JPH0873287A - 炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた炭化硼素被覆炭素材料 - Google Patents
炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた炭化硼素被覆炭素材料Info
- Publication number
- JPH0873287A JPH0873287A JP21355894A JP21355894A JPH0873287A JP H0873287 A JPH0873287 A JP H0873287A JP 21355894 A JP21355894 A JP 21355894A JP 21355894 A JP21355894 A JP 21355894A JP H0873287 A JPH0873287 A JP H0873287A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon material
- boron carbide
- coated carbon
- gas
- carbide coated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- C04B41/0072—Heat treatment
-
- 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
- C04B41/45—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
- C04B41/5006—Boron compounds
-
- 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
- C04B41/45—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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 核融合炉運転時において放出ガス量の少ない
炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた
炭化硼素被覆炭素材料を提供する。 【構成】 炭素材料の表面を硼素酸化物と化学反応させ
て炭化硼素に転化させた後、１Ｐａより高真空の雰囲気
中で、１０００℃以上の温度で加熱処理する炭化硼素被
覆炭素材料の製造法及び上記の製造法で得られた炭化硼
素被覆炭素材料。
炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた
炭化硼素被覆炭素材料を提供する。 【構成】 炭素材料の表面を硼素酸化物と化学反応させ
て炭化硼素に転化させた後、１Ｐａより高真空の雰囲気
中で、１０００℃以上の温度で加熱処理する炭化硼素被
覆炭素材料の製造法及び上記の製造法で得られた炭化硼
素被覆炭素材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面を炭化硼素で被覆
した炭素材料、特に核融合炉のプラズマ対向材に好適な
炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた
炭化硼素被覆炭素材料に関する。
した炭素材料、特に核融合炉のプラズマ対向材に好適な
炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた
炭化硼素被覆炭素材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化硼素被覆炭素材料は、炭素材料の優
れた耐熱性と炭化硼素の耐酸化性、耐プラズマ性を合せ
持つ材料として、核融合炉のプラズマ対向材を始め、高
温下で使用される各種の部材として極めて有用である。
炭素材料の表面に炭化硼素被膜を形成する方法として
は、一般にＣＶＤ法、プラズマ溶射法等が知られてい
る。しかし、これらの手法で形成した炭化硼素被膜は、
炭化硼素と炭素材料との熱膨張率が異なることから、熱
応力による亀裂の発生、更には被膜の剥離が生じ易いと
いう問題がある。この問題を解決するために、本発明者
らが特願平３−２８３３８７号などで提案している炭素
材料の表面を硼素酸化物と化学反応させ炭化硼素被膜を
形成した炭化硼素転化材は、炭素材料の表面から内部に
向い順次炭化硼素が生成され、炭化硼素被膜と炭素材料
との間の熱膨張率差が緩和されるので耐熱衝撃性に優れ
た材料である。
れた耐熱性と炭化硼素の耐酸化性、耐プラズマ性を合せ
持つ材料として、核融合炉のプラズマ対向材を始め、高
温下で使用される各種の部材として極めて有用である。
炭素材料の表面に炭化硼素被膜を形成する方法として
は、一般にＣＶＤ法、プラズマ溶射法等が知られてい
る。しかし、これらの手法で形成した炭化硼素被膜は、
炭化硼素と炭素材料との熱膨張率が異なることから、熱
応力による亀裂の発生、更には被膜の剥離が生じ易いと
いう問題がある。この問題を解決するために、本発明者
らが特願平３−２８３３８７号などで提案している炭素
材料の表面を硼素酸化物と化学反応させ炭化硼素被膜を
形成した炭化硼素転化材は、炭素材料の表面から内部に
向い順次炭化硼素が生成され、炭化硼素被膜と炭素材料
との間の熱膨張率差が緩和されるので耐熱衝撃性に優れ
た材料である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に核融合炉のプラ
ズマ対向材においては、加熱された状態での放出ガス特
性が重要である。すなわち、プラズマ対向材に吸着した
Ｈ2Ｏ、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＨ4、Ｈ2等のガスが、加熱され
た際プラズマ中に放出されるとプラズマに悪影響を及ぼ
す。
ズマ対向材においては、加熱された状態での放出ガス特
性が重要である。すなわち、プラズマ対向材に吸着した
Ｈ2Ｏ、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＨ4、Ｈ2等のガスが、加熱され
た際プラズマ中に放出されるとプラズマに悪影響を及ぼ
す。
【０００４】炭化硼素は炭素材料に比べ活性な材料であ
るため、上述したようなガス成分が吸着しやすく、炭化
硼素被覆炭素材料を核融合炉のプラズマ対向材に使用し
た場合、加熱時にガス成分が放出されプラズマに悪影響
を及ぼす。通常核融合炉においては、運転前にプラズマ
対向材のベーキングあるいはヘリウムプラズマによる洗
浄等を行い、吸着ガスの低減処理を行う。しかし、対向
材に炭化硼素を使用した場合、ガスの吸着量が多いた
め、通常の処理では吸着ガスの低減が十分に行えず、運
転時のガス放出が問題となっている。
るため、上述したようなガス成分が吸着しやすく、炭化
硼素被覆炭素材料を核融合炉のプラズマ対向材に使用し
た場合、加熱時にガス成分が放出されプラズマに悪影響
を及ぼす。通常核融合炉においては、運転前にプラズマ
対向材のベーキングあるいはヘリウムプラズマによる洗
浄等を行い、吸着ガスの低減処理を行う。しかし、対向
材に炭化硼素を使用した場合、ガスの吸着量が多いた
め、通常の処理では吸着ガスの低減が十分に行えず、運
転時のガス放出が問題となっている。
【０００５】本発明はこのような問題を解決し、放出ガ
ス量の少ない炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造
法で得られた炭化硼素被覆を提供することを目的とす
る。
ス量の少ない炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造
法で得られた炭化硼素被覆を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前述の目的
を達成するため種々検討を重ねた結果、炭素材料の表面
に炭化硼素被膜を形成した後、特定の条件で加熱処理す
る事により、放出ガス量の少ない炭化硼素被覆炭素材料
が得られることを見いだし本発明を完成するに至った。
を達成するため種々検討を重ねた結果、炭素材料の表面
に炭化硼素被膜を形成した後、特定の条件で加熱処理す
る事により、放出ガス量の少ない炭化硼素被覆炭素材料
が得られることを見いだし本発明を完成するに至った。
【０００７】本発明は、炭素材料の表面を硼素酸化物と
化学反応させて炭化硼素に転化させた後、１Ｐａより高
真空の雰囲気中で、１０００℃以上の温度で加熱処理す
る炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び上記の製造法で得
られた炭化硼素被覆炭素材料に関する。
化学反応させて炭化硼素に転化させた後、１Ｐａより高
真空の雰囲気中で、１０００℃以上の温度で加熱処理す
る炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び上記の製造法で得
られた炭化硼素被覆炭素材料に関する。
【０００８】本発明において用いる炭素材料は、一般に
知られている等方性や異方性の人造黒鉛材、炭素繊維強
化炭素複合材（Ｃ／Ｃ複合材）等であり、特に制限はな
い。
知られている等方性や異方性の人造黒鉛材、炭素繊維強
化炭素複合材（Ｃ／Ｃ複合材）等であり、特に制限はな
い。
【０００９】炭素材料の表面を炭化硼素に転化するに
は、炭素材料と硼素酸化物とを反応させて炭化硼素を生
成する転化法を用いることが好ましい。具体的には特開
昭６０−１３１８８４号公報に示されるＢ2Ｏガスと反
応させる方法、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）の蒸気と反応させる
方法、酸化硼素と炭素粉との混合物中に炭素材料を配置
し、反応を行う等のいずれの方法を用いてもよい。また
炭化硼素は酸素及び窒素と反応し酸素不純物及び窒素不
純物を形成しやすいため、反応の雰囲気はアルゴン、ヘ
リウム等の不活性雰囲気、減圧雰囲気等の外部から酸
素、窒素の侵入を防止した雰囲気中で反応させることが
好ましい。
は、炭素材料と硼素酸化物とを反応させて炭化硼素を生
成する転化法を用いることが好ましい。具体的には特開
昭６０−１３１８８４号公報に示されるＢ2Ｏガスと反
応させる方法、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）の蒸気と反応させる
方法、酸化硼素と炭素粉との混合物中に炭素材料を配置
し、反応を行う等のいずれの方法を用いてもよい。また
炭化硼素は酸素及び窒素と反応し酸素不純物及び窒素不
純物を形成しやすいため、反応の雰囲気はアルゴン、ヘ
リウム等の不活性雰囲気、減圧雰囲気等の外部から酸
素、窒素の侵入を防止した雰囲気中で反応させることが
好ましい。
【００１０】加熱処理の雰囲気は最低でも１Ｐａよりも
高真空であることが必要とされ、１×１０-1Ｐａ以上の
高真空であればより優れた放出ガス特性を得ることがで
きるので好ましい。高真空が１Ｐａ未満であると、吸着
ガス低減の効果が不充分で良好な放出ガス特性を得るこ
とができない。
高真空であることが必要とされ、１×１０-1Ｐａ以上の
高真空であればより優れた放出ガス特性を得ることがで
きるので好ましい。高真空が１Ｐａ未満であると、吸着
ガス低減の効果が不充分で良好な放出ガス特性を得るこ
とができない。
【００１１】加熱処理は１０００℃以上の温度が必要と
され、１２００℃以上であればより好ましい。温度が１
０００℃未満であると、吸着ガスの放出が十分でない。
され、１２００℃以上であればより好ましい。温度が１
０００℃未満であると、吸着ガスの放出が十分でない。
【００１２】
【作用】本発明においては、炭化硼素被覆を転化法で形
成した後、真空中で加熱処理することにより吸着ガスを
低減し、良好な放出ガス特性を示すプラズマ対向材を得
ることができる。また本発明になる炭化硼素被覆炭素材
料は、炭素材料の表面から内部に向い順次炭化硼素が生
成され、炭化硼素被膜と炭素材料との間の熱膨張率差が
緩和されるので優れた耐熱衝撃性を示す。
成した後、真空中で加熱処理することにより吸着ガスを
低減し、良好な放出ガス特性を示すプラズマ対向材を得
ることができる。また本発明になる炭化硼素被覆炭素材
料は、炭素材料の表面から内部に向い順次炭化硼素が生
成され、炭化硼素被膜と炭素材料との間の熱膨張率差が
緩和されるので優れた耐熱衝撃性を示す。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 実施例１〜７及び比較例１〜４ １５mm×１５mm×３mmに加工した等方性黒鉛材（日立化
成工業製、商品名ＰＤ−６００）及び酸化硼素粉と黒鉛
粉との混合物を、気密構造でない加熱炉内に配置し、Ａ
ｒ（アルゴン）ガス雰囲気中で１８００℃で１．５時間
保持して転化反応を行った。冷却後、炉内から取出した
等方性黒鉛材（以下試料とする）の表面には厚さ０．８
mmの炭化硼素被膜が形成されていた。この試料を真空加
熱炉を用いて、表１に示す条件でそれぞれ１時間加熱処
理した。
成工業製、商品名ＰＤ−６００）及び酸化硼素粉と黒鉛
粉との混合物を、気密構造でない加熱炉内に配置し、Ａ
ｒ（アルゴン）ガス雰囲気中で１８００℃で１．５時間
保持して転化反応を行った。冷却後、炉内から取出した
等方性黒鉛材（以下試料とする）の表面には厚さ０．８
mmの炭化硼素被膜が形成されていた。この試料を真空加
熱炉を用いて、表１に示す条件でそれぞれ１時間加熱処
理した。
【００１４】次に得られた試料を真空中で加熱し、真空
度を測定して放出ガス特性を評価した。測定は真空装置
内に試料をセットし、１２００℃まで２．０℃／秒の昇
温速度で加熱して、１２００℃での真空度を求めた。試
料を入れないときのベースの真空度は５×１０-6Ｐａで
ある。真空度の結果を表１に併せて示す。
度を測定して放出ガス特性を評価した。測定は真空装置
内に試料をセットし、１２００℃まで２．０℃／秒の昇
温速度で加熱して、１２００℃での真空度を求めた。試
料を入れないときのベースの真空度は５×１０-6Ｐａで
ある。真空度の結果を表１に併せて示す。
【００１５】
【表１】 ※比較例４は等方性黒鉛材基材の表面に炭化硼素被膜を
形成しないものを使用した。
形成しないものを使用した。
【００１６】実施例８〜１３及び比較例５〜８ １５mm×１５mm×３mmに加工したＣ／Ｃ複合材（日立化
成工業製、商品名ＰＣＣ−２Ｓ）を、気密構造でない加
熱炉内に配置し、１７５０℃に加熱し、一方、これとは
別の加熱炉内で、酸化硼素粉と黒鉛粉との混合物を１６
００℃に加熱して硼素酸化物ガスを発生させ、Ａｒガス
とともに前述の加熱炉内に導入し、この状態で２時間保
持した。冷却後、炉内から取出したＣ／Ｃ複合材（以下
試料とする）の表面には厚さ０．５mmの炭化硼素被膜が
形成されていた。この試料を真空加熱炉を用いて、表２
に示す条件でそれぞれ１時間加熱処理した。得られた試
料の放出ガス特性を実施例１と同様の方法で評価した。
真空度の結果を表２に併せて示す。
成工業製、商品名ＰＣＣ−２Ｓ）を、気密構造でない加
熱炉内に配置し、１７５０℃に加熱し、一方、これとは
別の加熱炉内で、酸化硼素粉と黒鉛粉との混合物を１６
００℃に加熱して硼素酸化物ガスを発生させ、Ａｒガス
とともに前述の加熱炉内に導入し、この状態で２時間保
持した。冷却後、炉内から取出したＣ／Ｃ複合材（以下
試料とする）の表面には厚さ０．５mmの炭化硼素被膜が
形成されていた。この試料を真空加熱炉を用いて、表２
に示す条件でそれぞれ１時間加熱処理した。得られた試
料の放出ガス特性を実施例１と同様の方法で評価した。
真空度の結果を表２に併せて示す。
【００１７】
【表２】 ※比較例８はＣ／Ｃ複合材の表面に炭化硼素被膜を形成
しないものを使用した。
しないものを使用した。
【００１８】表１及び表２に示されるように、本発明に
なる試料（実施例）の放出ガス特性測定時の真空度は、
比較例のものに比較して高く、放出ガス量が少なく、吸
着ガスが低減できることが示される。
なる試料（実施例）の放出ガス特性測定時の真空度は、
比較例のものに比較して高く、放出ガス量が少なく、吸
着ガスが低減できることが示される。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、炭化硼素被膜に吸着す
るガスが低減され、核融合炉運転時においても放出ガス
量の少ない炭化硼素被覆炭素材料を提供することができ
る。
るガスが低減され、核融合炉運転時においても放出ガス
量の少ない炭化硼素被覆炭素材料を提供することができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 炭素材料の表面を硼素酸化物と化学反応
させて炭化硼素に転化させた後、１Ｐａより高真空の雰
囲気中で、１０００℃以上の温度で加熱処理することを
特徴とする炭化硼素被覆炭素材料の製造法。 - 【請求項２】 請求項１記載の製造法で得られた炭化硼
素被覆炭素材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21355894A JPH0873287A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた炭化硼素被覆炭素材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21355894A JPH0873287A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた炭化硼素被覆炭素材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0873287A true JPH0873287A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=16641204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21355894A Pending JPH0873287A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた炭化硼素被覆炭素材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0873287A (ja) |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP21355894A patent/JPH0873287A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH1012692A (ja) | ダミーウエハ | |
| JPH1045474A (ja) | 熱分解炭素被覆黒鉛材の製造方法 | |
| JPH1045473A (ja) | 耐酸化性に優れた熱分解炭素被覆黒鉛材 | |
| US5283044A (en) | Super heat-resistant silicon carbide fibers from poly-carbosilane | |
| JPH0873287A (ja) | 炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた炭化硼素被覆炭素材料 | |
| JP4736076B2 (ja) | ＳｉＣ膜被覆ガラス状炭素材およびその製造方法 | |
| JP2721678B2 (ja) | β−炭化珪素成形体及びその製造法 | |
| JPH11236286A (ja) | 炭化硼素皮膜の製造方法 | |
| JP3146737B2 (ja) | 核融合装置のプラズマ対向材 | |
| Shimoo et al. | Oxidation behavior and mechanical properties of low-oxygen SiC fibers prepared by vacuum heat-treatment of electron-beam-cured poly (carbosilane) precursor | |
| JPH0789776A (ja) | 窒化硼素被覆炭素材料の製造法 | |
| JPH0840788A (ja) | 炭化硼素被覆炭素材料の製造法及び該製造法で得られた炭化硼素被覆炭素材料 | |
| JP3378608B2 (ja) | 半導体製造用治具のための炭化珪素質基材の製造方法 | |
| JPH0692761A (ja) | ＣＶＤ−ＳｉＣコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品およびその製造方法 | |
| JPS63225591A (ja) | 炭化珪素被覆黒鉛材料の製造方法 | |
| JP3482480B2 (ja) | 耐酸化性に優れた黒鉛−炭化珪素複合体及びその製造方法 | |
| Shimoo et al. | Effect of Vacuum Heat Treatment on Electron‐Beam‐Irradiation‐Cured Polycarbosilane Fibers | |
| JPH11171669A (ja) | 炭化硼素皮膜の製造方法 | |
| JPH1135391A (ja) | 炭化ケイ素被覆サセプタ− | |
| JP2000239079A (ja) | 表面を緻密化した炭素材料 | |
| JPH0426576A (ja) | 炭化けい素被覆炭素製品及びその製造方法 | |
| JP3182907B2 (ja) | 炭化硼素転化炭素材料の製造法及び該製造法で製造した炭化硼素転化炭素材料 | |
| JP3496204B2 (ja) | 炭化硼素被覆炭素材料及びその製造法 | |
| TWI616399B (zh) | 以氮氣氛圍壓力控制氮化矽粉末表面形態之方法 | |
| JPH0718520A (ja) | 炭化珪素繊維の製造法 |