JPH0859377A - 炭素繊維強化炭素複合材の耐酸化処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 材質強度の低下を伴うことなく、高温酸化性
雰囲気において優れた酸化抵抗を示す、Ｃ／Ｃ複合材の
耐酸化処理法を提供すること。 【構成】 Ｃ／Ｃ複合基材面に、Ｓｉアルコキシドおよ
び熱硬化性樹脂液にアルコールを加えて均一に混合した
のち加水分解して得られるＳｉＣ有機前駆体溶液を含浸
し、非酸化性雰囲気中で熱処理してコンバージョン法に
よりＳｉＣ被膜を形成する第１被覆工程、ＣＶＤ法ある
いはパルスＣＶＩ法により気相析出させてセラミックス
質被膜を形成する第２被覆工程、アルコキシド法で得ら
れるガラス前駆体溶液を含浸したのち加熱処理してガラ
ス質被膜を形成する第３被覆工程、を順次に施すＣ／Ｃ
複合材の耐酸化処理法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温酸化性雰囲気にお
いて優れた酸化抵抗性を示す炭素繊維強化炭素複合材
（以下「Ｃ／Ｃ複合材」という。）の耐酸化処理法に関
する。

【０００２】Ｃ／Ｃ複合材は、１０００℃以上の高温に
おいても高度の比強度、比弾性率を維持し、かつ低い熱
膨張率を示す等の特異な性質を有する材料であり、航空
宇宙用の部材をはじめ広い分野において各種の構造材料
として注目されている。しかし、Ｃ／Ｃ複合材を含め炭
素材料は一般に５００℃以上の大気雰囲気下では酸化が
進行して、物理的、化学的性質が損なわれる関係で高温
大気中での使用は極く短時間に限られる材質上の欠点が
ある。このため、Ｃ／Ｃ複合材の表面に耐酸化性の被覆
を施して改質化する試みが従来から盛んに行われてい
る。このうち、被覆層の形成操作、性状特性など技術
的、経済的な面からＳｉＣの被膜形成が最も工業性に適
している。

【０００３】従来、Ｃ／Ｃ複合材の表面にＳｉＣ被膜を
形成する方法として、気相反応により生成するＳｉＣを
直接沈着させるＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）と、Ｃ／
Ｃ複合材の炭素を反応源に利用してＳｉＯガスと反応さ
せることによりＳｉＣに転化させるコンバージョン法が
知られている。前者のＣＶＤ法によればＣ／Ｃ複合基材
面に緻密なＳｉＣ被膜を形成することができるが、Ｃ／
Ｃ複合基材とＳｉＣ被膜の界面が明確に分離している関
係で熱衝撃を与えると層間剥離現象が起こり易く、また
層界面にクラックが発生する等の現象が多発し易い。こ
の現象は、主にＣ／Ｃ複合基材とＳｉＣ被膜層との熱膨
張差が大きく、最大歪みが追随できないことに起因する
ものであるため、Ｃ／Ｃ複合基材面をＳｉＣの熱膨張率
に近似するように改質すれば軽減化させることができ
る。このような観点から、Ｃ／Ｃ複合基材面に気相熱分
解法により熱分解炭素層を形成し、ついでＣＶＤまたは
ＣＶＩ法でＳｉＣを被覆する方法（特開平２−111681号
公報) が提案されているが、十分な効果は期待できな
い。

【０００４】これに対し、後者のＣ／Ｃ複合基材の炭素
を反応源に利用してＳｉＯガスと反応させることにより
ＳｉＣに転化させるコンバージョン法は、基材の表層部
が連続組織としてＳｉＣ層を形成する傾斜機能材質とな
るため界面剥離を生じることはない。一般にコンバージ
ョン法は、石英、珪石、珪砂等のＳｉＯ₂ 含有粉末とコ
ークス、ピッチ、黒鉛、カーボンブラック等の炭素質粉
末とを混合し、これを加熱反応することによりＳｉＯガ
スを発生させ、このＳｉＯガスとＣ／Ｃ複合材を反応さ
せることにより、Ｃ／Ｃ基材をＳｉＣに転化させる方法
（特開平１−252578号公報）で行われる。しかしなが
ら、コンバージョン法により形成されるＳｉＣ層はＣＶ
Ｄ法に比べて緻密性に劣るうえ、反応時、被覆層に微小
なクラックが発生して耐酸化性が低下する問題がある。

【０００５】このような問題の解消を図るため、本出願
人は、例えばＣ／Ｃ複合基材面にコンバージョン法で形
成したＳｉＣ被覆層に、さらにＳｉＯ₂ 微粒被覆層を介
してＳｉＯ₂ 、Ｂ₂ Ｏ₃ 等のガラス被覆層を形成する耐
酸化性Ｃ／Ｃ材とその製造方法（特開平４−42883 号公
報）、コンバージョン法で形成したＳｉＣ被膜からなる
第１被覆層、アモルファス質または微細多結晶質ＳｉＣ
被膜からなる第２被覆層およびＢ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ ガラ
ス被膜からなる第３被覆層を積層形成した耐酸化性Ｃ／
Ｃ複合材（特開平４−243989号公報）、あるいはコンバ
ージョン法で形成したＳｉＣ被膜からなる内層、ＳｉＯ
₂ 微粒子被膜からなる中間層、Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ も
しくはＢ₂ Ｏ₃ −Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ のガラス被膜か
らなる外層が積層被覆された耐酸化性Ｃ／Ｃ複合材（特
開平５−43366 号公報）などを開発し、提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の先行技術においては、コンバージョン法により形成さ
れる第１被覆層のＳｉＣ被膜の膜厚を均一にすることが
困難であるために、膜厚のばらつきが大きくなり、十分
な耐酸化機能を付与するためには１００μm 以上の被膜
を形成する必要があった。その結果、Ｃ／Ｃ複合基材表
層部のうちＳｉＣ被膜に転化する割合が大きくなり、Ｃ
／Ｃ複合材の強度が低下するという問題点があった。更
に、Ｃ／Ｃ複合材の形状が複雑になると、均一にＳｉＣ
被膜を形成することが困難となる欠点もあった。

【０００７】本発明の目的は、これらの問題点の解消を
図ることにあり、強度低下を伴うことなく、複雑形状の
Ｃ／Ｃ複合材に対しても高温酸化性雰囲気において長期
に亘り安定した耐酸化性を発揮することができるＣ／Ｃ
複合材の耐酸化処理法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるＣ／Ｃ複合材の耐酸化処理法は、炭素
繊維をマトリックス樹脂とともに複合成形し、硬化およ
び焼成炭化処理して得られる炭素繊維強化炭素複合材を
基材とし、該基材の表面にＳｉアルコキシドおよび熱硬
化性樹脂液にアルコールを加えて均一に混合したのち加
水分解して得られるＳｉＣ有機前駆体溶液を含浸し、非
酸化性雰囲気中で熱処理してコンバージョン法によりＳ
ｉＣ被膜を形成する第１被覆工程、ＣＶＤ法あるいはパ
ルスＣＶＩ法により気相析出させてセラミックス質被膜
を形成する第２被覆工程、およびアルコキシド法で得ら
れるガラス前駆体溶液を含浸したのち加熱処理してガラ
ス質被膜を形成する第３被覆工程、を順次施すことをこ
とを構成上の特徴とする。

【０００９】Ｃ／Ｃ複合基材を構成する炭素繊維には、
ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、ピッチ系など各
種原料から製造された平織、綾織などの織布、フェルト
あるいはトウが使用され、マトリックス樹脂としてはフ
ェノール系、フラン系その他炭化性の良好な液状熱硬化
性樹脂が用いられる。炭素繊維は、これらのマトリック
ス樹脂液を含浸して、十分に濡らしたのち半硬化してプ
リプレグを形成し、次いで積層加圧成形する。成形体は
加熱して樹脂成分を完全に硬化し、引き続き焼成炭化処
理または更に黒鉛化してＣ／Ｃ複合基材を得る。このＣ
／Ｃ複合基材は、必要に応じてマトリックス樹脂液を含
浸、硬化、炭化する処理を反復して組織の緻密化が図ら
れる。

【００１０】上記のＣ／Ｃ複合基材の表面にコンバージ
ョンによるＳｉＣ被膜を形成する第１被覆工程は、Ｓｉ
アルコキシドおよび熱硬化性樹脂液にアルコールを加え
て均一に混合したのち加水分解して得られるＳｉＣ有機
前駆体溶液をＣ／Ｃ複合基材に含浸し、不活性雰囲気中
で熱処理する方法で行われる。ＳｉＯ₂ 源原料となるＳ
ｉアルコキシドとしては、テトラメトキシシランＳｉ
（ＯＣＨ₃ ）₄ やテトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ₂ Ｈ
₅ ）₄ などが、また、炭素源原料となる熱硬化性樹脂液
としては、フェノール樹脂、フラン樹脂などの初期縮合
物が用いられる。これらの原料はメタノール、エタノー
ル等のアルコールを溶媒として混合溶解したのち、撹拌
しながら水を添加して加水分解を行うことにより、Ｓｉ
Ｏ₂ 成分とＣ成分とが微細かつ均質に混合、分散したＳ
ｉＣ有機前駆体溶液が調製される。なお、Ｓｉアルコキ
シドと熱硬化性樹脂液の割合は、ＳｉＯ₂ ：Ｃのモル比
に換算して、１：１〜４の範囲になるように混合するこ
とが好ましい。

【００１１】次いで、このＳｉＣ有機前駆体溶液を、浸
漬あるいは塗布などの方法によりＣ／Ｃ複合基材に含浸
したのち、７０〜２００℃の温度で硬化し、更に窒素、
アルゴンなどの非酸化性雰囲気中１６００〜１９００℃
の温度範囲で熱処理される。この熱処理によりＳｉＣ有
機前駆体溶液から反応生成したＳｉＯガスがＣ／Ｃ複合
基材を構成する炭素組織と反応して表層部にＳｉＣ被膜
が形成される。この場合、形成するＳｉＣ被膜の膜厚
は、Ｃ／Ｃ複合材の強度低下を抑止するために好ましく
は３０〜７０μm の範囲に調整される。

【００１２】第２被覆工程は、前記ＳｉＣ被膜を形成し
たＣ／Ｃ複合材にＣＶＤ法あるいはパルスＣＶＩ法を適
用して気相析出させる方法により、セラミックス質被膜
を形成する工程である。形成するセラミックス質被膜の
材質は、ＣＶＤ法やパルスＣＶＩ法により析出可能な物
質のうち、特に本発明の目的にはＳｉまたはＺｒの炭化
物もしくは窒化物が適している。ＣＶＤ装置あるいはパ
ルスＣＶＩ装置の反応室にＣ／Ｃ複合材をセットし、所
定温度に加熱したのち、ＳｉやＺｒの有機ハロゲン化
物、炭化水素、水素、アンモニアなどの原料ガスを充填
して気相反応させることにより、セラミックス質の被膜
が形成される。この場合、第１被覆工程で形成したＳｉ
Ｃ被膜との密着性を高めるために、反応室の真空排気、
原料ガスの瞬間導入および原料ガスの反応を短周期の減
圧、昇圧下で間欠的に繰り返し行うパルスＣＶＩ法を適
用することが望ましい。

【００１３】第３被覆工程は、Ｓｉアルコキシドにアル
コールを加えて撹拌混合した溶液にＨＣｌ水溶液、又は
Ａｌ塩を溶解したＨＣｌ水溶液を滴下し、加水分解する
アルコキシド法によりＳｉＯ₂ 、あるいはＡｌ₂ Ｏ₃ −
ＳｉＯ₂ ガラス前駆体溶液を調製し、この中に上記第１
および第２被覆工程による被膜を形成したＣ／Ｃ複合材
を浸漬して含浸し、風乾したのち１００℃で乾燥する。
次いで、Ｂ( ＯＣ₄ Ｈ₉)₃ 溶液中に浸漬して減圧下に含
浸させ、風乾して加水分解した後、更に不活性雰囲気中
１０００℃以上の温度で加熱処理することによりガラス
質被膜を形成する方法で行われる。なお、本発明の目的
には、ガラス質被膜としてＡｌ₂ Ｏ₃ 、Ｂ₂ Ｏ₃ および
ＳｉＯ₂ の組成からなる複合体が好ましい。

【００１４】

【作用】本発明によれば、第１被覆工程におけるコンバ
ージョン法によるＳｉＣ被膜形成は、ＳｉＯガス発生用
のＳｉＯ₂ 源およびＣ源としてＳＩＣ有機前駆体溶液を
用いるものであるから、Ｃ／Ｃ複合基材表面に均一に含
浸することができ、かつ含浸量を調節することも容易で
ある。したがって、形成されるＳｉＣ被膜の膜厚を正確
に制御することができると共に均一な膜厚の被膜形成が
可能となる。その結果、ＳｉＯ₂ 源およびＣ源として混
合粉末を用いる従来の方法に比べて、膜厚精度を格段に
向上させることができ、膜厚のばらつきは従来法の１５
０〜３００μm に比べて２０〜４０μm の範囲で制御す
ることが可能となる。

【００１５】したがって、形成するＳｉＣ被膜を薄膜化
することが可能となり、第２被覆工程で形成するセラミ
ックス質被膜との間に生じる熱応力の緩和に効果的に機
能すると共に、Ｃ／Ｃ複合材の強度低下を抑止すること
ができる。更に、複雑形状を有するＣ／Ｃ複合材であっ
ても均一に含浸することができるため、均一な膜厚のＳ
ｉＣ被膜形成が可能となる。

【００１６】また、第２被覆工程で形成するセラミック
ス被膜は、第１被覆工程で形成したＳｉＣ被膜表面に生
じる幅数μm 程度の微細クラックやピンホールを充填、
目詰めし、更に、第３被覆工程でガラス質被膜を形成す
ることによりクラックやピンホールを充填封止して、最
終的に外面を無孔構造にして大気とＣ／Ｃ複合材を完全
に遮断するバリア機能が付与される。

【００１７】このようにして、Ｃ／Ｃ複合材の材質強度
の低下を伴うことなく、また複雑形状のＣ／Ｃ複合材に
対しても優れた耐酸化性能を示す被膜形成が可能とな
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。

【００１９】実施例１ (1) Ｃ／Ｃ複合基材の作製 ポリアクリロニトリル系高弾性タイプの平織炭素繊維布
にフェノール樹脂初期縮合物のマトリックス樹脂液を十
分に塗布し、４８時間風乾してプリプレグシートを作製
した。このプリプレグシート１６枚を積層してモールド
に入れ、温度１１０℃、圧力２０kg/cm²で複合成形し
た。次いで、成形体を２５０℃の温度に加熱して完全に
硬化したのち、Ｎ₂ 雰囲気に保持された焼成炉に移し、
５℃/hr の昇温速度で２０００℃まで加熱し、５時間保
持して焼成炭化した。このようにして、炭素繊維の体積
含有率（Ｖｆ）６５％、嵩密度１．６５g/cm³ のＣ／Ｃ
複合基材を作製した。

【００２０】(2) 第１被覆工程 テトラエトキシシラン〔Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ 〕とエタ
ノールをモル比１：２の割合で混合し、混合溶液中にＳ
ｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ １モルに対してフェノール樹脂を１
モルの割合で添加し、室温で還流撹拌を行った。この混
合溶液に、Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ １モルに対して２モル
量の水と０．２モル量のＨＣｌの混合水溶液を滴下し、
引き続き１時間撹拌して褐色透明のＳｉＣ有機前駆体溶
液を調製した。このＳｉＣ有機前駆体溶液中に、前記Ｃ
／Ｃ複合基材を１５分間浸漬し、３時間風乾したのち１
００℃の温度で乾燥した。次いで、このＣ／Ｃ複合基材
を黒鉛坩堝に入れて電気炉内に移し、内部をアルゴンガ
スで十分に置換したのち、５０℃／hrの昇温速度で１８
５０℃に加熱し、１時間保持してＣ／Ｃ複合基材の表面
にＳｉＣ被膜を形成した。形成されたＳｉＣ被膜の膜厚
は５０μm であったが、その表面には幅数μm の微細な
クラックの発生が認められた。

【００２１】(3) 第２被覆工程 第１被覆工程によりＳｉＣ被膜を形成したＣ／Ｃ複合基
材をパルスＣＶＩ装置の反応管内にセットし、反応管内
をアルゴンガスで十分に置換したのち、高周波誘導加熱
により１１００℃の温度に加熱した。次いで、真空ポン
プにより吸引して、反応管内を２秒間で２Torr以下に減
圧し、直ちに原料ガスとしてトリクロロメチルシラン
〔ＣＨ₃ ＳｉＣｌ₃ 〕と水素の混合ガス（モル比１：２
０）を１秒間で７２０Torrになるように導入して１秒間
保持した。このようにして反応管内の減圧、反応ガスの
導入および保持するパルスＣＶＩ操作を１００００回繰
り返してＳｉＣを析出、沈着させた。ＳｉＣ被膜の膜厚
は１５０μm であり、その表面には僅かながらクラック
が認められた。

【００２２】(4) 第３被覆工程 Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ とエタノールをモル比１：４．５
の量比で混合し、室温で還流撹拌を行った溶液に、前記
Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ １モルに対して２．５モルの水と
０．０３モルのＨＣｌの混合水溶液を滴下混合した。滴
下後の溶液のｐＨは３．０であった。引き続き１時間撹
拌を継続してＳｉＯ₂ ガラス前駆体溶液を得た。このＳ
ｉＯ₂ ガラス前駆体溶液に、前記第２被覆工程までの処
理を施したＣ／Ｃ複合基材を浸漬して１５分間減圧含浸
し、風乾後、１００℃の温度で乾燥した。次いで、Ｂ
（ＯＣ₄ Ｈ₉ ）₃ 溶液中に浸漬して１５分間減圧含浸し
たのち、１昼夜風乾して空気中の水分により加水分解を
行い、１００℃の温度で乾燥した。乾燥処理後のＣ／Ｃ
複合材を電気炉に入れ、アルゴンガス雰囲気中で８００
℃の温度で１時間加熱処理して表面にＢ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ
₂ のガラス質被膜を形成した。形成したガラス質被膜の
膜厚は２μm であった。

【００２３】(5) 特性の評価 上記各工程の耐酸化処理を施したＣ／Ｃ複合材につい
て、次の方法により材質強度の測定ならびに耐酸化性の
評価を行った。 強度試験：１５０×１０×５mmの試料について、支点
間距離Ｉ＝８０mm、クロスヘッドスピード６mm/minの条
件で３点曲げ強度試験（ＡＳＴＭ Ｄ７９０）を行っ
た。 耐酸化性試験 大気雰囲気に保持された電気炉に入れて、１７００℃の
温度に３０分間保持したのち取り出し、室温まで自然冷
却した。この操作を１０回反復して行い、酸化によるＣ
／Ｃ複合材の重量減少率および耐酸化被膜の状況を測
定、観察した。

【００２４】実施例２ 実施例１と同一の条件により第２被覆工程までの処理を
施したＣ／Ｃ複合基材について、第３被覆工程としてＳ
ｉＯ₂ ガラス前駆体溶液を調製する際にＨＣｌ水溶液に
Ａｌ（ＮＯ₃ ）₃ をＳｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ １モルに対し
て１モルの割合で溶解させてＡｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ ガラ
ス前駆体溶液を調製したほかは、実施例１と同一の条件
により被覆処理を施してＡｌ₂ Ｏ₃ −Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ
₂ のガラス質被膜（膜厚２μm ）を形成した。このＣ／
Ｃ複合材について実施例１と同一の条件により強度試験
および耐酸化性試験を行った。

【００２５】実施例３ 実施例１と同一の条件により第１被覆工程の処理を施し
たＣ／Ｃ複合材について、第２被覆工程としてＣＶＤ装
置の反応管内にＣ／Ｃ複合材をセットし、反応管内をア
ルゴンガスで十分に置換したのち、高周波誘導加熱によ
り１３００℃の温度に加熱した。次いで、真空ポンプで
アルゴンガスを排気し、水素ガスをキャリアガスとして
ＳｉＣｌ₄ ：ＣＨ₄ ：Ｈ₂ の混合ガス（モル比１：１：
５）を導入し、反応圧力１００Torrの条件でＣＶＤ法に
よりＳｉＣを析出させて、ＳｉＣ被膜（膜厚１５０μm
）を形成した。次いで、第３被覆工程として実施例２
と同一条件によりＡｌ₂ Ｏ₃ −Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ のガ
ラス質被膜を形成した。得られたＣ／Ｃ複合材について
実施例１と同一の条件により強度試験および耐酸化性試
験を行った。

【００２６】実施例４ 実施例１と同一の条件により第１被覆工程の処理を施し
たＣ／Ｃ複合材について、第２被覆工程の原料ガスとし
てＺｒＣｌ₄ ：ＣＨ₄ ：Ｈ₂ の混合ガス（モル比１：
１：８）を導入し、反応温度を１３５０℃としたほか
は、実施例１と同一の条件により第２被覆工程の処理を
施してＺｒＣ被膜（膜厚１５０μm ）を形成した。次い
で、第３被覆工程として実施例２と同一の条件によりＡ
ｌ₂ Ｏ₃ −Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ のガラス質被膜を形成
し、得られたＣ／Ｃ複合材について実施例１と同一の条
件によって強度試験および耐酸化性試験を行った。

【００２７】実施例５ 実施例１と同一の条件により第１被覆工程の処理を施し
たＣ／Ｃ複合材について、第２被覆工程としてＳｉＣｌ
₄ ：ＮＨ₃ ：Ｈ₂ の混合ガス（モル比１：１：６）を導
入したほかは実施例３と同一の条件によりＳｉ₃ Ｎ₄ の
被膜（膜厚１５０μm ）を形成した。次いで、第３被覆
工程として実施例２と同一条件によりＡｌ₂ Ｏ₃ −Ｂ₂
Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ のガラス質被膜を形成した。得られたＣ
／Ｃ複合材について実施例１と同一の条件により強度試
験および耐酸化性試験を行った。

【００２８】比較例１ ＳｉＯ₂ 粉末とＳｉ粉末をモル比２：１の配合比率にな
るように混合し、混合粉末を黒鉛坩堝に入れ、上部にＣ
／Ｃ複合材をセットした。この黒鉛坩堝を電気炉内に移
し、内部をアルゴンガスで十分に置換したのち、５０℃
/hr の昇温速度で１９００℃の温度に加熱し、２時間保
持してＣ／Ｃ複合材の表層部にＳｉＣ被膜（膜厚２００
μm ）を形成した。次いで、実施例１の第３被覆工程と
同一の条件によりＢ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ のガラス質被膜を
形成した。得られたＣ／Ｃ複合材について実施例１と同
一の条件により強度試験および耐酸化性試験を行った。

【００２９】比較例２ 実施例１と同一の条件により第２被覆工程および第３被
覆工程の被膜形成処理のみを行い、得られたＣ／Ｃ複合
材について実施例１と同一条件により強度試験および耐
酸化性試験を行った。

【００３０】これらの結果について、適用した耐酸化処
理法を表１に、強度試験および耐酸化性試験の結果を表
２に、それぞれ示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】上記の結果から、本発明の耐酸化処理を施
したＣ／Ｃ複合材は、比較例に対比して、いずれも高い
強度特性を有し、また１７００℃の高温大気中において
も優れた耐酸化性能を示すことが認められる。

【００３４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の耐酸化処理法に
よれば、Ｃ／Ｃ複合基材表面にＳｉＣ有機前駆体溶液を
含浸し、熱処理するコンバージョン法によりＳｉＣ被膜
を形成し、次いでＣＶＤ法あるいはパルスＣＶＩ法によ
りセラミックス質被膜を、更にアルコキシド法で得られ
るガラス前駆体溶液を含浸、熱処理してガラス質被膜
を、順次形成することにより高強度ならびに高度の耐酸
化性を備えるＣ／Ｃ複合材を提供することが可能とな
る。また、複雑形状のＣ／Ｃ複合材に対しても適用が容
易であり、過酷な高温酸化性雰囲気に晒されるＣ／Ｃ複
合材の耐酸化処理法として極めて有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素繊維をマトリックス樹脂とともに複
   合成形し、硬化および焼成炭化処理して得られる炭素繊
   維強化炭素複合材を基材とし、該基材の表面にＳｉアル
   コキシドおよび熱硬化性樹脂液にアルコールを加えて均
   一に混合したのち加水分解して得られるＳｉＣ有機前駆
   体溶液を含浸し、非酸化性雰囲気中で熱処理してコンバ
   ージョン法によりＳｉＣ被膜を形成する第１被覆工程、
   ＣＶＤ法あるいはパルスＣＶＩ法により気相析出させて
   セラミックス質被膜を形成する第２被覆工程、およびア
   ルコキシド法で得られるガラス前駆体溶液を含浸したの
   ち加熱処理してガラス質被膜を形成する第３被覆工程、
   を順次施すことを特徴とする炭素繊維強化炭素複合材の
   耐酸化処理法。
2. 【請求項２】 第２被覆工程で形成するセラミックス質
   被膜が、ＳｉまたはＺｒの炭化物もしくは窒化物である
   請求項１記載の炭素繊維強化炭素複合材の耐酸化処理
   法。
3. 【請求項３】 第３被覆工程で形成するガラス質被膜
   が、Ａｌ₂ Ｏ₃ ，Ｂ₂Ｏ₃ およびＳｉＯ₂ の複合体であ
   る請求項１又は２記載の炭素繊維強化炭素複合材の耐酸
   化処理法。