JPH06345533A - 低摩耗性炭素／炭素複合材料およびその製造方法 - Google Patents
低摩耗性炭素／炭素複合材料およびその製造方法Info
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- JPH06345533A JPH06345533A JP5133450A JP13345093A JPH06345533A JP H06345533 A JPH06345533 A JP H06345533A JP 5133450 A JP5133450 A JP 5133450A JP 13345093 A JP13345093 A JP 13345093A JP H06345533 A JPH06345533 A JP H06345533A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長時間使用での安全性をより高めるために、
種々の条件下においても摩耗量が少なく、安定した摩擦
係数を示す炭素繊維／炭素質マトリックス複合材料およ
びその製造方法を提供する。 【構成】 炭素／炭素複合材料が、炭素質マトリックス
中に、劈開性を持つケイ酸塩粉末が５〜３０重量％含有
されている。また、最終焼成温度を該ケイ酸塩と炭素と
の反応温度よりも５０〜２００℃低く設定する製造方
法。
種々の条件下においても摩耗量が少なく、安定した摩擦
係数を示す炭素繊維／炭素質マトリックス複合材料およ
びその製造方法を提供する。 【構成】 炭素／炭素複合材料が、炭素質マトリックス
中に、劈開性を持つケイ酸塩粉末が５〜３０重量％含有
されている。また、最終焼成温度を該ケイ酸塩と炭素と
の反応温度よりも５０〜２００℃低く設定する製造方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素繊維と炭素質マト
リックスからなる低摩耗性複合材料に関し、耐熱性、強
度、摩耗性等のすべてに優れた性能を有する炭素／炭素
複合材料およびその製造方法に関するものである。
リックスからなる低摩耗性複合材料に関し、耐熱性、強
度、摩耗性等のすべてに優れた性能を有する炭素／炭素
複合材料およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭素材料（ダイヤモンドを除く）は無定
型炭素と黒鉛に２分されるが、これらは各々成形体、繊
維等様々の形態のものがあり、その優れた耐熱性、化学
薬品に対する安定性、特異な電気的性質のため、近年そ
の利用分野は、ロケットノズル等の航空・宇宙材料から
心臓の人工弁等に至る広範囲に亘っており、適用分野は
ますます拡大する傾向が見られる。
型炭素と黒鉛に２分されるが、これらは各々成形体、繊
維等様々の形態のものがあり、その優れた耐熱性、化学
薬品に対する安定性、特異な電気的性質のため、近年そ
の利用分野は、ロケットノズル等の航空・宇宙材料から
心臓の人工弁等に至る広範囲に亘っており、適用分野は
ますます拡大する傾向が見られる。
【０００３】ところで従来の炭素質成形体は、コークス
を骨材とし、これにバインダーとしてタールやピッチを
混練した後に成形して焼成し、黒鉛化が必要な場合には
さらに２５００〜３０００℃での高温下で処理するとい
う工程を経て製造されてきた。しかし、これらの炭素材
料の分野においても、最近はファイン化の傾向が強くな
り、石油や石炭等の原料ベースに代わって、化学的組成
の明確に把握できる合成樹脂が炭素原料として用いられ
ることが多くなってきた。
を骨材とし、これにバインダーとしてタールやピッチを
混練した後に成形して焼成し、黒鉛化が必要な場合には
さらに２５００〜３０００℃での高温下で処理するとい
う工程を経て製造されてきた。しかし、これらの炭素材
料の分野においても、最近はファイン化の傾向が強くな
り、石油や石炭等の原料ベースに代わって、化学的組成
の明確に把握できる合成樹脂が炭素原料として用いられ
ることが多くなってきた。
【０００４】一方、高耐熱性、高強度の材料への要求が
高まるにつれて、炭素材料も複合化の方向へ移行しつつ
あり、炭素質マトリックスと強化用炭素繊維を複合した
炭素／炭素複合材料（Ｃ／Ｃ複合材料）の開発研究が行
なわれている。Ｃ／Ｃ複合材料は、軽量で、強度・弾
性率が高い、耐熱性、耐衝撃性に優れ、熱膨張係数が
小さい、耐酸化性を除くと化学的に安定である、とい
った他の複合材料には持ち得ない特性を兼ね備えている
ため、依然としてコスト高ではあるが、航空機のブレー
キ材料等を始めとして、従来鉄系材料が用いられていた
分野への使用が増えてきた。
高まるにつれて、炭素材料も複合化の方向へ移行しつつ
あり、炭素質マトリックスと強化用炭素繊維を複合した
炭素／炭素複合材料（Ｃ／Ｃ複合材料）の開発研究が行
なわれている。Ｃ／Ｃ複合材料は、軽量で、強度・弾
性率が高い、耐熱性、耐衝撃性に優れ、熱膨張係数が
小さい、耐酸化性を除くと化学的に安定である、とい
った他の複合材料には持ち得ない特性を兼ね備えている
ため、依然としてコスト高ではあるが、航空機のブレー
キ材料等を始めとして、従来鉄系材料が用いられていた
分野への使用が増えてきた。
【０００５】しかし、より一層の特性向上、特に長時間
使用での安全性をより高めるために、Ｃ／Ｃ複合材料の
摩耗を減らすことが望まれており、繊維の方向性や、マ
トリックス組織の改良が行なわれているが、摩耗特性と
コスト低減の両方を満足するＣ／Ｃ複合材料は得られて
いないのが現状である。
使用での安全性をより高めるために、Ｃ／Ｃ複合材料の
摩耗を減らすことが望まれており、繊維の方向性や、マ
トリックス組織の改良が行なわれているが、摩耗特性と
コスト低減の両方を満足するＣ／Ｃ複合材料は得られて
いないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、種々
の条件下においても摩耗量が少なく、安定した摩擦係数
を示す炭素／炭素複合材料およびその製造方法を提供し
ようとするものである。
情に着目してなされたものであって、その目的は、種々
の条件下においても摩耗量が少なく、安定した摩擦係数
を示す炭素／炭素複合材料およびその製造方法を提供し
ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、低摩耗性炭素
／炭素複合材料が、その炭素質マトリックス中に、劈開
性を持つケイ酸塩粉末、好ましくはイノケイ酸アルカリ
土類金属塩粉末を５〜３０重量％含有しているところに
要旨を有する。また、このような低摩耗性炭素／炭素複
合材料を、最終焼成温度を炭素とケイ酸塩の反応温度よ
りも５０〜２００℃低く設定して製造する方法は、本発
明の第２の要旨である。
／炭素複合材料が、その炭素質マトリックス中に、劈開
性を持つケイ酸塩粉末、好ましくはイノケイ酸アルカリ
土類金属塩粉末を５〜３０重量％含有しているところに
要旨を有する。また、このような低摩耗性炭素／炭素複
合材料を、最終焼成温度を炭素とケイ酸塩の反応温度よ
りも５０〜２００℃低く設定して製造する方法は、本発
明の第２の要旨である。
【０００８】
【作用】本発明者らは、Ｃ／Ｃ複合材料の摩擦試験後の
表面のミクロ観察を行なった結果、摩擦時のマトリック
スは剪断力を受けて粉状に脱落し、この摩耗粉が炭素繊
維に囲まれてできる凹部に入り込んで、潤滑剤的に働く
ことを明らかにした。しかし、この摩耗粉が、摩擦によ
る温度上昇のために酸化されたり、炭素繊維の摩耗に伴
って脱落飛散するため、それ以上摩耗の進行を抑制でき
ないことも本発明者等によって知見された。このような
知見から本発明者等は、劈開性を有する物質を炭素質マ
トリックスへ添加することによって、摩擦時における複
合材料の摩耗量を著しく低減させることを試み、本発明
に到達したものである。以下、本発明を詳細に説明す
る。
表面のミクロ観察を行なった結果、摩擦時のマトリック
スは剪断力を受けて粉状に脱落し、この摩耗粉が炭素繊
維に囲まれてできる凹部に入り込んで、潤滑剤的に働く
ことを明らかにした。しかし、この摩耗粉が、摩擦によ
る温度上昇のために酸化されたり、炭素繊維の摩耗に伴
って脱落飛散するため、それ以上摩耗の進行を抑制でき
ないことも本発明者等によって知見された。このような
知見から本発明者等は、劈開性を有する物質を炭素質マ
トリックスへ添加することによって、摩擦時における複
合材料の摩耗量を著しく低減させることを試み、本発明
に到達したものである。以下、本発明を詳細に説明す
る。
【０００９】本発明のＣ／Ｃ複合材料は、劈開性を有す
るケイ酸塩が含まれることが必須要件である。ケイ酸塩
は、摩擦時に潤滑作用を発揮し、しかも炭素質の酸化を
緩慢にする働きを有する。ケイ酸塩には多種の構造があ
るが、劈開性を有していれば特にその構造や組成は限定
されない。特にイノケイ酸塩、より好ましくはイノケイ
酸のアルカリ土類金属塩が使用される。具体的には、Ｃ
ａＳｉＯ3 、ＢａＳｉＯ3 、ＭｇＳｉＯ3 等の他、Ｍｇ
2 ＳｉＯ4 も６００〜７００℃を超える熱処理でＭｇＳ
ｉＯ3 に変わるため、使用することができる。最も摩耗
量低減効果のあるイノケイ酸塩はＣａＳｉＯ3 、ＭｇＳ
ｉＯ3 である。これらのイノケイ酸塩はその固有の結晶
構造から劈開性を有していて、摩擦時に、破壊面が摩擦
面に対して平行に劈開していくことにより潤滑作用を発
揮して、Ｃ／Ｃ複合材料の摩耗量を大きく低減させるも
のと考えられる。
るケイ酸塩が含まれることが必須要件である。ケイ酸塩
は、摩擦時に潤滑作用を発揮し、しかも炭素質の酸化を
緩慢にする働きを有する。ケイ酸塩には多種の構造があ
るが、劈開性を有していれば特にその構造や組成は限定
されない。特にイノケイ酸塩、より好ましくはイノケイ
酸のアルカリ土類金属塩が使用される。具体的には、Ｃ
ａＳｉＯ3 、ＢａＳｉＯ3 、ＭｇＳｉＯ3 等の他、Ｍｇ
2 ＳｉＯ4 も６００〜７００℃を超える熱処理でＭｇＳ
ｉＯ3 に変わるため、使用することができる。最も摩耗
量低減効果のあるイノケイ酸塩はＣａＳｉＯ3 、ＭｇＳ
ｉＯ3 である。これらのイノケイ酸塩はその固有の結晶
構造から劈開性を有していて、摩擦時に、破壊面が摩擦
面に対して平行に劈開していくことにより潤滑作用を発
揮して、Ｃ／Ｃ複合材料の摩耗量を大きく低減させるも
のと考えられる。
【００１０】これらのケイ酸塩は、炭素質マトリックス
中５〜３０重量％の使用が適正範囲である。５重量％よ
り少ないとケイ酸塩の添加効果が発現せず、３０重量％
より多く使用すると、ケイ酸塩と炭素質マトリックスの
間に相溶性がないことから複合材料としての強度低下が
著しくなり、摩擦係数が不安定となって好ましくない。
また、ケイ酸塩は、炭素質マトリックスとのモース硬度
差が３以内のものが好ましい。炭素質マトリックスより
ケイ酸塩のモース硬度が３を超えて低いと摩擦時にケイ
酸塩が研削されて摩耗量が増大し、炭素質マトリックス
のモース硬度の方がケイ酸塩よりも３を超えて低い場合
には、ケイ酸塩が炭素質マトリックスを研削摩耗させて
しまうためである。
中５〜３０重量％の使用が適正範囲である。５重量％よ
り少ないとケイ酸塩の添加効果が発現せず、３０重量％
より多く使用すると、ケイ酸塩と炭素質マトリックスの
間に相溶性がないことから複合材料としての強度低下が
著しくなり、摩擦係数が不安定となって好ましくない。
また、ケイ酸塩は、炭素質マトリックスとのモース硬度
差が３以内のものが好ましい。炭素質マトリックスより
ケイ酸塩のモース硬度が３を超えて低いと摩擦時にケイ
酸塩が研削されて摩耗量が増大し、炭素質マトリックス
のモース硬度の方がケイ酸塩よりも３を超えて低い場合
には、ケイ酸塩が炭素質マトリックスを研削摩耗させて
しまうためである。
【００１１】上記ケイ酸塩を含むＣ／Ｃ複合材料を製造
する方法としては、ケイ酸塩による含浸時のフィルター
詰まりを起こさない様に、例えば特開昭６３−６０１５
４号に記載されたプリフォーム体製造方法の採用が推奨
される。本発明で炭素質マトリックス源となる熱硬化性
樹脂は、熱処理によって炭素化し得るものであれば特に
制限されないが、好ましいものとしてはフェノール系樹
脂、フラン系樹脂、エポキシ系樹脂等である。また、炭
素質マトリックスに、炭素粉、黒鉛粉、メソフェーズ粉
末を用いることももちろん可能である。これら炭素質マ
トリックス源の種類に応じて、最適の有機溶剤を選択
し、所定量のケイ酸塩を混合分散させ、後述の炭素繊維
（例えば不織布）に含浸させた後に、焼成を行なって炭
化することによってＣ／Ｃ複合材料を得ることができ
る。
する方法としては、ケイ酸塩による含浸時のフィルター
詰まりを起こさない様に、例えば特開昭６３−６０１５
４号に記載されたプリフォーム体製造方法の採用が推奨
される。本発明で炭素質マトリックス源となる熱硬化性
樹脂は、熱処理によって炭素化し得るものであれば特に
制限されないが、好ましいものとしてはフェノール系樹
脂、フラン系樹脂、エポキシ系樹脂等である。また、炭
素質マトリックスに、炭素粉、黒鉛粉、メソフェーズ粉
末を用いることももちろん可能である。これら炭素質マ
トリックス源の種類に応じて、最適の有機溶剤を選択
し、所定量のケイ酸塩を混合分散させ、後述の炭素繊維
（例えば不織布）に含浸させた後に、焼成を行なって炭
化することによってＣ／Ｃ複合材料を得ることができ
る。
【００１２】本発明では、炭化（もしくは黒鉛化）の際
の最終焼成温度を、用いるケイ酸塩と炭素との反応温度
から５０〜２００℃低く設定することが好ましい。例え
ば炭素とイノケイ酸Ｃａ塩の反応温度は１２５０℃であ
るので、最終焼成は１０５０〜１２００℃が適正範囲と
なり、イノケイ酸Ｍｇ塩では炭素との反応温度が１１６
０℃であるので、適正焼成温度は９６０〜１１１０℃と
なる。５０℃以内の低減では、ケイ酸塩が炭素の還元反
応によって生成した酸素と反応し、ケイ酸塩の性質が変
わるため好ましくない。また２００℃を超えて低くする
と、炭化温度が低過ぎて、生成する炭素質マトリックス
の結晶形態が性能に劣ったものとなるため好ましくな
い。
の最終焼成温度を、用いるケイ酸塩と炭素との反応温度
から５０〜２００℃低く設定することが好ましい。例え
ば炭素とイノケイ酸Ｃａ塩の反応温度は１２５０℃であ
るので、最終焼成は１０５０〜１２００℃が適正範囲と
なり、イノケイ酸Ｍｇ塩では炭素との反応温度が１１６
０℃であるので、適正焼成温度は９６０〜１１１０℃と
なる。５０℃以内の低減では、ケイ酸塩が炭素の還元反
応によって生成した酸素と反応し、ケイ酸塩の性質が変
わるため好ましくない。また２００℃を超えて低くする
と、炭化温度が低過ぎて、生成する炭素質マトリックス
の結晶形態が性能に劣ったものとなるため好ましくな
い。
【００１３】次に強化材として用いられる炭素繊維は、
メソフェーズピッチ等を原料とするものであってもかま
わないが、より好ましいのはポリアクリロニトリル（Ｐ
ＡＮ）等の有機繊維を炭素化、必要によりさらに黒鉛化
して得られるものである。この炭素繊維は、熱硬化性樹
脂溶液に含浸する前に炭素繊維化されたものを使用する
のが最も一般的であるが、場合によってはＰＡＮ等の有
機質繊維の状態で含浸し、含浸樹脂を炭化・黒鉛化する
際に該繊維を同時に炭化・黒鉛化することも可能であ
る。
メソフェーズピッチ等を原料とするものであってもかま
わないが、より好ましいのはポリアクリロニトリル（Ｐ
ＡＮ）等の有機繊維を炭素化、必要によりさらに黒鉛化
して得られるものである。この炭素繊維は、熱硬化性樹
脂溶液に含浸する前に炭素繊維化されたものを使用する
のが最も一般的であるが、場合によってはＰＡＮ等の有
機質繊維の状態で含浸し、含浸樹脂を炭化・黒鉛化する
際に該繊維を同時に炭化・黒鉛化することも可能であ
る。
【００１４】また炭素繊維と有機繊維を併用し、含浸樹
脂を炭化・黒鉛化する際に有機繊維をも炭化・黒鉛化す
る方法を採用することもできる。この様に有機繊維と炭
素繊維を併用すると、樹脂含浸時の含浸が容易になる反
面、強化繊維自体としての強化効果は有機繊維の併用量
の増大に伴い低下する傾向がある。従って、強化繊維と
しての強度特性に悪影響を及ぼすことなく含浸性を高め
るには、炭素繊維と有機繊維を重量比で５０／５０〜９
５／５、より好ましくは８０／２０〜９０／１０の範囲
で併用することが望まれる。
脂を炭化・黒鉛化する際に有機繊維をも炭化・黒鉛化す
る方法を採用することもできる。この様に有機繊維と炭
素繊維を併用すると、樹脂含浸時の含浸が容易になる反
面、強化繊維自体としての強化効果は有機繊維の併用量
の増大に伴い低下する傾向がある。従って、強化繊維と
しての強度特性に悪影響を及ぼすことなく含浸性を高め
るには、炭素繊維と有機繊維を重量比で５０／５０〜９
５／５、より好ましくは８０／２０〜９０／１０の範囲
で併用することが望まれる。
【００１５】炭素繊維（またはこれと有機繊維）の形態
としては、ランダムに混合した不織布状、あるいは織編
物状のいずれであってもよいが、不織布として用いる場
合は全体に亘ってより均質かつ高強度特性の複合体を得
るために、繊維長さが１０〜２００ｍｍ程度のものを使
用することが望まれる。繊維長さが１０ｍｍ未満の短繊
維では、特に動的強度の強化効果が不充分になることが
あり、一方２００ｍｍを超える長繊維になると、複合材
料料中における強化繊維の分布にばらつきが生じ易くな
り、均質な物性が得にくくなる。
としては、ランダムに混合した不織布状、あるいは織編
物状のいずれであってもよいが、不織布として用いる場
合は全体に亘ってより均質かつ高強度特性の複合体を得
るために、繊維長さが１０〜２００ｍｍ程度のものを使
用することが望まれる。繊維長さが１０ｍｍ未満の短繊
維では、特に動的強度の強化効果が不充分になることが
あり、一方２００ｍｍを超える長繊維になると、複合材
料料中における強化繊維の分布にばらつきが生じ易くな
り、均質な物性が得にくくなる。
【００１６】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明の構成および作用
効果をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記
実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣
旨に適合し得る範囲で変更して実施することも可能であ
り、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
効果をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記
実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣
旨に適合し得る範囲で変更して実施することも可能であ
り、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１７】実施例１ 直径７μｍのポリアクリロニトリル系炭素繊維の６００
０本束を２５ｍｍ長さにカットし、同形状のポリアクリ
ロニトリル有機繊維と９０：１０の重量比となる様にｎ
カード機にて目付１００ｇ／ｍ2 の不織布を作成した。
次に、フェノール樹脂（平均分子量：３０００）の５０
重量％メタノール溶液に、ＭｇＳｉＯ3をフェノール樹
脂に対して２０重量％となる様に添加して樹脂とケイ酸
塩の混合溶液を作成した。上記不織布１枚に対して２倍
の重量の混合溶液を不織布上に塗布し、折り込みなが
ら、２０層になるまで不織布と樹脂の層を繰り返し積層
した。この積層物をニードルパンチで締め込み、さらに
この作業を５回繰り返し、８０℃で乾燥しプリプレグを
得た。このプリプレグを熱板プレス法で成形した後、不
活性ガス雰囲気中で毎時１０℃の昇温速度で１０００℃
まで昇温して加熱焼成した。さらにピッチを真空含浸し
た後、熱間静水圧プレスにより７００℃以下で高圧含浸
炭化処理し、１１００℃で最終焼成を行ない（ＭｇＳｉ
Ｏ3 と炭素の反応温度１１６０℃）、３００ｍｍ×３０
０ｍｍ×１２ｍｍ厚のＣ／Ｃ複合材料を得た。
０本束を２５ｍｍ長さにカットし、同形状のポリアクリ
ロニトリル有機繊維と９０：１０の重量比となる様にｎ
カード機にて目付１００ｇ／ｍ2 の不織布を作成した。
次に、フェノール樹脂（平均分子量：３０００）の５０
重量％メタノール溶液に、ＭｇＳｉＯ3をフェノール樹
脂に対して２０重量％となる様に添加して樹脂とケイ酸
塩の混合溶液を作成した。上記不織布１枚に対して２倍
の重量の混合溶液を不織布上に塗布し、折り込みなが
ら、２０層になるまで不織布と樹脂の層を繰り返し積層
した。この積層物をニードルパンチで締め込み、さらに
この作業を５回繰り返し、８０℃で乾燥しプリプレグを
得た。このプリプレグを熱板プレス法で成形した後、不
活性ガス雰囲気中で毎時１０℃の昇温速度で１０００℃
まで昇温して加熱焼成した。さらにピッチを真空含浸し
た後、熱間静水圧プレスにより７００℃以下で高圧含浸
炭化処理し、１１００℃で最終焼成を行ない（ＭｇＳｉ
Ｏ3 と炭素の反応温度１１６０℃）、３００ｍｍ×３０
０ｍｍ×１２ｍｍ厚のＣ／Ｃ複合材料を得た。
【００１８】この複合材料を機械加工して、１００ｍｍ
φ×６０ｍｍφ×１０ｍｍ厚のドーナツ形状のもの２枚
を組み合わせてブレーキ試験サンプルとした。試験条件
を周速５〜５０ｍ／秒の範囲とし、１０水準について１
０回繰り返して試験を行ない、試験前後の重量変化から
摩耗量を測定し、表１に示した。また、嵩密度および曲
げ強度の評価結果も併記した。
φ×６０ｍｍφ×１０ｍｍ厚のドーナツ形状のもの２枚
を組み合わせてブレーキ試験サンプルとした。試験条件
を周速５〜５０ｍ／秒の範囲とし、１０水準について１
０回繰り返して試験を行ない、試験前後の重量変化から
摩耗量を測定し、表１に示した。また、嵩密度および曲
げ強度の評価結果も併記した。
【００１９】実施例２〜３ ケイ酸塩としてＣａＳｉＯ3 を用い、表１に示した添加
量とした以外は実施例と同様にしてＣ／Ｃ複合材料を得
た。評価結果を表１に示した（最終焼成温度は１１００
℃）。 比較例１〜２ ケイ酸塩の変わりに黒鉛粉末、およびＳｉＣを実施例１
と同量添加した以外は実施例と同様にしてＣ／Ｃ複合材
料を得た。評価結果を表１に示した。
量とした以外は実施例と同様にしてＣ／Ｃ複合材料を得
た。評価結果を表１に示した（最終焼成温度は１１００
℃）。 比較例１〜２ ケイ酸塩の変わりに黒鉛粉末、およびＳｉＣを実施例１
と同量添加した以外は実施例と同様にしてＣ／Ｃ複合材
料を得た。評価結果を表１に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１から明らかなように、本発明実施例の
ものは摩耗量が少ないのに対し、比較例１は実施例３の
１６倍もの摩耗量を示し、比較例は試験の続行が不可能
になるほど摩耗量が多かった。
ものは摩耗量が少ないのに対し、比較例１は実施例３の
１６倍もの摩耗量を示し、比較例は試験の続行が不可能
になるほど摩耗量が多かった。
【００２２】実施例４〜５ 実施例１において、ＭｇＳｉＯ3 の代わりにＣａＳｉＯ
3 （反応温度１２５０℃）を用い、最終焼成温度を１２
００℃（実施例４）、１０５０℃（実施例５）とした。
評価結果を表２に示した。 比較例３〜４ 実施例４と同じ系で、最終焼成温度を１３００℃（比較
例３）、９００℃（比較例４）とした結果を表２に示し
た。
3 （反応温度１２５０℃）を用い、最終焼成温度を１２
００℃（実施例４）、１０５０℃（実施例５）とした。
評価結果を表２に示した。 比較例３〜４ 実施例４と同じ系で、最終焼成温度を１３００℃（比較
例３）、９００℃（比較例４）とした結果を表２に示し
た。
【００２３】
【表２】
【００２４】反応温度１２５０℃より５０〜２００℃低
い温度で焼成した実施例４〜５は摩耗量、曲げ強度とも
優れているのに対し、反応温度より高い温度で焼成した
比較例３や、３００℃低い温度で焼成した比較例４は、
曲げ強度、摩耗量とも劣ったものとなった。
い温度で焼成した実施例４〜５は摩耗量、曲げ強度とも
優れているのに対し、反応温度より高い温度で焼成した
比較例３や、３００℃低い温度で焼成した比較例４は、
曲げ強度、摩耗量とも劣ったものとなった。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、炭
素質マトリックス中に劈開性を有するケイ酸塩を所定量
含有させることによって、摩耗量の少ない、すなわち耐
久性に優れた炭素／炭素複合材料を提供し得ることにな
った。また、この複合材料は非常に優れた耐久性の他、
耐熱性や強度にも優れているので、例えばブレーキ材、
クラッチ材等を始めとして高温条件下で高レベルの静的
・動的強度が要求される用途に最適である。
素質マトリックス中に劈開性を有するケイ酸塩を所定量
含有させることによって、摩耗量の少ない、すなわち耐
久性に優れた炭素／炭素複合材料を提供し得ることにな
った。また、この複合材料は非常に優れた耐久性の他、
耐熱性や強度にも優れているので、例えばブレーキ材、
クラッチ材等を始めとして高温条件下で高レベルの静的
・動的強度が要求される用途に最適である。
Claims (4)
- 【請求項１】 炭素繊維と炭素質マトリックスが複合さ
れた炭素／炭素複合材料において、炭素質マトリックス
中に、劈開性を持つケイ酸塩粉末が５〜３０重量％含有
されていることを特徴とする低摩耗性炭素／炭素複合材
料。 - 【請求項２】 ケイ酸塩が、アルカリ土類金属塩である
請求項１に記載の低摩耗性炭素／炭素複合材料。 - 【請求項３】 ケイ酸塩がイノケイ酸塩である請求項１
または２に記載の低摩耗性炭素／炭素複合材料。 - 【請求項４】 請求項１〜３に記載の炭素／炭素複合材
料を製造するに当たり、最終焼成温度をケイ酸塩と炭素
との反応温度よりも５０〜２００℃低く設定することを
特徴とする低摩耗性炭素／炭素複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5133450A JPH06345533A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 低摩耗性炭素／炭素複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5133450A JPH06345533A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 低摩耗性炭素／炭素複合材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06345533A true JPH06345533A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15105065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5133450A Withdrawn JPH06345533A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 低摩耗性炭素／炭素複合材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06345533A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291449A (ja) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Honda Motor Co Ltd | 摩擦係合装置用摩擦部材およびその製造方法 |
| JP2009227565A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Hitachi Chem Co Ltd | 炭素繊維強化炭化ケイ素複合材及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP5133450A patent/JPH06345533A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291449A (ja) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Honda Motor Co Ltd | 摩擦係合装置用摩擦部材およびその製造方法 |
| US7832529B2 (en) | 2004-04-02 | 2010-11-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Friction member for frictional engagement device and method for producing the same |
| JP2009227565A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Hitachi Chem Co Ltd | 炭素繊維強化炭化ケイ素複合材及びその製造方法 |
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