子１８の表面上に付着す
る。したがって、多孔質繊維強化複合材料１３の表面上
に付着する煤１７の量は少なくなる。また、多孔質繊維
強化複合材料１３の表面上に煤１７が付着したとして
も、この表面には常に流動している粒子１８が衝突する
ので、多孔質繊維強化複合材料１３の表面上に付着した
煤は粒子１８によってかき落とされる。こうして、多孔
質繊維強化複合材料１３の表面上への煤１７の付着を防
止する。多孔質繊維強化複合材料１３の表面に露出して
いる気孔１５の開孔部は煤によって閉塞されないので、
反応ガスは多孔質繊維強化複合材料１３の内部にまで十
分に流れ、内部の気孔１５内でマトリックスを形成す
る。その結果、最終的に、高密度の繊維強化複合材料が
得られる。
【００２４】多孔質繊維強化複合材料は、好ましくは、
強化繊維として、ウィスカ、短繊維、ペーパー、フェル
ト、長繊維、不織布、二次元織布および三次元織布から
なる群より選ばれた少なくとも一種を含み、その組成
は、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｂ、および炭素からなる群よ
り選ばれた少なくとも一種を含む。さらに、多孔質繊維
強化複合材料は、好ましくは、マトリックスとして、Ｓ
ｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯ2 、ＴｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ
4 Ｃ、ＴｉＮ、ＢＮおよび炭素からなる群より選ばれた
少なくとも一種を含む。
強化繊維として、ウィスカ、短繊維、ペーパー、フェル
ト、長繊維、不織布、二次元織布および三次元織布から
なる群より選ばれた少なくとも一種を含み、その組成
は、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｂ、および炭素からなる群よ
り選ばれた少なくとも一種を含む。さらに、多孔質繊維
強化複合材料は、好ましくは、マトリックスとして、Ｓ
ｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯ2 、ＴｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ
4 Ｃ、ＴｉＮ、ＢＮおよび炭素からなる群より選ばれた
少なくとも一種を含む。
【００２５】実施例１
（１） 反応管の中に、石英砂とＣ／Ｃ（カーボン／カ
ーボン）コンポジット（１０ｍｍ×１０ｍｍ、気孔率４
０％）を入れた。Ｃ／Ｃコンポジットは、石英砂の上方
の反応管内壁面に固定された。
ーボン）コンポジット（１０ｍｍ×１０ｍｍ、気孔率４
０％）を入れた。Ｃ／Ｃコンポジットは、石英砂の上方
の反応管内壁面に固定された。
【００２６】（２） 反応管の下部より、プロピレンガ
ス（反応ガス）と窒素ガス（キャリアガス）との混合ガ
スを導入し、石英砂をガス圧によって流動させた。流動
する石英砂は、Ｃ／Ｃコンポジットを包んで衝突してい
た。この状態で、８００℃でＣＶＩ法を１０時間行なっ
た。
ス（反応ガス）と窒素ガス（キャリアガス）との混合ガ
スを導入し、石英砂をガス圧によって流動させた。流動
する石英砂は、Ｃ／Ｃコンポジットを包んで衝突してい
た。この状態で、８００℃でＣＶＩ法を１０時間行なっ
た。
【００２７】（３） Ｃ／Ｃコンポジットを取出して気
孔率を測定したところ、１５％であった。
孔率を測定したところ、１５％であった。
【００２８】比較例１
石英砂を用いずに、実施例１とほぼ同じ条件でＣＶＩを
１時間行なった。Ｃ／Ｃコンポジットの表面は煤で覆わ
れており、この内部にはほとんどカーボンマトリックス
は形成されていなかった。
１時間行なった。Ｃ／Ｃコンポジットの表面は煤で覆わ
れており、この内部にはほとんどカーボンマトリックス
は形成されていなかった。
【００２９】実施例２
（１） 反応管の中に、石英砂と三次元織カーボンファ
イバ（１０ｍｍ×１０ｍｍ、気孔率６０％）とを入れ
た。三次元織カーボンファイバは、石英砂の上方の反応
管の内壁に固定された。
イバ（１０ｍｍ×１０ｍｍ、気孔率６０％）とを入れ
た。三次元織カーボンファイバは、石英砂の上方の反応
管の内壁に固定された。
【００３０】（２） 反応管の下部より反応ガスとして
四塩化珪素およびメタンを導入し、さらにキャリアガス
として、窒素を導入した。この導入されたガス圧によっ
て、石英砂は流動し、三次元織カーボンファイバを包ん
で衝突するようになった。この状態で、５００℃でＣＶ
Ｉを２０時間行なった。
四塩化珪素およびメタンを導入し、さらにキャリアガス
として、窒素を導入した。この導入されたガス圧によっ
て、石英砂は流動し、三次元織カーボンファイバを包ん
で衝突するようになった。この状態で、５００℃でＣＶ
Ｉを２０時間行なった。
【００３１】反応管内では、下記の反応が行なわれた。
ＳｉＣｌ4 ＋ＣＨ4 →ＳｉＣ＋４ＨＣｌ
（３） 三次元織カーボンファイバを取出して観察した
ところ、気孔率２０％の炭素繊維強化炭化珪素となって
いた。
ところ、気孔率２０％の炭素繊維強化炭化珪素となって
いた。
【００３２】比較例２
石英砂を用いずに、実施例２とほぼ同じ条件でＣＶＩを
２時間行なった。三次元織カーボンファイバの表面は煤
で覆われ、その内部にはほとんど炭化珪素が形成されて
いなかった。
２時間行なった。三次元織カーボンファイバの表面は煤
で覆われ、その内部にはほとんど炭化珪素が形成されて
いなかった。
【図１】従来の高密度繊維強化複合材料の製造装置の図
解的断面図である。
解的断面図である。
【図２】従来の装置において、多孔質繊維強化複合材料
の気孔内にマトリックスを形成している様子を図解的に
示す拡大断面図である。
の気孔内にマトリックスを形成している様子を図解的に
示す拡大断面図である。
【図３】本発明に従った高密度繊維強化複合材料の製造
装置の一実施例の図解的断面図である。
装置の一実施例の図解的断面図である。
【図４】本発明の方法によって多孔質繊維強化複合材料
の気孔内にマトリックスを形成している様子を図解的に
示す拡大断面図である。
の気孔内にマトリックスを形成している様子を図解的に
示す拡大断面図である。
１１ 反応管
１２ ホルダ
１３ 多孔質繊維強化複合材料
１４ ヒータ
１５ 気孔
１６ マトリックス
１７ 煤
１８ 粒子
１９ ボール
２０ 固定部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 若松 智之
兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友
電気工業株式会社伊丹製作所内
(72)発明者 阿尻 雅文
宮城県仙台市荒巻字青葉
Claims (11)
- 【請求項１】 ＣＶＩ法によって多孔質繊維強化複合材
料の気孔内にマトリックスを形成することによって、多
孔質繊維強化複合材料の低気孔率化を行なう高密度繊維
強化複合材料の製造装置であって、 ガス導入口とガス排出口とを有する反応管と、 前記ガス導入口を通して前記反応管内に前記マトリック
スの原料となる反応ガスとキャリアガスとを供給するガ
ス供給手段と、 前記反応管を加熱する加熱手段と、 前記反応管内に配置され、前記ガス導入口から前記ガス
排出口に向かって流れるガスの圧力によって押上げられ
て浮遊する多数の粒子と、 前記反応管内の前記粒子の浮遊領域に、前記多孔質繊維
強化複合材料を保持する保持手段と、 を備える、高密度繊維強化複合材料の製造装置。 - 【請求項２】 前記粒子は、粒径１００〜２００μｍの
セラミックス微粉末である、請求項１に記載の製造装
置。 - 【請求項３】 前記ガスの通過を許容するように前記反
応管内に固定された固定部材と、 前記固定部材上に配置され、前記多数の粒子を下方から
支える多数のボールと、 をさらに備える、請求項１に記載の製造装置。 - 【請求項４】 前記多孔質繊維強化複合材料は、強化繊
維として、ウィスカ、短繊維、ペーパー、フェルト、長
繊維、不織布、二次元織布および三次元織布からなる群
より選ばれた少なくとも一種を含む、請求項１に記載の
製造装置。 - 【請求項５】 前記多孔質繊維強化複合材料は、強化繊
維として、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｂ、および炭素からな
る群より選ばれた少なくとも一種を含む、請求項１に記
載の製造装置。 - 【請求項６】 前記多孔質繊維強化複合材料は、マトリ
ックスとして、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯ2 、Ｔｉ
Ｃ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ4 Ｃ、ＴｉＮ、ＢＮおよび炭素から
なる群より選ばれた少なくとも一種を含む、請求項１に
記載の製造装置。 - 【請求項７】 ＣＶＩ法によって多孔質繊維強化複合材
料の気孔内にマトリックスを形成することによって、多
孔質繊維強化複合材料の低気孔率化を行なう高密度繊維
強化複合材料の製造方法であって、 ガス導入口とガス排出口とを有する反応管内に多孔質繊
維強化複合材料を配置する工程と、 前記反応管内に多数の粒子を配置する工程と、 前記ガス導入口を通して前記反応管内に前記マトリック
スの原料となる反応ガスとキャリアガスとを導入する工
程と、 前記ガス導入口から前記ガス排出口に向かって流れるガ
スの圧力によって前記多数の粒子を押上げて浮遊させる
工程と、 前記浮遊する粒子と前記多孔質繊維強化複合材料とを衝
突させながら、前記多孔質繊維強化複合材料の気孔内に
マトリックスを形成する工程と、 を備える、高密度繊維強化複合材料の製造方法。 - 【請求項８】 前記粒子は、粒径１００〜２００μｍの
セラミックス微粉末である、請求項７に記載の製造方
法。 - 【請求項９】 前記多孔質繊維強化複合材料は強化繊維
として、ウィスカ、短繊維、ペーパー、フェルト、長繊
維、不織布、二次元織布および三次元織布からなる群よ
り選ばれた少なくとも一種を含む、請求項７に記載の製
造方法。 - 【請求項１０】 前記多孔質繊維強化複合材料は、強化
繊維として、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｂ、および炭素から
なる群より選ばれた少なくとも一種を含む、請求項７に
記載の製造方法。 - 【請求項１１】 前記多孔質繊維強化複合材料は、マト
リックスとして、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯ2 、Ｔｉ
Ｃ、Ａｌ2Ｏ3 、Ｂ4 Ｃ、ＴｉＮ、ＢＮおよび炭素から
なる群より選ばれた少なくとも一種を含む、請求項７に
記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18617591A JPH0672070B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 高密度繊維強化複合材料の製造装置および製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18617591A JPH0672070B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 高密度繊維強化複合材料の製造装置および製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0524956A true JPH0524956A (ja) | 1993-02-02 |
| JPH0672070B2 JPH0672070B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=16183705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18617591A Expired - Lifetime JPH0672070B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 高密度繊維強化複合材料の製造装置および製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672070B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6302080B1 (en) | 1998-07-31 | 2001-10-16 | Denso Corporation | Fuel injection system having pre-injection and main injection |
| JP2002211984A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-31 | National Institute For Materials Science | ＳｉＣ又はＣ繊維／ＳｉＣ複合材料の製造方法 |
| JP2007514306A (ja) * | 2003-12-09 | 2007-05-31 | シュンク・コーレンストッフテヒニーク・ゲーエムベーハー | 被処理物を受けるための支持体及び支持体の製造方法 |
| KR20190068316A (ko) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 한국세라믹기술원 | 화학 기상 침착 장치 |
| KR20190068323A (ko) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 한국세라믹기술원 | 화학 기상 침착 장치 |
| CN111226057A (zh) * | 2017-10-19 | 2020-06-02 | 赛峰集团陶瓷 | 复合材料摩擦部件的制造方法 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP18617591A patent/JPH0672070B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6302080B1 (en) | 1998-07-31 | 2001-10-16 | Denso Corporation | Fuel injection system having pre-injection and main injection |
| US6644269B2 (en) | 1998-07-31 | 2003-11-11 | Denso Corporation | Fuel injection system having pre-injection and main injection |
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| CN111226057A (zh) * | 2017-10-19 | 2020-06-02 | 赛峰集团陶瓷 | 复合材料摩擦部件的制造方法 |
| US11530727B2 (en) | 2017-10-19 | 2022-12-20 | Centre National De La Recherche Scientifique | Process for manufacturing a composite friction component |
| KR20190068316A (ko) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 한국세라믹기술원 | 화학 기상 침착 장치 |
| KR20190068323A (ko) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 한국세라믹기술원 | 화학 기상 침착 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0672070B2 (ja) | 1994-09-14 |
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