JPS60191057A - 炭素繊維／炭素複合材料 - Google Patents
炭素繊維／炭素複合材料Info
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- JPS60191057A JPS60191057A JP59045660A JP4566084A JPS60191057A JP S60191057 A JPS60191057 A JP S60191057A JP 59045660 A JP59045660 A JP 59045660A JP 4566084 A JP4566084 A JP 4566084A JP S60191057 A JPS60191057 A JP S60191057A
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- fibers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）この発明の技術分野
この発明は、炭素繊維と炭素の複合材料に関Ｊ゛る。
（ロ）従来技術とその欠点
一般に炭素繊維強化炭素材料またはＣ／Ｃコンポジット
と呼ばれている、炭素ｍｍと炭素の複合材料は、炭素の
みからなる材料にくらべて強度が高く、しかも耐熱性や
耐摩耗性にも優れていることから、たとえば航空宇宙産
業や原子力産業などの分野で注目されている。しかしな
がら、そのような複合材料は、強度が、上述したように
炭素のみからなる材料にくらべれば高いものの、他の、
たとえば金属材料やセラミックス材料との比較において
は必ずしもそうではなく、これが原因で用途が伸びない
のが現状である。そのため、強度を少しでも向上させる
ことができれば、用途が飛躍的に広がるものと期待され
ている。
と呼ばれている、炭素ｍｍと炭素の複合材料は、炭素の
みからなる材料にくらべて強度が高く、しかも耐熱性や
耐摩耗性にも優れていることから、たとえば航空宇宙産
業や原子力産業などの分野で注目されている。しかしな
がら、そのような複合材料は、強度が、上述したように
炭素のみからなる材料にくらべれば高いものの、他の、
たとえば金属材料やセラミックス材料との比較において
は必ずしもそうではなく、これが原因で用途が伸びない
のが現状である。そのため、強度を少しでも向上させる
ことができれば、用途が飛躍的に広がるものと期待され
ている。
（ハ）この発明の目的
この発明の目的は、上述した要求に鑑み、より強度の高
い炭素繊維／炭素複合材料を提供するにある。
い炭素繊維／炭素複合材料を提供するにある。
（ニ）この発明の構成
上記目的を達成するために、この発明においては、炭素
繊維と炭素との複合材料からなり、前記炭素はマトリク
スを形成しており、前記炭素マトリクスは黒鉛化度が異
なる少なくとも２つの炭素の層を有し、かつ黒鉛化度の
最も高い炭素の層が前記炭素繊維に接してその炭素ＩＭ
雑の周りに形成されていることを特徴とする炭素繊維／
炭素複合材料が提供される。
繊維と炭素との複合材料からなり、前記炭素はマトリク
スを形成しており、前記炭素マトリクスは黒鉛化度が異
なる少なくとも２つの炭素の層を有し、かつ黒鉛化度の
最も高い炭素の層が前記炭素繊維に接してその炭素ＩＭ
雑の周りに形成されていることを特徴とする炭素繊維／
炭素複合材料が提供される。
この発明をさらに詳柵に説明するに、この発明の複合月
利は、炭素繊維を、いわゆる補強繊維どし、炭素をマｌ
〜リクスどづるものである。しかして、上記炭素７１〜
リクスは、黒鉛化度が異なる、通常２つの炭素の層を有
し、しかもその黒鉛化度の高いほうの炭素（以下、高黒
鉛化炭素という）の層が炭素繊維と接してその炭素ＩＪ
ｉ雑の周りに形成されてＪ５す、黒鉛化度の低いほうの
炭素（以下、低黒鉛化炭素という）の層が隣接する高黒
鉛化炭素の層間を埋めるように形成されている。しかし
ながら、同じ層内でも部位によって黒鉛化の程度が異な
る場合がある。たとえば、高黒鉛化炭素の層は、それを
形成する際に黒鉛化の程度が炭素繊維に影響されて進行
し、炭素繊維に近い部分はど黒鉛化の程度が高くなるこ
とがある。その場合、高黒鉛化炭素の層の黒鉛化度は部
位によって微妙に異なることになる。かかる傾向は、炭
素繊維の黒鉛化度が高いほど著しい。また、製造り洗上
、高黒鉛化Ｊ５よび／または低黒鉛化炭素の層をそれぞ
れ２つ以上形成することも可能である。この場合は、黒
鉛化度の最も高い炭素の層が炭素繊維に接してその炭素
繊維の周りにあるようにする。
利は、炭素繊維を、いわゆる補強繊維どし、炭素をマｌ
〜リクスどづるものである。しかして、上記炭素７１〜
リクスは、黒鉛化度が異なる、通常２つの炭素の層を有
し、しかもその黒鉛化度の高いほうの炭素（以下、高黒
鉛化炭素という）の層が炭素繊維と接してその炭素ＩＪ
ｉ雑の周りに形成されてＪ５す、黒鉛化度の低いほうの
炭素（以下、低黒鉛化炭素という）の層が隣接する高黒
鉛化炭素の層間を埋めるように形成されている。しかし
ながら、同じ層内でも部位によって黒鉛化の程度が異な
る場合がある。たとえば、高黒鉛化炭素の層は、それを
形成する際に黒鉛化の程度が炭素繊維に影響されて進行
し、炭素繊維に近い部分はど黒鉛化の程度が高くなるこ
とがある。その場合、高黒鉛化炭素の層の黒鉛化度は部
位によって微妙に異なることになる。かかる傾向は、炭
素繊維の黒鉛化度が高いほど著しい。また、製造り洗上
、高黒鉛化Ｊ５よび／または低黒鉛化炭素の層をそれぞ
れ２つ以上形成することも可能である。この場合は、黒
鉛化度の最も高い炭素の層が炭素繊維に接してその炭素
繊維の周りにあるようにする。
第１図は、炭素の層が２つで゛ある場合のこの発明の複
合材料の断面を示す走査型電子顕微鏡写真（倍率ｉ ｏ
ｏｏｏ倍）であり、第２図は上記第１図のモデル図であ
る。第１図および第２図において、炭素繊維１は高黒鉛
化炭素の層２で囲まれている。さらに、隣接する高黒鉛
化炭素の層２の間に低黒鉛化炭素の層３がある。しかし
て、この発明の複合材料は、上記高黒鉛化炭素の層２と
低黒鉛化炭素の層３がマトリクスを形成している。この
ような構成により、後）ホする実施例に示すように複合
材料の強度が飛躍的に向上する。その理由（よ明らかで
ないが、炭素繊維に接している高黒鉛化炭素の層は、黒
鉛化の程度が進んでいて、比較的柔かい、弾性率の高い
炭素からなり、一方低黒鉛化炭素の層はそれよりも固い
炭素からなるがために、外部応力による破壊が横断的に
進行せず、炭素繊維の引き抜【）などが生ずるためでは
ないかと推定される。
合材料の断面を示す走査型電子顕微鏡写真（倍率ｉ ｏ
ｏｏｏ倍）であり、第２図は上記第１図のモデル図であ
る。第１図および第２図において、炭素繊維１は高黒鉛
化炭素の層２で囲まれている。さらに、隣接する高黒鉛
化炭素の層２の間に低黒鉛化炭素の層３がある。しかし
て、この発明の複合材料は、上記高黒鉛化炭素の層２と
低黒鉛化炭素の層３がマトリクスを形成している。この
ような構成により、後）ホする実施例に示すように複合
材料の強度が飛躍的に向上する。その理由（よ明らかで
ないが、炭素繊維に接している高黒鉛化炭素の層は、黒
鉛化の程度が進んでいて、比較的柔かい、弾性率の高い
炭素からなり、一方低黒鉛化炭素の層はそれよりも固い
炭素からなるがために、外部応力による破壊が横断的に
進行せず、炭素繊維の引き抜【）などが生ずるためでは
ないかと推定される。
この発明に（１３いて、炭素マトリクスの黒鉛化の稈Ｊ
ｌｌＦは、１５８０ｃｍ−’付近のラマンスペクトルの
半価幅で定義りる。つまり、高黒鉛化炭素の層の上記半
価幅をＰａ、低黒鉛化炭素の層の上記半価幅をＲｂどづ
ると、Ｒａ ＜ Ｒｂなる関係が成立する。
ｌｌＦは、１５８０ｃｍ−’付近のラマンスペクトルの
半価幅で定義りる。つまり、高黒鉛化炭素の層の上記半
価幅をＰａ、低黒鉛化炭素の層の上記半価幅をＲｂどづ
ると、Ｒａ ＜ Ｒｂなる関係が成立する。
上記炭素繊維は、ポリアクリルニトリル系、レーヨン系
、ピッチ系のいずれであってもよく、また炭素質であっ
ても黒鉛質であってもよいものである。ただ、黒鉛化度
の高い炭素繊維はど複合材料の強度が高くなる傾向があ
る。そのような炭素繊維の直径は３〜１５μ程度である
。また、形態は、長さ０．０５〜５ｍｍ、好ましくは０
．２〜３ｍｍ程度の短繊維であってもよいし、連続繊維
であってもよい。織物やフェルト、マットなどのシート
形態に加］ニされていてもよい。しかして、炭素繊維は
、炭素マｌ〜リクス中に全くランダムな方向を向いて存
在していてもよく（短繊維やフェルト、マツ１〜’Ｊど
の場合）、任意の特定の方向に向けて配列されていても
よいものである（連続繊維や織物などの場合）。
、ピッチ系のいずれであってもよく、また炭素質であっ
ても黒鉛質であってもよいものである。ただ、黒鉛化度
の高い炭素繊維はど複合材料の強度が高くなる傾向があ
る。そのような炭素繊維の直径は３〜１５μ程度である
。また、形態は、長さ０．０５〜５ｍｍ、好ましくは０
．２〜３ｍｍ程度の短繊維であってもよいし、連続繊維
であってもよい。織物やフェルト、マットなどのシート
形態に加］ニされていてもよい。しかして、炭素繊維は
、炭素マｌ〜リクス中に全くランダムな方向を向いて存
在していてもよく（短繊維やフェルト、マツ１〜’Ｊど
の場合）、任意の特定の方向に向けて配列されていても
よいものである（連続繊維や織物などの場合）。
また、マトリクスを形成している高黒鉛化炭素および低
黒鉛化炭素は、いわゆる軟質炭素（ソフトカーボン）や
硬質炭素（ハードカーボン）、熱分解炭素などからなっ
ている。軟質炭素は、液層を経て炭化覆る石油重質油、
ビッヂ、アントラセンなどの多環芳香族化合物や１塩化
ビニル樹脂を炭化して得られるものである。また、硬質
炭素は、固相のまま炭化するフェノール樹脂、フラン樹
脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂を炭化りることに
よって得られるものである。ざらに、熱分解炭素は、メ
タン、プロパン、ベンゼン、アセチレンなどの炭化水素
ガスを７００〜２０００℃の水素ガス気流中に通すこと
によって得られる。
黒鉛化炭素は、いわゆる軟質炭素（ソフトカーボン）や
硬質炭素（ハードカーボン）、熱分解炭素などからなっ
ている。軟質炭素は、液層を経て炭化覆る石油重質油、
ビッヂ、アントラセンなどの多環芳香族化合物や１塩化
ビニル樹脂を炭化して得られるものである。また、硬質
炭素は、固相のまま炭化するフェノール樹脂、フラン樹
脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂を炭化りることに
よって得られるものである。ざらに、熱分解炭素は、メ
タン、プロパン、ベンゼン、アセチレンなどの炭化水素
ガスを７００〜２０００℃の水素ガス気流中に通すこと
によって得られる。
この発明の複合材料は、いろいろな方法によって製造す
ることができるが、次にその好ましい一例を示す。
ることができるが、次にその好ましい一例を示す。
１なわち、炭素繊維が短繊維である場合には、その短繊
維と、フェノール樹脂、フラン樹脂、ピッチなどの炭化
可能物質またはその溶液とを混合する。
維と、フェノール樹脂、フラン樹脂、ピッチなどの炭化
可能物質またはその溶液とを混合する。
次に、上記混合物を所望の複合材料の形状をした金型に
入れ、１〜１０００ＫＱ／ｃｍ２ 、好ましくは２０−
５００Ｋｇ／ｃＩ！１２の圧力を加えながら５０〜５０
０°Ｃに加熱し、その温度に数十分〜数時間保持して知
ＩＪｉ維と炭化可能物質との複合体を得る。
入れ、１〜１０００ＫＱ／ｃｍ２ 、好ましくは２０−
５００Ｋｇ／ｃＩ！１２の圧力を加えながら５０〜５０
０°Ｃに加熱し、その温度に数十分〜数時間保持して知
ＩＪｉ維と炭化可能物質との複合体を得る。
次に、上記複合体を不活性ガス気流中にて１〜ｂ
度で１０００〜３０００℃、好ましくは１５００〜３０
００ ’Ｃに加熱して上記炭化可能物質を炭化し、中間
体を得る。この、いわゆる焼成により、炭素繊維の周囲
に高黒鉛化炭素の層が形成される。
００ ’Ｃに加熱して上記炭化可能物質を炭化し、中間
体を得る。この、いわゆる焼成により、炭素繊維の周囲
に高黒鉛化炭素の層が形成される。
このどき、中間体にさらに上記炭化可能物質またはその
溶液を含浸し、それを再び上記条件で焼成すれば、高黒
鉛化炭素の層を複数層とづることができる。
溶液を含浸し、それを再び上記条件で焼成すれば、高黒
鉛化炭素の層を複数層とづることができる。
炭素繊維が連続繊維またはシートの形態である場合には
、それらに１−記炭化可能物質またはその溶液を含浸し
た後、適当な大きさまたは形状に裁断し、金型内に積層
づ−る。以下の工程は短繊維の場合と同様である。
、それらに１−記炭化可能物質またはその溶液を含浸し
た後、適当な大きさまたは形状に裁断し、金型内に積層
づ−る。以下の工程は短繊維の場合と同様である。
次に、上記中間体を圧力容器に入れ、その圧力容器内を
減圧した後再び上記炭化可能物質またはその溶液を注入
し、１０〜１０００ＫＯ／ｃｍ２、好ましくは１００〜
１０００ＫＯ／ｃｍ２の圧力を加えて中間体に含浸する
。
減圧した後再び上記炭化可能物質またはその溶液を注入
し、１０〜１０００ＫＯ／ｃｍ２、好ましくは１００〜
１０００ＫＯ／ｃｍ２の圧力を加えて中間体に含浸する
。
次に、炭化ｉＪ能動物質たは溶液を含浸した中間体を圧
力容器から取り出し、室温〜７０°Ｃで乾燥した後、１
５０〜５００℃、好ましくは１７０〜２５０ ℃で数十
分〜数十時間加熱し、さらに不活性ガス気流中にて１〜
ｂ ｔ）〜３００℃／時の昇温速度で６００〜２０００℃、
好ましくは１０００〜１５００℃まで加熱して上記炭化
可能物質を炭化する。ただし、このときの焼成温度は、
上記中間体を形成する場合のそれよりも低い。これによ
り、高黒鉛化炭素の層間に低黒鉛化炭素の層が形成され
る。なお、この場合もまた、上記高黒鉛化炭素の層を形
成したのと同様の方法によって、複数層の低黒鉛化炭素
の層を形成することができる。
力容器から取り出し、室温〜７０°Ｃで乾燥した後、１
５０〜５００℃、好ましくは１７０〜２５０ ℃で数十
分〜数十時間加熱し、さらに不活性ガス気流中にて１〜
ｂ ｔ）〜３００℃／時の昇温速度で６００〜２０００℃、
好ましくは１０００〜１５００℃まで加熱して上記炭化
可能物質を炭化する。ただし、このときの焼成温度は、
上記中間体を形成する場合のそれよりも低い。これによ
り、高黒鉛化炭素の層間に低黒鉛化炭素の層が形成され
る。なお、この場合もまた、上記高黒鉛化炭素の層を形
成したのと同様の方法によって、複数層の低黒鉛化炭素
の層を形成することができる。
この発明の複合材料は強度が高く、また耐熱性や耐摩耗
性も良好である。そのため、いろいろな用途に使用する
ことができる。たとえば、航空機、ロケット、人工衛星
の各種部品などの航空・宇宙用途に好適である。また、
自動車や航空機などのブレーキシューを構成覆ることが
できる。さらに、内燃機関のピストン、ピストンピン、
アペックスシール、コンロッドなどの構成材料どして好
適である。さらにまた、鉄道車両の集電用すり板、回転
電機のブラシ、電気機器の接点などを構成り−ることが
できる。
性も良好である。そのため、いろいろな用途に使用する
ことができる。たとえば、航空機、ロケット、人工衛星
の各種部品などの航空・宇宙用途に好適である。また、
自動車や航空機などのブレーキシューを構成覆ることが
できる。さらに、内燃機関のピストン、ピストンピン、
アペックスシール、コンロッドなどの構成材料どして好
適である。さらにまた、鉄道車両の集電用すり板、回転
電機のブラシ、電気機器の接点などを構成り−ることが
できる。
（ホ）この発明の効果
以下、実施例に基いて、この発明の複合材料の主として
効果を詳細に説明する。
効果を詳細に説明する。
実施例１
東し株式会社製炭素繊維織物＃６３４３ （炭素繊維の
焼成温度：約１３００℃、目付：約２００ｇ／ｍ２）に
フェノール樹脂の３０重給気メタノール溶液を含浸し、
室温で乾燥した後、織物の経糸方向が長手方向になるよ
うに長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍに裁断した。
焼成温度：約１３００℃、目付：約２００ｇ／ｍ２）に
フェノール樹脂の３０重給気メタノール溶液を含浸し、
室温で乾燥した後、織物の経糸方向が長手方向になるよ
うに長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍに裁断した。
次に、上記裁断片をそれど同じ大きさのキャビティーを
有する金型内に２０枚積み重ね、約１８０ＫＯ／ｃｍ２
の圧力を加えながら約り００℃／時の速度で約２００℃
まで貯温し、その温度に約１時間保持してフェノール樹
脂を硬化し、長さ１゜ＯＩＩｌｍ、幅５０ｎｕ＋、厚み
３．１ｍｍの炭素繊維／フェノール樹脂接合体を得た。
有する金型内に２０枚積み重ね、約１８０ＫＯ／ｃｍ２
の圧力を加えながら約り００℃／時の速度で約２００℃
まで貯温し、その温度に約１時間保持してフェノール樹
脂を硬化し、長さ１゜ＯＩＩｌｍ、幅５０ｎｕ＋、厚み
３．１ｍｍの炭素繊維／フェノール樹脂接合体を得た。
次に、上記複合体を窒素ガス気流中にて約り０℃／時の
速度で約１ｏｏｏ℃まで昇渇し、その温度に約１時間保
持してフェノール樹脂を炭化し、炭素繊維の体積含有率
が約７０％である複合材料を得た。この複合材料は、従
来の炭素繊維／炭素複合材料（以下、ＣＦＲＣという）
そのものである。以下、これを素月１という。
速度で約１ｏｏｏ℃まで昇渇し、その温度に約１時間保
持してフェノール樹脂を炭化し、炭素繊維の体積含有率
が約７０％である複合材料を得た。この複合材料は、従
来の炭素繊維／炭素複合材料（以下、ＣＦＲＣという）
そのものである。以下、これを素月１という。
一方、上記と全く同様にして合ｉｉｔ ６個の複合イホ
を作った。以下、これら６個の複合体をそれぞれＣ２、
Ｃ３、・・・・・・Ｃ７ど呼ぶことにする。
を作った。以下、これら６個の複合体をそれぞれＣ２、
Ｃ３、・・・・・・Ｃ７ど呼ぶことにする。
次に、上記６個の複合体を、それぞれ窒素ガス気流中に
て約り００℃／時の速度で、上記Ｃ２、Ｃ３は約１５０
０℃まで、Ｃ４、Ｃ５は約２２００℃まで、Ｃ６、Ｃ７
は約３０００℃までそれぞれ病温し、各温度に約１時間
保持し、炭素ＩＩ維の周りに高黒鉛化炭素の層を有する
中間体を得た。
て約り００℃／時の速度で、上記Ｃ２、Ｃ３は約１５０
０℃まで、Ｃ４、Ｃ５は約２２００℃まで、Ｃ６、Ｃ７
は約３０００℃までそれぞれ病温し、各温度に約１時間
保持し、炭素ＩＩ維の周りに高黒鉛化炭素の層を有する
中間体を得た。
以下、これら６個の中間体を複合体Ｃ２、Ｃ３、・・・
・・・Ｃ７に対応してそれぞれＣＧ２、ＣＣ３、・・・
・・・ＣＣ７と呼ぶことにする。
・・・Ｃ７に対応してそれぞれＣＧ２、ＣＣ３、・・・
・・・ＣＣ７と呼ぶことにする。
次に、上記中間体ＣＣ２、ＣＣ３、・・・・・・ＣＣ７
をそれぞれ圧力容器に入れ、その圧力容器内を約５ｎｕ
ａＨＱに減圧した後再び上記溶液を注入し、約１００Ｋ
Ｇ／ｃｍ２の圧力をかけて各中間体に含浸した後、約６
０℃で約２４時間乾燥し、さらに約２００℃で約２４時
間加熱してフェノール樹脂を硬化させた。さらに、窒素
ガス気流中にて約り０℃／時の速度で約１０００℃まで
昇温し、その温度に約１時間保持した。かかる操作を２
回繰り返した。ただし、ＣＣ３については最後にｉ ｏ
ｏ。
をそれぞれ圧力容器に入れ、その圧力容器内を約５ｎｕ
ａＨＱに減圧した後再び上記溶液を注入し、約１００Ｋ
Ｇ／ｃｍ２の圧力をかけて各中間体に含浸した後、約６
０℃で約２４時間乾燥し、さらに約２００℃で約２４時
間加熱してフェノール樹脂を硬化させた。さらに、窒素
ガス気流中にて約り０℃／時の速度で約１０００℃まで
昇温し、その温度に約１時間保持した。かかる操作を２
回繰り返した。ただし、ＣＣ３については最後にｉ ｏ
ｏ。
℃に昇温後さらに約１５００℃まで、ＣＣ５については
約２２００℃まで、ＣＣ７については約３ｏ ｏ ｏ
’ｃまでいずれも約り００℃／時の速度でｙ？温した後
にそれぞれの温度に約１時間保持した。
約２２００℃まで、ＣＣ７については約３ｏ ｏ ｏ
’ｃまでいずれも約り００℃／時の速度でｙ？温した後
にそれぞれの温度に約１時間保持した。
かくして、合計６種類の素材を得た。以下、これら素材
を中間体ＣＧ２、ＣＣ３、・・・・・・ＣＣ７に対応し
てそれぞれ素材２、素材３、・・・・・・素材７ど呼ぶ
ことにする。
を中間体ＣＧ２、ＣＣ３、・・・・・・ＣＣ７に対応し
てそれぞれ素材２、素材３、・・・・・・素材７ど呼ぶ
ことにする。
次に、」−記名素材１〜７から織物の経糸方向を長手方
向とする長さ８０１１１１１１．幅５ ｍｍ、厚み２ｍ
ｌｌ１ノ試験片を切り出した。以下、これら試験片を上
記素材１、素材２、・・・・・・素材７にそれぞれ対応
して試料１、試料２、・・・・・・試料７という。
向とする長さ８０１１１１１１．幅５ ｍｍ、厚み２ｍ
ｌｌ１ノ試験片を切り出した。以下、これら試験片を上
記素材１、素材２、・・・・・・素材７にそれぞれ対応
して試料１、試料２、・・・・・・試料７という。
次に、上記各試料について、株式会社島津製作所製万能
試験機ｌ５−２０００を用い、スパン間隔６０Ｉｌ１ｍ
、荷重印加速度２．５１１１ｍ／分の条件で３点曲げ強
度と曲げ弾性率を測定した。測定結果を第１表に示す。
試験機ｌ５−２０００を用い、スパン間隔６０Ｉｌ１ｍ
、荷重印加速度２．５１１１ｍ／分の条件で３点曲げ強
度と曲げ弾性率を測定した。測定結果を第１表に示す。
第１表から、２回目の焼成温度を最初の焼成温度よりも
低くし、最初の焼成によって炭素繊維の周りに高黒鉛化
炭素の層をまず形成し、次いで２回目の焼成によってそ
の高黒鉛化炭素の層間に低黒鉛化炭素の層を形成してな
る試料２．４および６、つまりこの発明の複合材料は、
試料１、つまり従来のＣＦＲＣにくらべて曲げ強度およ
び曲げ弾性率が著しく高い。また、２回の焼成をともに
同一温度で行ったために炭素の層が実質上ただ１つであ
る試料３．５および７に比較しても相当高いことがわか
る。
低くし、最初の焼成によって炭素繊維の周りに高黒鉛化
炭素の層をまず形成し、次いで２回目の焼成によってそ
の高黒鉛化炭素の層間に低黒鉛化炭素の層を形成してな
る試料２．４および６、つまりこの発明の複合材料は、
試料１、つまり従来のＣＦＲＣにくらべて曲げ強度およ
び曲げ弾性率が著しく高い。また、２回の焼成をともに
同一温度で行ったために炭素の層が実質上ただ１つであ
る試料３．５および７に比較しても相当高いことがわか
る。
第３図は試料６、つまりこの発明の、また第４図は試料
７、つまり従来の複合材料の破断面をそれぞれ示す走査
型電子顕微鏡写真くいずれも１゜００倍）であるが、試
料６の破断面では炭素繊維の引き抜けが観察されるのに
対し、試料７ではほとんど観察されない。なお、試料６
のラマンスペクトルを１４８０ｃｍ−１付近の半価幅で
みると、高黒鉛化炭素の層は約２４ｃｍ’とがなりシャ
ープであるが、低黒鉛化炭素の層では約８８ＣＩ１１−
’と大変ブロードである。
７、つまり従来の複合材料の破断面をそれぞれ示す走査
型電子顕微鏡写真くいずれも１゜００倍）であるが、試
料６の破断面では炭素繊維の引き抜けが観察されるのに
対し、試料７ではほとんど観察されない。なお、試料６
のラマンスペクトルを１４８０ｃｍ−１付近の半価幅で
みると、高黒鉛化炭素の層は約２４ｃｍ’とがなりシャ
ープであるが、低黒鉛化炭素の層では約８８ＣＩ１１−
’と大変ブロードである。
実施例２
実施例１と同様にして、合計７種類の試料、すなわら試
料８、試料９、・・・・・・試料１４を得た。ただし、
炭素繊Ｈ織物どしては、実施例１で使用したちのを約り
００℃／時の迷電で約２２００℃まで昇渇し、その温度
に約１時間保持して黒鉛化したものを使用した。
料８、試料９、・・・・・・試料１４を得た。ただし、
炭素繊Ｈ織物どしては、実施例１で使用したちのを約り
００℃／時の迷電で約２２００℃まで昇渇し、その温度
に約１時間保持して黒鉛化したものを使用した。
上記７種類の試料について、実施例１ど同様に曲げ強度
と曲げ弾性率を測定した。測定結果を第２表に示ず。
と曲げ弾性率を測定した。測定結果を第２表に示ず。
第２表から明らかなように、この発明の複合材料、つま
り試料−９，１１および１３は、そうでない他の複合材
料、つまり試料−１０，１２および１４に比較して曲げ
強度および曲げ弾性率が相当高い。このように、異なる
黒鉛化度の炭素繊維を使用しても同様の結果が得られる
。
り試料−９，１１および１３は、そうでない他の複合材
料、つまり試料−１０，１２および１４に比較して曲げ
強度および曲げ弾性率が相当高い。このように、異なる
黒鉛化度の炭素繊維を使用しても同様の結果が得られる
。
第１図はこの発明の複合材料の断面における炭素１１１
［の形状を示す走査型電子顕微鏡写真（倍率１００００
倍）、第２図は上記第１図のモデル図、第３図および第
４図はそれぞれこの発明および従来の複合材料の破断面
の炭素繊維の形状を示す走査型電子顕微鏡写真（倍率１
０００倍）である。 １：炭素繊維 ２：高黒鉛化炭素の層 ３：低黒鉛化炭素の層 特許出願人 東し株式会社 第 グ 図
［の形状を示す走査型電子顕微鏡写真（倍率１００００
倍）、第２図は上記第１図のモデル図、第３図および第
４図はそれぞれこの発明および従来の複合材料の破断面
の炭素繊維の形状を示す走査型電子顕微鏡写真（倍率１
０００倍）である。 １：炭素繊維 ２：高黒鉛化炭素の層 ３：低黒鉛化炭素の層 特許出願人 東し株式会社 第 グ 図
Claims (1)
- 炭素繊維と炭素との複合材料からなり、前記炭素はマト
リクスを形成しており、前記炭素マトリクスは黒鉛化度
が異なる少なくとも２つの炭素の層を有し、かつ黒鉛化
度の最も高い炭素の層が前記炭素繊維に接してその炭素
繊維の周りに形成されていることを特徴どする炭素繊維
／炭素複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045660A JPS60191057A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 炭素繊維／炭素複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045660A JPS60191057A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 炭素繊維／炭素複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191057A true JPS60191057A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12725528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59045660A Pending JPS60191057A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 炭素繊維／炭素複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60191057A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62180231U (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-16 | ||
| US4882103A (en) * | 1987-11-09 | 1989-11-21 | Mitsubishi Pencil Co., Ltd. | Process for producing carbon product having coarse and dense structure |
| US4998709A (en) * | 1988-06-23 | 1991-03-12 | Conoco Inc. | Method of making graphite electrode nipple |
| JPH03193664A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Nippon Steel Corp | 炭素繊維強化炭素複合材料 |
| KR20140058516A (ko) | 2011-07-28 | 2014-05-14 | 미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤 | 탄소 섬유 강화 탄소 복합체 및 그의 제조 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5532710A (en) * | 1978-08-23 | 1980-03-07 | Toho Beslon Co | Carbon fiber reinforced carbon friction material |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP59045660A patent/JPS60191057A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5532710A (en) * | 1978-08-23 | 1980-03-07 | Toho Beslon Co | Carbon fiber reinforced carbon friction material |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62180231U (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-16 | ||
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| JPH03193664A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Nippon Steel Corp | 炭素繊維強化炭素複合材料 |
| KR20140058516A (ko) | 2011-07-28 | 2014-05-14 | 미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤 | 탄소 섬유 강화 탄소 복합체 및 그의 제조 방법 |
| US10549503B2 (en) | 2011-07-28 | 2020-02-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Carbon fiber-reinforced carbon composite and method of manufacturing the same |
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