JPH06287079A - 繊維強化複合セラミックス - Google Patents
繊維強化複合セラミックスInfo
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- JPH06287079A JPH06287079A JP5073360A JP7336093A JPH06287079A JP H06287079 A JPH06287079 A JP H06287079A JP 5073360 A JP5073360 A JP 5073360A JP 7336093 A JP7336093 A JP 7336093A JP H06287079 A JPH06287079 A JP H06287079A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱性や高温強度等に優れた強化繊維を用い
ることによって、より一層の高強度化および高破壊エネ
ルギー化を実現した繊維強化複合セラミックスを提供す
る。 【構成】 セラミックスからなるマトリックス内に、強
化繊維を複合してなる繊維強化複合セラミックスであ
る。強化繊維は、 2次元構造の織物としてマトリックス
内に配置する。この織物の縦糸および横糸の少なくとも
一方として、耐熱性や高温強度等に優れ、かつ特性劣化
が少ない、 SiC被膜を有する線径が10〜 200μm の SiC
被覆繊維を用いる。
ることによって、より一層の高強度化および高破壊エネ
ルギー化を実現した繊維強化複合セラミックスを提供す
る。 【構成】 セラミックスからなるマトリックス内に、強
化繊維を複合してなる繊維強化複合セラミックスであ
る。強化繊維は、 2次元構造の織物としてマトリックス
内に配置する。この織物の縦糸および横糸の少なくとも
一方として、耐熱性や高温強度等に優れ、かつ特性劣化
が少ない、 SiC被膜を有する線径が10〜 200μm の SiC
被覆繊維を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化複合セラミッ
クスに関する。
クスに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、 SiC、Si3 N 4 、サイアロン等
の非酸化物系セラミックス材料は、耐熱性、強度、耐摩
耗性等に優れ、また軽量である等という金属等の従来材
料にない各種特性を有することから、構造・機械部品用
材料等への適用が進められている。ただし、セラミック
ス材料は、本質的に引張応力に弱く、破壊が一気に進行
する、いわゆる脆性という欠点を有している。
の非酸化物系セラミックス材料は、耐熱性、強度、耐摩
耗性等に優れ、また軽量である等という金属等の従来材
料にない各種特性を有することから、構造・機械部品用
材料等への適用が進められている。ただし、セラミック
ス材料は、本質的に引張応力に弱く、破壊が一気に進行
する、いわゆる脆性という欠点を有している。
【０００３】このようなことから、セラミックス部品の
信頼性をより向上させるために、セラミックス材料の高
靭性化や破壊エネルギーの増大を図ることが強く求めら
れている。そこで、上述したような各種のセラミックス
材料をマトリックスとし、このマトリックス内にセラミ
ックス長繊維や短繊維、あるいはウィスカー等を複合し
た、繊維強化複合セラミックスの実用化が進められてい
る。
信頼性をより向上させるために、セラミックス材料の高
靭性化や破壊エネルギーの増大を図ることが強く求めら
れている。そこで、上述したような各種のセラミックス
材料をマトリックスとし、このマトリックス内にセラミ
ックス長繊維や短繊維、あるいはウィスカー等を複合し
た、繊維強化複合セラミックスの実用化が進められてい
る。
【０００４】上記したような繊維強化複合セラミックス
において、強化素材としては耐熱性や耐酸化性等に優れ
る SiC系繊維、例えば SiC繊維、Si-C-O繊維、 Si-Ti-C
-O繊維等が有望視されている。そして、これら SiC系繊
維をランダムにセラミックスマトリックス内に配置した
り、あるいは上記 SiC系繊維を用いて一方向強化材や織
物を作製し、これらをマトリックス内に配置することが
検討されている。
において、強化素材としては耐熱性や耐酸化性等に優れ
る SiC系繊維、例えば SiC繊維、Si-C-O繊維、 Si-Ti-C
-O繊維等が有望視されている。そして、これら SiC系繊
維をランダムにセラミックスマトリックス内に配置した
り、あるいは上記 SiC系繊維を用いて一方向強化材や織
物を作製し、これらをマトリックス内に配置することが
検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の繊維強化複合セラミックスにおいては、強化素材とし
て、 SiC繊維、Si-C-O繊維、 Si-Ti-C-O繊維等の SiC系
繊維が有望視されており、これらを種々の形態でマトリ
ックス内に配置することが試みられている。
の繊維強化複合セラミックスにおいては、強化素材とし
て、 SiC繊維、Si-C-O繊維、 Si-Ti-C-O繊維等の SiC系
繊維が有望視されており、これらを種々の形態でマトリ
ックス内に配置することが試みられている。
【０００６】ここで、繊維強化複合セラミックスがより
大きな複合効果を発現し、より一層破壊エネルギーを増
大させるためには、高強度の強化繊維の体積含有率を増
大させる必要がある。しかし、上記した従来のSi-C-O繊
維や Si-Ti-C-O繊維等は、高温強度および耐熱性等の点
で必ずしも満足のいくものではなく、例えば複合焼結体
の製造方法として、ホットプレスやＨＩＰ等を適用する
と、焼結温度が繊維の耐熱温度以上であるため、焼結過
程で熱分解や結晶化が進行し、特性が劣化してしまい、
本来の繊維強度に見合う破壊エネルギーの向上効果が十
分に得られないというような問題を有していた。
大きな複合効果を発現し、より一層破壊エネルギーを増
大させるためには、高強度の強化繊維の体積含有率を増
大させる必要がある。しかし、上記した従来のSi-C-O繊
維や Si-Ti-C-O繊維等は、高温強度および耐熱性等の点
で必ずしも満足のいくものではなく、例えば複合焼結体
の製造方法として、ホットプレスやＨＩＰ等を適用する
と、焼結温度が繊維の耐熱温度以上であるため、焼結過
程で熱分解や結晶化が進行し、特性が劣化してしまい、
本来の繊維強度に見合う破壊エネルギーの向上効果が十
分に得られないというような問題を有していた。
【０００７】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、耐熱性や高温強度等に優れた強化繊
維を用いることによって、より一層の高強度化および高
破壊エネルギー化を実現した繊維強化複合セラミックス
を提供することを目的としている。
になされたもので、耐熱性や高温強度等に優れた強化繊
維を用いることによって、より一層の高強度化および高
破壊エネルギー化を実現した繊維強化複合セラミックス
を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段と作用】本発明者らは、上
記目的を達成するために、セラミックス材料の繊維複合
強化について種々検討を重ねた結果、 C芯線やSi-C-O芯
線（特に、酸素含有率が少ないもの）等の表面に、 SiC
被膜をＣＶＤ法等で形成した SiC被覆繊維は、従来のSi
C系繊維に比べて耐熱性や高温強度等に優れ、かつ特性
劣化が少ないこと、またこのような SiC被覆繊維を特定
構造の織物として、マトリックス内に配置することによ
り、比較的容易にマトリックス内に多量複合することが
可能であることを見出した。
記目的を達成するために、セラミックス材料の繊維複合
強化について種々検討を重ねた結果、 C芯線やSi-C-O芯
線（特に、酸素含有率が少ないもの）等の表面に、 SiC
被膜をＣＶＤ法等で形成した SiC被覆繊維は、従来のSi
C系繊維に比べて耐熱性や高温強度等に優れ、かつ特性
劣化が少ないこと、またこのような SiC被覆繊維を特定
構造の織物として、マトリックス内に配置することによ
り、比較的容易にマトリックス内に多量複合することが
可能であることを見出した。
【０００９】本発明は、上記知見に基いてなされたもの
であり、本発明の繊維強化複合セラミックスは、セラミ
ックスからなるマトリックス内に、強化繊維を複合して
なる繊維強化複合セラミックスであって、前記強化繊維
は、 2次元構造の織物として前記マトリックス内に配置
されていると共に、前記織物の縦糸および横糸の少なく
とも一方として、 SiC被膜を有する線径10〜 200μm の
SiC被覆繊維が用いられていることを特徴としている。
であり、本発明の繊維強化複合セラミックスは、セラミ
ックスからなるマトリックス内に、強化繊維を複合して
なる繊維強化複合セラミックスであって、前記強化繊維
は、 2次元構造の織物として前記マトリックス内に配置
されていると共に、前記織物の縦糸および横糸の少なく
とも一方として、 SiC被膜を有する線径10〜 200μm の
SiC被覆繊維が用いられていることを特徴としている。
【００１０】本発明の複合強化セラミックスのマトリッ
クス材としては、種々のセラミックス材料を用いること
ができ、例えば炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニ
ウム、酸化ジルコニウム等が例示される。また、マトリ
ックスを反応焼結セラミックスとすることもできる。
クス材としては、種々のセラミックス材料を用いること
ができ、例えば炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニ
ウム、酸化ジルコニウム等が例示される。また、マトリ
ックスを反応焼結セラミックスとすることもできる。
【００１１】本発明の繊維強化複合セラミックスに用い
る強化繊維としては、少なくとも線径10〜 200μm の S
iC被覆繊維を使用しており、この SiC被覆繊維を縦糸お
よび横糸の少なくとも一方に用いた 2次元構造の織物と
して、マトリックス内に配置している。上記 SiC被覆繊
維は、例えば C繊維やSi-C-O繊維等を芯線とし、このよ
うな芯線の表面に SiC被膜をＣＶＤ法等で形成したもの
であり、その線径は10〜 200μm の範囲とする。 SiC被
覆繊維の線径が10μm 未満であると、十分な強度が得ら
れず、また 200μm を超えると 2次元織物の作製が困難
になると共に、強化繊維の配合量の低下を招くおそれが
ある。
る強化繊維としては、少なくとも線径10〜 200μm の S
iC被覆繊維を使用しており、この SiC被覆繊維を縦糸お
よび横糸の少なくとも一方に用いた 2次元構造の織物と
して、マトリックス内に配置している。上記 SiC被覆繊
維は、例えば C繊維やSi-C-O繊維等を芯線とし、このよ
うな芯線の表面に SiC被膜をＣＶＤ法等で形成したもの
であり、その線径は10〜 200μm の範囲とする。 SiC被
覆繊維の線径が10μm 未満であると、十分な強度が得ら
れず、また 200μm を超えると 2次元織物の作製が困難
になると共に、強化繊維の配合量の低下を招くおそれが
ある。
【００１２】また、上記したような SiC被覆繊維を複数
本束にして用いることも可能である。ただし、 1本当り
の線径にもよるが、あまり多数本の束とすると、織物を
作製することが困難となるため、10本程度までとするこ
とが好ましい。
本束にして用いることも可能である。ただし、 1本当り
の線径にもよるが、あまり多数本の束とすると、織物を
作製することが困難となるため、10本程度までとするこ
とが好ましい。
【００１３】上述したような大径の SiC被覆繊維を用い
て、 2次元構造の織物を作製するには、以下に示すよう
な構造を採用することが好ましい。
て、 2次元構造の織物を作製するには、以下に示すよう
な構造を採用することが好ましい。
【００１４】(1) 縦糸に SiC被覆繊維を用いると共
に、横糸に線径15μm 以下の炭素繊維またはセラミック
ス繊維を用い、かつ少なくとも縦糸を密にして織った織
物。
に、横糸に線径15μm 以下の炭素繊維またはセラミック
ス繊維を用い、かつ少なくとも縦糸を密にして織った織
物。
【００１５】(2) 縦糸および横糸共に SiC被覆繊維を
用い、これら縦糸および横糸を粗に織った織物。
用い、これら縦糸および横糸を粗に織った織物。
【００１６】上記 (1)の構造の 2次元織物において、横
糸として用いる繊維は、線径15μm以下のセラミックス
繊維または炭素繊維であり、これらは 1本または複数本
の束として用いることができる。横糸として用いる繊維
の線径が15μm を超えると、縦糸として SiC被覆繊維を
用いた場合に、 2次元織物を作製することが困難とな
る。なお、実用的には線径 5μm 以上の繊維を用いるこ
とが、強化繊維織物の強度点から好ましい。横糸として
用いる繊維を束ねて使用する場合、その本数は3000本以
下とすることが好ましい。このような横糸の具体例とし
ては、 SiC繊維、Si-C-O繊維、 Si-Ti-C-O繊維、Si3 N
4 繊維、Si-N-O繊維、Al2 O 3 繊維、ZrO2 繊維、 C繊
維等を挙げることができる。
糸として用いる繊維は、線径15μm以下のセラミックス
繊維または炭素繊維であり、これらは 1本または複数本
の束として用いることができる。横糸として用いる繊維
の線径が15μm を超えると、縦糸として SiC被覆繊維を
用いた場合に、 2次元織物を作製することが困難とな
る。なお、実用的には線径 5μm 以上の繊維を用いるこ
とが、強化繊維織物の強度点から好ましい。横糸として
用いる繊維を束ねて使用する場合、その本数は3000本以
下とすることが好ましい。このような横糸の具体例とし
ては、 SiC繊維、Si-C-O繊維、 Si-Ti-C-O繊維、Si3 N
4 繊維、Si-N-O繊維、Al2 O 3 繊維、ZrO2 繊維、 C繊
維等を挙げることができる。
【００１７】なお、例えばマトリックスを反応焼結SiC
とするような場合、横糸として C繊維を用いれば、横糸
も反応焼結SiC の出発原料とすることができ、より高強
度化を図ることができる。
とするような場合、横糸として C繊維を用いれば、横糸
も反応焼結SiC の出発原料とすることができ、より高強
度化を図ることができる。
【００１８】上記したような横糸と、 SiC被覆繊維から
なる縦糸との 2次元織物としては、縦糸を密に配置する
と共に、横糸をある程度の間隔で配置した一方向シート
や、平織りや朱子織り等の密な 2次元織物等が挙げられ
る。横糸の耐熱性が低い場合には一方向シートが好まし
く、この際の横糸の配置間隔は 2mm以上とすることが好
ましい。また、平織りや朱子織り等の織物とする場合の
横糸の本数は、横糸の線径や束ねる数にもよるが、 1イ
ンチ当りに 200本程度とすることが好ましい。また、上
記 (2)の構造の 2次元織物は、縦糸および横糸共に SiC
被覆繊維を用い、これらを粗に織った織物である。この
際の縦糸および横糸の本数は、線径等によっても異なる
が、 1インチ当りに50本程度とすることが好ましい。
なる縦糸との 2次元織物としては、縦糸を密に配置する
と共に、横糸をある程度の間隔で配置した一方向シート
や、平織りや朱子織り等の密な 2次元織物等が挙げられ
る。横糸の耐熱性が低い場合には一方向シートが好まし
く、この際の横糸の配置間隔は 2mm以上とすることが好
ましい。また、平織りや朱子織り等の織物とする場合の
横糸の本数は、横糸の線径や束ねる数にもよるが、 1イ
ンチ当りに 200本程度とすることが好ましい。また、上
記 (2)の構造の 2次元織物は、縦糸および横糸共に SiC
被覆繊維を用い、これらを粗に織った織物である。この
際の縦糸および横糸の本数は、線径等によっても異なる
が、 1インチ当りに50本程度とすることが好ましい。
【００１９】本発明の繊維強化セラミックスにおいて
は、少なくとも SiC被覆繊維を用いた織物として強化繊
維をマトリックス内に内含させているため、強化繊維を
例えば複合セラミックスの全体積に対して、最大60体積
% 程度まで複合することが可能となる。ただし、実用的
には10〜50体積% の範囲とすることが好ましい。また、
強化繊維を 2次元織物として用いているため、 2次元方
向への強化を達成することができる。
は、少なくとも SiC被覆繊維を用いた織物として強化繊
維をマトリックス内に内含させているため、強化繊維を
例えば複合セラミックスの全体積に対して、最大60体積
% 程度まで複合することが可能となる。ただし、実用的
には10〜50体積% の範囲とすることが好ましい。また、
強化繊維を 2次元織物として用いているため、 2次元方
向への強化を達成することができる。
【００２０】本発明の繊維強化複合セラミックスは、例
えば以下のようにして作製される。すなわち、まず少な
くとも SiC被覆繊維を用いて、上記 (1)や (2)の構造に
よる 2次元織物を作製する。次いで、この強化繊維から
なる 2次元織物を成形型内に配置し、マトリックスの構
成材料となるセラミックス、また反応焼結セラミックス
を用いる場合にはその出発原料を充填する。この際、通
常の粉末プレス等を適用することも可能であるが、強化
繊維間への充填率を高めると共に、マトリックス密度を
高める上で、圧力鋳込み成形、射出成形、自己硬化成形
等を適用することが好ましい。
えば以下のようにして作製される。すなわち、まず少な
くとも SiC被覆繊維を用いて、上記 (1)や (2)の構造に
よる 2次元織物を作製する。次いで、この強化繊維から
なる 2次元織物を成形型内に配置し、マトリックスの構
成材料となるセラミックス、また反応焼結セラミックス
を用いる場合にはその出発原料を充填する。この際、通
常の粉末プレス等を適用することも可能であるが、強化
繊維間への充填率を高めると共に、マトリックス密度を
高める上で、圧力鋳込み成形、射出成形、自己硬化成形
等を適用することが好ましい。
【００２１】これら成形法は、織物構造の強化繊維を用
いる場合に限らず、強化繊維として長繊維を用いる場合
全てに有効である。また、強化繊維間への充填率を高め
る上で、熱処理、塗れ剤の塗布等によって、繊維表面を
改質することも有効である。強化繊維を束ねて使用する
場合には、特にこれらの表面改質が有効である。
いる場合に限らず、強化繊維として長繊維を用いる場合
全てに有効である。また、強化繊維間への充填率を高め
る上で、熱処理、塗れ剤の塗布等によって、繊維表面を
改質することも有効である。強化繊維を束ねて使用する
場合には、特にこれらの表面改質が有効である。
【００２２】この後、マトリックスの構成材料に応じた
条件下で、マトリックスを焼結させることにより、目的
とする繊維強化複合焼結体（繊維強化複合セラミック
ス）が得られる。
条件下で、マトリックスを焼結させることにより、目的
とする繊維強化複合焼結体（繊維強化複合セラミック
ス）が得られる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。
【００２４】実施例１ まず、強化繊維として、 C芯線に SiC被覆を設けた SiC
被覆繊維（線径= 80〜140μm)と、 C繊維（線径=8〜14
μm)とを用意し、 SiC被覆繊維を縦糸とし、また上記 C
繊維の1000本の束を横糸として用いて、密な 2次元織物
（平織り（縦糸本数： 1インチ当り 200本、横糸本数：
1インチ当り1000本））を作製した。
被覆繊維（線径= 80〜140μm)と、 C繊維（線径=8〜14
μm)とを用意し、 SiC被覆繊維を縦糸とし、また上記 C
繊維の1000本の束を横糸として用いて、密な 2次元織物
（平織り（縦糸本数： 1インチ当り 200本、横糸本数：
1インチ当り1000本））を作製した。
【００２５】一方、マトリックスは反応焼結SiC とし
た。この反応焼結 SiCの出発原料となる炭素源として、
カーボンブラックを用意し、このカーボンブラックを溶
媒中で湿式混合して、原料スラリーを作製した。
た。この反応焼結 SiCの出発原料となる炭素源として、
カーボンブラックを用意し、このカーボンブラックを溶
媒中で湿式混合して、原料スラリーを作製した。
【００２６】次に、圧力鋳込み成形機の樹脂型内に、上
記強化繊維からなる 2次元織物を10層配置し、その上か
ら上記原料スラリーを充填した後、約 30kg/cm2 で 5分
間保持して、繊維織物含有カーボン成形体を作製した。
なお、強化繊維織物の配合量は、焼結後において複合焼
結体中の繊維の体積比が 60%となるように調製した。こ
の後、上記カーボン成形体のケイ化に必要なSi量の 1.2
倍の粉末Siを入れたアルミナボード内に、上記繊維織物
含有カーボン成形体を配置し、1400〜1450℃の温度で 1
時間保持することにより、溶融Siの含浸を行いつつ、上
記カーボン成形体を反応焼結させた。
記強化繊維からなる 2次元織物を10層配置し、その上か
ら上記原料スラリーを充填した後、約 30kg/cm2 で 5分
間保持して、繊維織物含有カーボン成形体を作製した。
なお、強化繊維織物の配合量は、焼結後において複合焼
結体中の繊維の体積比が 60%となるように調製した。こ
の後、上記カーボン成形体のケイ化に必要なSi量の 1.2
倍の粉末Siを入れたアルミナボード内に、上記繊維織物
含有カーボン成形体を配置し、1400〜1450℃の温度で 1
時間保持することにより、溶融Siの含浸を行いつつ、上
記カーボン成形体を反応焼結させた。
【００２７】このようにして得た繊維強化 SiC複合焼結
体の密度を測定し、さらに上記焼結体から 3× 4×40mm
の試験片を切り出し、常温および1300℃における 3点曲
げ強度を測定した。また、強度測定時の荷重−変位曲線
から破壊エネルギーを算出した。これらの結果を表１に
示す。
体の密度を測定し、さらに上記焼結体から 3× 4×40mm
の試験片を切り出し、常温および1300℃における 3点曲
げ強度を測定した。また、強度測定時の荷重−変位曲線
から破壊エネルギーを算出した。これらの結果を表１に
示す。
【００２８】実施例２ 強化繊維として、Si-C-O芯線に SiC被覆を設けた SiC被
覆繊維（線径= 50〜150μm)と、Si-C-O繊維（線径=8〜1
5μm)とを用意し、 SiC被覆繊維を縦糸とし、また上記S
i-C-O繊維の 500本の束を横糸として用いて、密な 2次
元織物（朱子織り（縦糸本数： 1インチ当り 200本、横
糸本数： 1インチ当り1000本））を作製した。
覆繊維（線径= 50〜150μm)と、Si-C-O繊維（線径=8〜1
5μm)とを用意し、 SiC被覆繊維を縦糸とし、また上記S
i-C-O繊維の 500本の束を横糸として用いて、密な 2次
元織物（朱子織り（縦糸本数： 1インチ当り 200本、横
糸本数： 1インチ当り1000本））を作製した。
【００２９】一方、マトリックスの出発材料として、平
均粒径 1μm のSi3 N 4 粉末に、焼結助剤としてAl2 O
3 粉末と HfO2 粉末を合計20重量% 添加したものを用意
し、これを溶媒中で湿式混合して、原料スラリーを作製
した。
均粒径 1μm のSi3 N 4 粉末に、焼結助剤としてAl2 O
3 粉末と HfO2 粉末を合計20重量% 添加したものを用意
し、これを溶媒中で湿式混合して、原料スラリーを作製
した。
【００３０】次に、圧力鋳込み成形機の樹脂型内に、上
記強化繊維からなる 2次元織物を10層配置し、その上か
ら上記原料スラリーを充填した後、約 30kg/cm2 で 5分
間保持して、繊維織物含有Si3 N 4 成形体を作製した。
なお、強化繊維織物の配合量は、焼結後において複合焼
結体中の繊維の体積比が 60%となるように調製した。こ
の後、上記繊維織物含有Si3 N 4 成形体を、乾燥および
脱脂した後、カーボンモールドにつめ、400kg/cm2 の圧
力の下で、窒素中、1500〜1700℃の温度で 2時間保持し
て、ホットプレス焼結した。このようにして得た繊維強
化Si3 N 4 複合焼結体の特性を実施例１と同様に測定し
た。その結果を表１に併せて示す。
記強化繊維からなる 2次元織物を10層配置し、その上か
ら上記原料スラリーを充填した後、約 30kg/cm2 で 5分
間保持して、繊維織物含有Si3 N 4 成形体を作製した。
なお、強化繊維織物の配合量は、焼結後において複合焼
結体中の繊維の体積比が 60%となるように調製した。こ
の後、上記繊維織物含有Si3 N 4 成形体を、乾燥および
脱脂した後、カーボンモールドにつめ、400kg/cm2 の圧
力の下で、窒素中、1500〜1700℃の温度で 2時間保持し
て、ホットプレス焼結した。このようにして得た繊維強
化Si3 N 4 複合焼結体の特性を実施例１と同様に測定し
た。その結果を表１に併せて示す。
【００３１】実施例３ 強化繊維として、Si-C-O芯線に SiC被覆を設けた SiC被
覆繊維を用意し、このSiC被覆繊維を縦糸および横糸と
して用いて、粗な 2次元織物（縦糸本数： 1インチ当り
50本、横糸本数： 1インチ当り50本））を作製した。
覆繊維を用意し、このSiC被覆繊維を縦糸および横糸と
して用いて、粗な 2次元織物（縦糸本数： 1インチ当り
50本、横糸本数： 1インチ当り50本））を作製した。
【００３２】一方、マトリックスの出発材料として、平
均粒径が 0.4μm の SiC粉末に、焼結助剤としてカーボ
ンを 2重量% とホウ素を 1重量% 加えたものを用意し、
これを溶媒中で湿式混合して、原料スラリーを作製し
た。
均粒径が 0.4μm の SiC粉末に、焼結助剤としてカーボ
ンを 2重量% とホウ素を 1重量% 加えたものを用意し、
これを溶媒中で湿式混合して、原料スラリーを作製し
た。
【００３３】次に、圧力鋳込み成形機の樹脂型内に、上
記強化繊維からなる 2次元織物を10層配置し、その上か
ら上記原料スラリーを充填した後、約 30kg/cm2 で 5分
間保持して、繊維織物含有 SiC成形体を作製した。な
お、強化繊維織物の配合量は、焼結後において複合焼結
体中の繊維の体積比が 40%となるように調製した。
記強化繊維からなる 2次元織物を10層配置し、その上か
ら上記原料スラリーを充填した後、約 30kg/cm2 で 5分
間保持して、繊維織物含有 SiC成形体を作製した。な
お、強化繊維織物の配合量は、焼結後において複合焼結
体中の繊維の体積比が 40%となるように調製した。
【００３４】この後、上記繊維織物含有 SiC成形体を、
乾燥および脱脂した後、カーボンモールドにつめ、400k
g/cm2 の圧力の下で、1900℃で 2時間保持して、ホット
プレス焼結した。このようにして得た繊維強化 SiC複合
焼結体の特性を実施例１と同様に測定した。その結果を
表１に併せて示す。
乾燥および脱脂した後、カーボンモールドにつめ、400k
g/cm2 の圧力の下で、1900℃で 2時間保持して、ホット
プレス焼結した。このようにして得た繊維強化 SiC複合
焼結体の特性を実施例１と同様に測定した。その結果を
表１に併せて示す。
【００３５】
【表１】 表１から明らかなように、各実施例による繊維強化複合
焼結体は、多量の強化繊維を複合しているにもかかわら
ず、高密度が得られており、かつ強度および破壊エネル
ギー共に優れていることが分かる。よって、摺動部材や
高温部材等として好適な、高強度で信頼性に優れた複合
強化セラミックスを提供することができる。
焼結体は、多量の強化繊維を複合しているにもかかわら
ず、高密度が得られており、かつ強度および破壊エネル
ギー共に優れていることが分かる。よって、摺動部材や
高温部材等として好適な、高強度で信頼性に優れた複合
強化セラミックスを提供することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合強化
セラミックスによれば、強化繊維として、耐熱性や高温
強度等に優れた SiC被覆繊維を少なくとも用いた織物を
用いており、多量配合を可能にしているため、高強度お
よび高破壊エネルギーが実現可能となる。従って、より
一層の高強度化および高信頼性化を図った、摺動部材や
高温部材等として好適な複合強化セラミックスを再現性
よく提供することが可能となる。
セラミックスによれば、強化繊維として、耐熱性や高温
強度等に優れた SiC被覆繊維を少なくとも用いた織物を
用いており、多量配合を可能にしているため、高強度お
よび高破壊エネルギーが実現可能となる。従って、より
一層の高強度化および高信頼性化を図った、摺動部材や
高温部材等として好適な複合強化セラミックスを再現性
よく提供することが可能となる。
【００３７】
フロントページの続き (72)発明者 周藤 千尋 神奈川県横浜市鶴見区末広町２の４ 株式 会社東芝京浜事業所内
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミックスからなるマトリックス内
に、強化繊維を複合してなる繊維強化複合セラミックス
であって、 前記強化繊維は、 2次元構造の織物として前記マトリッ
クス内に配置されていると共に、前記織物の縦糸および
横糸の少なくとも一方として、 SiC被膜を有する線径10
〜 200μm の SiC被覆繊維が用いられていることを特徴
とする繊維強化複合セラミックス。 - 【請求項２】 請求項１記載の繊維強化複合セラミック
スにおいて、 前記 2次元構造の織物の縦糸として、前記 SiC被覆繊維
を用いると共に、前記横糸として、線径15μm 以下のセ
ラミックス繊維または炭素繊維を用い、かつ前記織物
は、少なくとも前記縦糸を密にして織った構造を有する
ことを特徴とする繊維強化複合セラミックス。 - 【請求項３】 請求項１記載の繊維強化複合セラミック
スにおいて、 前記 2次元構造の織物は、その縦糸および横糸共に前記
SiC被覆繊維を用いていると共に、これら縦糸および横
糸を粗に織った構造を有することを特徴とする繊維強化
複合セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073360A JPH06287079A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 繊維強化複合セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073360A JPH06287079A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 繊維強化複合セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287079A true JPH06287079A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=13515934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5073360A Withdrawn JPH06287079A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 繊維強化複合セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06287079A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002362981A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-18 | Univ Hiroshima | セラミックス基複合材料の製造方法およびセラミックス基複合材料 |
| US7404922B2 (en) | 2001-04-03 | 2008-07-29 | Japan Science And Technology Corporation | Method for producing SiC fiber-reinforced SiC composite material by means of hot press |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5073360A patent/JPH06287079A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7404922B2 (en) | 2001-04-03 | 2008-07-29 | Japan Science And Technology Corporation | Method for producing SiC fiber-reinforced SiC composite material by means of hot press |
| JP2002362981A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-18 | Univ Hiroshima | セラミックス基複合材料の製造方法およびセラミックス基複合材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |