JPH10273369A - 耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法およびＣ／Ｃ製るつぼ - Google Patents
耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法およびＣ／Ｃ製るつぼInfo
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- JPH10273369A JPH10273369A JP9078285A JP7828597A JPH10273369A JP H10273369 A JPH10273369 A JP H10273369A JP 9078285 A JP9078285 A JP 9078285A JP 7828597 A JP7828597 A JP 7828597A JP H10273369 A JPH10273369 A JP H10273369A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐Ｓｉアタック性により一層優れたＣ／Ｃ複
合材を製造する。 【解決手段】 カーボンブラック粒子を付着させた炭素
繊維と炭素マトリックス材とでプリプレグ化した素材を
用いて積層することによりプリフォームを成形したの
ち、フラン樹脂を含浸し、次いでＨＩＰ炭化処理ないし
はＨＩＰ炭化処理および黒鉛化処理を施す耐Ｓｉアタッ
ク性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法、およびこの製造
方法により製造されたＣ／Ｃ複合材が容器形状をなして
いる耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ製るつぼ。
合材を製造する。 【解決手段】 カーボンブラック粒子を付着させた炭素
繊維と炭素マトリックス材とでプリプレグ化した素材を
用いて積層することによりプリフォームを成形したの
ち、フラン樹脂を含浸し、次いでＨＩＰ炭化処理ないし
はＨＩＰ炭化処理および黒鉛化処理を施す耐Ｓｉアタッ
ク性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法、およびこの製造
方法により製造されたＣ／Ｃ複合材が容器形状をなして
いる耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ製るつぼ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量でかつ耐熱・
耐食性に優れたＣ／Ｃ複合材（炭素繊維／炭素複合材）
の製造方法に係わり、とくに、Ｓｉと接触する用途、例
えば、Ｓｉ単結晶引き上げ装置のごとく耐熱性や耐食性
のほか、耐Ｓｉアタック性（耐Ｓｉ攻撃性）にも優れて
いることが要求されるるつぼの素材として好適に利用さ
れる耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法
およびＣ／Ｃ製るつぼに関するものである。
耐食性に優れたＣ／Ｃ複合材（炭素繊維／炭素複合材）
の製造方法に係わり、とくに、Ｓｉと接触する用途、例
えば、Ｓｉ単結晶引き上げ装置のごとく耐熱性や耐食性
のほか、耐Ｓｉアタック性（耐Ｓｉ攻撃性）にも優れて
いることが要求されるるつぼの素材として好適に利用さ
れる耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法
およびＣ／Ｃ製るつぼに関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】炭素繊維を強化材と
し、炭素をマトリックスとしたＣ／Ｃ複合材は、通常の
炭素材料に比べて高強度・高弾性であり、耐熱・耐食性
に優れていることから、宇宙航空機器の分野においては
飛翔体のリーディングエッジ，ロケットのノズル，航空
機のブレーキなどの素材として利用され、その他ガスタ
ービン機関のタービンブレードや高速車両のブレーキな
どの素材として、あるいはまた各種化学装置や非汚染溶
解装置などの素材としても利用されている。
し、炭素をマトリックスとしたＣ／Ｃ複合材は、通常の
炭素材料に比べて高強度・高弾性であり、耐熱・耐食性
に優れていることから、宇宙航空機器の分野においては
飛翔体のリーディングエッジ，ロケットのノズル，航空
機のブレーキなどの素材として利用され、その他ガスタ
ービン機関のタービンブレードや高速車両のブレーキな
どの素材として、あるいはまた各種化学装置や非汚染溶
解装置などの素材としても利用されている。
【０００３】このようなＣ／Ｃ複合材を構成する炭素繊
維としては、ＰＡＮ系繊維，ピッチ系繊維，レーヨン系
繊維などが使用され、マトリックスとなる炭素として
は、ピッチのほか、フェノール樹脂，エポキシ樹脂など
の熱硬化性樹脂を炭化処理ないしは炭化処理および黒鉛
化処理したものが使用されている。
維としては、ＰＡＮ系繊維，ピッチ系繊維，レーヨン系
繊維などが使用され、マトリックスとなる炭素として
は、ピッチのほか、フェノール樹脂，エポキシ樹脂など
の熱硬化性樹脂を炭化処理ないしは炭化処理および黒鉛
化処理したものが使用されている。
【０００４】この種のＣ／Ｃ複合材を製造するに際して
は、例えば、図７に示すように、炭素繊維として、高強
度（ＨＴ）品とする場合には例えばＰＡＮ系の炭素繊維
を使用し、高弾性（ＨＭ）品とする場合には例えばピッ
チ系の炭素繊維を使用し、この炭素繊維にマトリックス
材として、ピッチや、熱硬化性樹脂である例えばフェノ
ール樹脂を含浸させることによってプリプレグとなし、
このプリプレグを適宜積層してプリフォームに成形す
る。
は、例えば、図７に示すように、炭素繊維として、高強
度（ＨＴ）品とする場合には例えばＰＡＮ系の炭素繊維
を使用し、高弾性（ＨＭ）品とする場合には例えばピッ
チ系の炭素繊維を使用し、この炭素繊維にマトリックス
材として、ピッチや、熱硬化性樹脂である例えばフェノ
ール樹脂を含浸させることによってプリプレグとなし、
このプリプレグを適宜積層してプリフォームに成形す
る。
【０００５】次いで、プリフォームに成形したのち例え
ば１５０〜２２０℃程度の温度でフェノール樹脂を硬化
させることによってＣＦＲＰとなし、さらに、例えば５
００〜９００℃程度の温度で焼成することによって炭化
処理し、場合によってはさらに２０００〜３０００℃程
度の温度で焼成することによって黒鉛化処理し、さらに
場合によってより一層緻密化して密度をさらに向上させ
るために、ピッチ含浸と、５００〜９００℃程度の温度
での常圧炭化処理と、さらには２０００〜３０００℃程
度の温度での黒鉛化処理を適宜繰返すことによってＣ／
Ｃ複合材を得るようにしていた。
ば１５０〜２２０℃程度の温度でフェノール樹脂を硬化
させることによってＣＦＲＰとなし、さらに、例えば５
００〜９００℃程度の温度で焼成することによって炭化
処理し、場合によってはさらに２０００〜３０００℃程
度の温度で焼成することによって黒鉛化処理し、さらに
場合によってより一層緻密化して密度をさらに向上させ
るために、ピッチ含浸と、５００〜９００℃程度の温度
での常圧炭化処理と、さらには２０００〜３０００℃程
度の温度での黒鉛化処理を適宜繰返すことによってＣ／
Ｃ複合材を得るようにしていた。
【０００６】このようにして製造されたＣ／Ｃ複合材
は、前述したように、軽量でかつ耐熱・耐食性に著しく
優れたものであるが、とくに、Ｓｉと接触する用途、例
えば、Ｓｉ単結晶引き上げ装置で用いられるるつぼの素
材として使用する場合には、耐Ｓｉアタック性により一
層優れたＣ／Ｃ複合材とすることが望まれているという
課題があった。
は、前述したように、軽量でかつ耐熱・耐食性に著しく
優れたものであるが、とくに、Ｓｉと接触する用途、例
えば、Ｓｉ単結晶引き上げ装置で用いられるるつぼの素
材として使用する場合には、耐Ｓｉアタック性により一
層優れたＣ／Ｃ複合材とすることが望まれているという
課題があった。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、軽量でかつ耐熱・耐食性
に著しく優れたＣ／Ｃ複合材において、耐Ｓｉアタック
性にもより一層優れたものにできるようにすることを目
的としている。
がみてなされたものであって、軽量でかつ耐熱・耐食性
に著しく優れたＣ／Ｃ複合材において、耐Ｓｉアタック
性にもより一層優れたものにできるようにすることを目
的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる耐Ｓｉア
タック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法は、請求項１
に記載しているように、炭素繊維と炭素マトリックス材
とでプリフォームを成形したのち、フラン樹脂を含浸
し、次いで炭化処理ないしは炭化処理および黒鉛化処理
を施すようにしたことを特徴としている。
タック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法は、請求項１
に記載しているように、炭素繊維と炭素マトリックス材
とでプリフォームを成形したのち、フラン樹脂を含浸
し、次いで炭化処理ないしは炭化処理および黒鉛化処理
を施すようにしたことを特徴としている。
【０００９】そして、本発明に係わる耐Ｓｉアタック性
に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法の実施態様において
は、請求項２に記載しているように、炭素繊維の表面に
カーボンブラック粒子およびコロイダルグラファイト粒
子のうちから選ばれる炭素質粒子を付着させるようにな
すことができ、この場合に、請求項３に記載しているよ
うに、炭素質粒子の付着量を炭素繊維重量に対して１〜
２０重量％とするようになすことができる。
に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法の実施態様において
は、請求項２に記載しているように、炭素繊維の表面に
カーボンブラック粒子およびコロイダルグラファイト粒
子のうちから選ばれる炭素質粒子を付着させるようにな
すことができ、この場合に、請求項３に記載しているよ
うに、炭素質粒子の付着量を炭素繊維重量に対して１〜
２０重量％とするようになすことができる。
【００１０】同じく、本発明に係わる耐Ｓｉアタック性
に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法の実施態様において
は、請求項４に記載しているように、フラン樹脂の含浸
量を１０〜２０重量％とするようになすことができる。
に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法の実施態様において
は、請求項４に記載しているように、フラン樹脂の含浸
量を１０〜２０重量％とするようになすことができる。
【００１１】同じく、本発明に係わる耐Ｓｉアタック性
に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法の実施態様において
は、請求項５に記載しているように、炭化処理は熱間等
方圧圧縮（ＨＩＰ処理）により実施するものとなすこと
ができる。
に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法の実施態様において
は、請求項５に記載しているように、炭化処理は熱間等
方圧圧縮（ＨＩＰ処理）により実施するものとなすこと
ができる。
【００１２】また、本発明に係わる耐Ｓｉアタック性に
優れたＣ／Ｃ製るつぼは、請求項６に記載しているよう
に、請求項１ないし５のいずれかに記載の製造方法によ
り製造されるＣ／Ｃ複合材からなるものであってその形
状が容器形状をなしていることを特徴としている。
優れたＣ／Ｃ製るつぼは、請求項６に記載しているよう
に、請求項１ないし５のいずれかに記載の製造方法によ
り製造されるＣ／Ｃ複合材からなるものであってその形
状が容器形状をなしていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の耐Ｓｉアタック性に優れ
たＣ／Ｃ複合材の製造方法の実施形態においては、図１
に示すように、表面に炭素質粒子としてカーボンブラッ
ク粒子を付着した炭素繊維に炭素マトリックス材を含浸
してプリプレグ化したのち積層してプリフォームに成形
するが、この場合に、炭素繊維（ＣＦ）としては、高強
度（ＨＴ）のＣ／Ｃ複合材を得るときに例えばＰＡＮ
（ポリアクリロニトリル）系のものを使用することがで
き、また、高弾性（ＨＭ）のＣ／Ｃ複合材を得るときに
例えばピッチ系のものを用いることができる。
たＣ／Ｃ複合材の製造方法の実施形態においては、図１
に示すように、表面に炭素質粒子としてカーボンブラッ
ク粒子を付着した炭素繊維に炭素マトリックス材を含浸
してプリプレグ化したのち積層してプリフォームに成形
するが、この場合に、炭素繊維（ＣＦ）としては、高強
度（ＨＴ）のＣ／Ｃ複合材を得るときに例えばＰＡＮ
（ポリアクリロニトリル）系のものを使用することがで
き、また、高弾性（ＨＭ）のＣ／Ｃ複合材を得るときに
例えばピッチ系のものを用いることができる。
【００１４】また、この炭素繊維は、Ｃ／Ｃ複合材中に
４０〜７０体積％の配合量となるようにすることがより
望ましく、炭素繊維量が少ないと高強度ないしは高弾性
のＣ／Ｃ複合材を得がたい傾向となり、炭素繊維量が多
いとマトリックスである炭素の特性を活かしがたい傾向
となる。
４０〜７０体積％の配合量となるようにすることがより
望ましく、炭素繊維量が少ないと高強度ないしは高弾性
のＣ／Ｃ複合材を得がたい傾向となり、炭素繊維量が多
いとマトリックスである炭素の特性を活かしがたい傾向
となる。
【００１５】そして、炭素繊維の表面に炭素質粒子とし
てカーボンブラック粒子あるいはコロイダルグラファイ
ト粒子を付着させる場合の付着量は、炭素繊維重量に対
して１〜２０重量％とするのが好ましい。
てカーボンブラック粒子あるいはコロイダルグラファイ
ト粒子を付着させる場合の付着量は、炭素繊維重量に対
して１〜２０重量％とするのが好ましい。
【００１６】この炭素質粒子は、炭素繊維と炭素マトリ
ックスとの界面に介在することによって、炭素繊維と炭
素マトリックスとの間でのより強固な結合を得ることが
可能となり、その結果、機械的物性がより一層向上す
る。また、マトリックス部分の組織が緻密化することに
よって、破壊応力負荷時のメカニズムが変化し、これに
よって強度がより一層向上したものとなる。
ックスとの界面に介在することによって、炭素繊維と炭
素マトリックスとの間でのより強固な結合を得ることが
可能となり、その結果、機械的物性がより一層向上す
る。また、マトリックス部分の組織が緻密化することに
よって、破壊応力負荷時のメカニズムが変化し、これに
よって強度がより一層向上したものとなる。
【００１７】そして、このような炭素質粒子の添加効果
を得るためには炭素繊維重量に対して１重量％以上とす
ることが望ましいが、２０重量％よりも多いと引張強度
や靭性などの機械的特性が逆に低下する傾向となる。
を得るためには炭素繊維重量に対して１重量％以上とす
ることが望ましいが、２０重量％よりも多いと引張強度
や靭性などの機械的特性が逆に低下する傾向となる。
【００１８】また、炭素質粒子の粒径としては、０．０
１〜２．０μｍ程度のものを用いることがより望まし
く、粒径を０．０１μｍよりも小さいものとすることは
製造性を低下させる傾向となり、２．０μｍよりも大き
いものとすることは炭素質マトリックスの強度および靭
性を低下させる傾向となる。
１〜２．０μｍ程度のものを用いることがより望まし
く、粒径を０．０１μｍよりも小さいものとすることは
製造性を低下させる傾向となり、２．０μｍよりも大き
いものとすることは炭素質マトリックスの強度および靭
性を低下させる傾向となる。
【００１９】さらにまた、炭素繊維をプリプレグ化する
マトリックス材としては、ピッチや、熱硬化性樹脂であ
るフェノール樹脂，エポキシ樹脂などを用いることがで
きる。
マトリックス材としては、ピッチや、熱硬化性樹脂であ
るフェノール樹脂，エポキシ樹脂などを用いることがで
きる。
【００２０】このようにして、プリプレグを適宜積層し
てプリフォームに成形したのち、フラン樹脂を真空（加
圧）含浸し、次いで、例えば５００〜９００℃程度の温
度で高圧炭化処理（ＨＩＰ処理；圧力約１０００ｋｇｆ
／ｃｍ２）を行い、場合によってはさらに２０００〜３
０００℃程度の温度で焼成することによって黒鉛化処理
を行う。
てプリフォームに成形したのち、フラン樹脂を真空（加
圧）含浸し、次いで、例えば５００〜９００℃程度の温
度で高圧炭化処理（ＨＩＰ処理；圧力約１０００ｋｇｆ
／ｃｍ２）を行い、場合によってはさらに２０００〜３
０００℃程度の温度で焼成することによって黒鉛化処理
を行う。
【００２１】そして、上記の高圧炭化処理（ＨＩＰ処
理）によってかなり緻密化がなされることから、１回の
ＨＩＰ工程で済ますことが可能であるが、場合によって
はさらに緻密化して密度をより一層向上させるようにす
るときには、フラン樹脂含浸とＨＩＰによる高圧炭化処
理と黒鉛化処理を繰返えし施すことによって高密度化し
たＣ／Ｃ複合材を得る。
理）によってかなり緻密化がなされることから、１回の
ＨＩＰ工程で済ますことが可能であるが、場合によって
はさらに緻密化して密度をより一層向上させるようにす
るときには、フラン樹脂含浸とＨＩＰによる高圧炭化処
理と黒鉛化処理を繰返えし施すことによって高密度化し
たＣ／Ｃ複合材を得る。
【００２２】このようにして得たＣ／Ｃ複合材は、従来
と同様に、軽量でかつ耐熱・耐食性に著しく優れたもの
であるが、それに加えて、耐Ｓｉアタック性がより一層
向上した耐久性に著しく優れたＣ／Ｃ複合材となり、こ
のＣ／Ｃ複合材を容器形状のものとすることによって、
シリコン単結晶引き上げ装置用のるつぼなどとして適用
した場合の耐Ｓｉアタック性により一層優れたＣ／Ｃ製
るつぼとなる。
と同様に、軽量でかつ耐熱・耐食性に著しく優れたもの
であるが、それに加えて、耐Ｓｉアタック性がより一層
向上した耐久性に著しく優れたＣ／Ｃ複合材となり、こ
のＣ／Ｃ複合材を容器形状のものとすることによって、
シリコン単結晶引き上げ装置用のるつぼなどとして適用
した場合の耐Ｓｉアタック性により一層優れたＣ／Ｃ製
るつぼとなる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によるＣ／Ｃ複合材の製造方法で
は、炭素繊維と炭素マトリックス材とでプリフォームを
成形したのち、フラン樹脂を含浸し、次いで炭化処理な
いしは炭化処理および黒鉛化処理を施すようにしたか
ら、軽量でかつ耐熱・耐食性に著しく優れていると共
に、耐Ｓｉアタック性にも著しく優れており、Ｓｉと接
触する環境で使用される耐熱・耐食部材の素材として好
適なＣ／Ｃ複合材を製造することが可能であるという著
しく優れた効果がもたらされる。
は、炭素繊維と炭素マトリックス材とでプリフォームを
成形したのち、フラン樹脂を含浸し、次いで炭化処理な
いしは炭化処理および黒鉛化処理を施すようにしたか
ら、軽量でかつ耐熱・耐食性に著しく優れていると共
に、耐Ｓｉアタック性にも著しく優れており、Ｓｉと接
触する環境で使用される耐熱・耐食部材の素材として好
適なＣ／Ｃ複合材を製造することが可能であるという著
しく優れた効果がもたらされる。
【００２４】そして、請求項２に記載しているように、
炭素繊維の表面にカーボンブラック粒子およびコロイダ
ルグラファイト粒子のうちから選ばれる炭素質粒子を付
着させるようになすことによって、炭素質マトリックス
の破壊応力をさらに増大したものとすることが可能であ
るという著しく優れた効果がもたらされる。
炭素繊維の表面にカーボンブラック粒子およびコロイダ
ルグラファイト粒子のうちから選ばれる炭素質粒子を付
着させるようになすことによって、炭素質マトリックス
の破壊応力をさらに増大したものとすることが可能であ
るという著しく優れた効果がもたらされる。
【００２５】そしてまた、請求項３に記載しているよう
に、炭素質粒子の付着量を炭素繊維重量に対して１〜２
０重量％とすることによって、炭素質マトリックスの引
張強度や靭性を低下させることなく破壊応力をさらに増
大させることが可能であるという著しく優れた効果がも
たらされる。
に、炭素質粒子の付着量を炭素繊維重量に対して１〜２
０重量％とすることによって、炭素質マトリックスの引
張強度や靭性を低下させることなく破壊応力をさらに増
大させることが可能であるという著しく優れた効果がも
たらされる。
【００２６】さらにまた、請求項４に記載しているよう
に、フラン樹脂の含浸量を１０〜２０重量％とすること
によって、引張強度や靭性を低下させることなく耐Ｓｉ
アタック性に優れたＣ／Ｃ複合材を製造することが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。
に、フラン樹脂の含浸量を１０〜２０重量％とすること
によって、引張強度や靭性を低下させることなく耐Ｓｉ
アタック性に優れたＣ／Ｃ複合材を製造することが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００２７】さらにまた、請求項５に記載しているよう
に、炭化処理は熱間等方圧圧縮（ＨＩＰ処理）により実
施するようになすことによって、フラン樹脂含浸，ＨＩ
Ｐ処理による高圧炭化処理，黒鉛化処理により行われる
緻密化工程を一回で済ますことも可能であり、ＨＩＰ処
理と積層時における炭素質粒子の介在とによって、マト
リックス組織のより一層のファイン化が可能であって、
破壊応力負荷時の強度をさらに向上させたものとするこ
とが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
に、炭化処理は熱間等方圧圧縮（ＨＩＰ処理）により実
施するようになすことによって、フラン樹脂含浸，ＨＩ
Ｐ処理による高圧炭化処理，黒鉛化処理により行われる
緻密化工程を一回で済ますことも可能であり、ＨＩＰ処
理と積層時における炭素質粒子の介在とによって、マト
リックス組織のより一層のファイン化が可能であって、
破壊応力負荷時の強度をさらに向上させたものとするこ
とが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
【００２８】本発明に係わるＣ／Ｃ製るつぼは、請求項
６に記載しているように、請求項１ないし５のいずれか
に記載の製造方法により製造されるＣ／Ｃ複合材からな
るものであってその形状が容器形状をなしているもので
あるから、耐熱および耐食性に優れ、耐Ｓｉアタック性
にも優れた耐久性の良いＣ／Ｃ製るつぼとすることが可
能であり、Ｓｉ単結晶引き上げ装置用のるつぼなどとし
ても好適なものであるという著しく優れた効果がもたら
される。
６に記載しているように、請求項１ないし５のいずれか
に記載の製造方法により製造されるＣ／Ｃ複合材からな
るものであってその形状が容器形状をなしているもので
あるから、耐熱および耐食性に優れ、耐Ｓｉアタック性
にも優れた耐久性の良いＣ／Ｃ製るつぼとすることが可
能であり、Ｓｉ単結晶引き上げ装置用のるつぼなどとし
ても好適なものであるという著しく優れた効果がもたら
される。
【００２９】
【実施例】炭素繊維として高強度炭素繊維（引張強度３
６０ｋｇｆ／ｍｍ２）を使用し、この炭素繊維の表面
に、炭素質粒子としてカーボンブラック粒子（平均粒径
２０〜３０μｍ）を５重量部含む水溶液を塗布すること
によって、炭素繊維の表面にカーボンブラック粒子を炭
素繊維重量に対して２重量％付着させた。
６０ｋｇｆ／ｍｍ２）を使用し、この炭素繊維の表面
に、炭素質粒子としてカーボンブラック粒子（平均粒径
２０〜３０μｍ）を５重量部含む水溶液を塗布すること
によって、炭素繊維の表面にカーボンブラック粒子を炭
素繊維重量に対して２重量％付着させた。
【００３０】次いで、カーボンブラック粒子を付着させ
た高強度炭素繊維とフェノール樹脂からなる炭素質マト
リックス材とでプリプレグ化したのち、このプリプレグ
を図３に示す内側治具２１のＲ形状部と外周側壁部に沿
って積層することにより、図２に示すような底部１１ａ
と側壁部１１ｂをそなえかつ上方に開口部１１ｃを有す
る容器原型１１の形状にプリフォーム成形した。
た高強度炭素繊維とフェノール樹脂からなる炭素質マト
リックス材とでプリプレグ化したのち、このプリプレグ
を図３に示す内側治具２１のＲ形状部と外周側壁部に沿
って積層することにより、図２に示すような底部１１ａ
と側壁部１１ｂをそなえかつ上方に開口部１１ｃを有す
る容器原型１１の形状にプリフォーム成形した。
【００３１】次いで、図３に示す外側治具２２をプリフ
ォーム成形容器原型１１の外側に嵌挿したのち、内側治
具２１と外側治具２２とに意図的に形成したすき間から
０．３重量％の硬化剤を含むフラン樹脂を真空含浸する
ことによって約１５重量％含浸させた。
ォーム成形容器原型１１の外側に嵌挿したのち、内側治
具２１と外側治具２２とに意図的に形成したすき間から
０．３重量％の硬化剤を含むフラン樹脂を真空含浸する
ことによって約１５重量％含浸させた。
【００３２】次いで、最高温度１８０℃での硬化処理を
行い、続いて、ＨＩＰ１，ＨＩＰ２，ＨＩＰ３とも最高
温度７００℃，最高圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ２，時間
３００分の条件での高圧炭化処理（ＨＩＰ処理）と、最
高温度２５００℃での黒鉛化処理を施すことによって、
図４に示すＣ／Ｃ複合材からなる容器粗成形体３１とし
たのち、この図４に示す仮想線の形状に仕上げ加工を行
うことによって、図５に示すようなＣ／Ｃ複合材からな
りかつ底部１ａと側壁部１ｂをそなえかつ上方に開口部
１ｃを有するＣ／Ｃ製るつぼ１を得た。
行い、続いて、ＨＩＰ１，ＨＩＰ２，ＨＩＰ３とも最高
温度７００℃，最高圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ２，時間
３００分の条件での高圧炭化処理（ＨＩＰ処理）と、最
高温度２５００℃での黒鉛化処理を施すことによって、
図４に示すＣ／Ｃ複合材からなる容器粗成形体３１とし
たのち、この図４に示す仮想線の形状に仕上げ加工を行
うことによって、図５に示すようなＣ／Ｃ複合材からな
りかつ底部１ａと側壁部１ｂをそなえかつ上方に開口部
１ｃを有するＣ／Ｃ製るつぼ１を得た。
【００３３】次に、このＣ／Ｃ製るつぼ１からの切り出
し材を供試体として、耐Ｓｉアタック性（重量増加率）
の評価を表１に示す条件にて行ったところ、図６に示す
結果であった。
し材を供試体として、耐Ｓｉアタック性（重量増加率）
の評価を表１に示す条件にて行ったところ、図６に示す
結果であった。
【００３４】
【表１】
【００３５】図６に示すように、フラン樹脂を含浸させ
た場合には、フラン樹脂を含浸させない場合に比べて重
量増加率を減少させることが可能であり、耐Ｓｉアタッ
ク性をより一層良好なものにできることが確かめられ
た。
た場合には、フラン樹脂を含浸させない場合に比べて重
量増加率を減少させることが可能であり、耐Ｓｉアタッ
ク性をより一層良好なものにできることが確かめられ
た。
【図１】 本発明による耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／
Ｃ複合材の製造工程を例示する説明図である。
Ｃ複合材の製造工程を例示する説明図である。
【図２】 本発明の実施例でプリフォーム成形した容器
原型の断面説明図である。
原型の断面説明図である。
【図３】 本発明の実施例で使用した内側治具および外
側治具の断面説明図である。
側治具の断面説明図である。
【図４】 本発明の実施例で製造した容器粗成形体の断
面説明図である。
面説明図である。
【図５】 本発明の実施例で製造したＣ／Ｃ複合材（Ｃ
／Ｃ製るつぼ）の断面説明図である。
／Ｃ製るつぼ）の断面説明図である。
【図６】 本発明による耐Ｓｉアタック性の評価結果を
例示する重量増加率のグラフである。
例示する重量増加率のグラフである。
【図７】 従来例によるＣ／Ｃ複合材の製造工程を例示
する説明図である。
する説明図である。
Claims (6)
- 【請求項１】 炭素繊維と炭素マトリックス材とでプリ
フォームを成形したのち、フラン樹脂を含浸し、次いで
炭化処理ないしは炭化処理および黒鉛化処理を施すこと
を特徴とする耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の
製造方法。 - 【請求項２】 炭素繊維の表面にカーボンブラック粒子
およびコロイダルグラファイト粒子のうちから選ばれる
炭素質粒子を付着させる請求項１に記載の耐Ｓｉアタッ
ク性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法。 - 【請求項３】 炭素質粒子の付着量を炭素繊維重量に対
し１〜２０重量％とする請求項２に記載の耐Ｓｉアタッ
ク性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法。 - 【請求項４】 フラン樹脂の含浸量を１０〜２０重量％
とする請求項１ないし３のいずれかに記載の耐Ｓｉアタ
ック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法。 - 【請求項５】 炭化処理は熱間等方圧圧縮（ＨＩＰ処
理）により実施する請求項１ないし４のいずれかに記載
の耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の製
造方法により製造されるＣ／Ｃ複合材からなるものであ
ってその形状が容器形状をなしていることを特徴とする
耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ製るつぼ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9078285A JPH10273369A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法およびＣ／Ｃ製るつぼ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9078285A JPH10273369A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法およびＣ／Ｃ製るつぼ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273369A true JPH10273369A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13657688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9078285A Pending JPH10273369A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 耐Ｓｉアタック性に優れたＣ／Ｃ複合材の製造方法およびＣ／Ｃ製るつぼ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10273369A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000513702A (ja) * | 1997-06-03 | 2000-10-17 | ハイトコ カーボン コムポージッツ インコーポレイテッド | サスセプターとして有用な高純度複合体 |
| WO2011120598A1 (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Rec Wafer Norway As | Method for production of semiconductor grade silicon ingots, reusable crucibles and method for manufacturing them |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9078285A patent/JPH10273369A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000513702A (ja) * | 1997-06-03 | 2000-10-17 | ハイトコ カーボン コムポージッツ インコーポレイテッド | サスセプターとして有用な高純度複合体 |
| WO2011120598A1 (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Rec Wafer Norway As | Method for production of semiconductor grade silicon ingots, reusable crucibles and method for manufacturing them |
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