JPS6099006A - 炭化ケイ素繊維含有断熱材の製造方法 - Google Patents

炭化ケイ素繊維含有断熱材の製造方法

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JPS6099006A
JPS6099006A JP59212416A JP21241684A JPS6099006A JP S6099006 A JPS6099006 A JP S6099006A JP 59212416 A JP59212416 A JP 59212416A JP 21241684 A JP21241684 A JP 21241684A JP S6099006 A JPS6099006 A JP S6099006A
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silicon carbide
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heat insulating
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ジヨージ シイ.ウエイ
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、炭化ケイ素織射1を念力りるF17i熱材
料を製造づる方法I、:関するしのである。
〈従来の技術〉 宇宙空間やその他の高温用途に用いられる軽W4断熱材
料は、耐火性まlζは炭免賀繊訂1ど炭化しうる結合剤
との混合物を成形したものを熱処理することによって製
造されている。これらの炭素で結合せしめた炭素様r1
1t <炭素結合−t)J素繊維)材料は、黒鉛粒子を
添加覆ることによって一層効果的となる。しかしながら
、酸化体が高温で炭素に有害的に作用Jるの(゛、かに
うな高温に曝される炭素結合−炭本繊III 19i熱
月は還元雰囲気または中性雰囲気が維持される環境内の
使用に制限される。このflIIJ限は、無別y′J楳
軒1を結合する無機質マトリックスから1としくなる低
密度断熱材の開発にJ:つ(本質的に克服されIC0か
ような複合体は、無1火負繊絹(例えばシリカ)の成形
構造物にマトリックスを形成する無機質ゾルを含浸させ
たのち、ゲル化および硬化させることによって製造する
ことができ′る。
(qられた複合体は次いで乾燥し、マトリックスとなる
粒子を焼結させるのに1−分な温度で焼成りる。かくし
て製造された材料の物理的性質お、」;び断熱特性は、
炭素結合−炭素繊維断熱材に十分に匹敵し、その上、f
ill素含右環念力の高温計(パb使用づることができ
る。しかしながら、この材料を製造するために従来から
用いられている方法は煩雑であり、大量生産には好まし
く使用できない。
〈発明が解決しようとする問題点〉 この発明は、酸化雰囲気中で断熱材として使用りるため
の、高温でSiCにより結合゛μしめたSiC繊維繊維
力行る軽量複合体を製造する簡便なhvlを1;y供り
ることである。
この発明のムう1つの目的は、緻密な、高強瓜、高靭性
、抗酸化↑11のSiC複合体をつくるのtこ用いられ
るSiC結合−8iCl維複合体ル〕A−ムを製造りる
ための簡便な方法を提供することである。
〈問題点を解決りるための手段〉 この発明方法に用いられる出発材料は、米国特許第3,
577.344号に記載の方法にJ、り製3^された炭
素粘合−炭素繊維複合体を用いることができる。この炭
素結合−炭素繊III祠filは、黒fil容器内に入
れたコロイドケイ酸とカーボンシーフックとの1:1モ
ル比況合物中に埋め込まれる。
この黒鉛容器にカバーをし、アルゴン雰囲気下で黒鉛炉
内に置き、1600℃に加熱りる。これらの条件下でコ
ロイドケイ酸とカーボンシラ・ンクは下記式に従って反
応Jる: > 1550℃ 5ioL+c−−−→Si OI CO・・・(1)(
ガス) (ガス) 次にSiOガスは炭素繊維複合体中に浸透し、炭素繊維
と反応、結合し、F記載に従つC1美化ケイ素複合体を
生成する: > 1550℃ S、i 0+2CSi C+GO・・・(2)(ガス)
 (ガス) かくして生成されたSiC織紺賀複合体は、約80〜9
0%の気孔度をもつが、十分な剛性をイjしてa3す、
11−の断熱材として、あるいはSiC含浸高密度複合
体用の繊維プレフォームとしで使用される。
炭素C結合μしめた炭素繊維からなる複合体は、切断レ
ーヨン前駆体炭素繊維と炭化しうる結合剤とを用い、水
スラリーから真空成形し炭化JることにJ:つC生成さ
れ、この発明におけるSiC複合体の出発材料とし−C
用いられる。
この炭素結合−炭素IJlil(を複合体の高密度は0
.2へ・(1,3g、、’ccの範囲ひある。この材料
は、半密閉型黒鉛容器内に入れたコロイダルケイ酸とカ
ーボンブラックとからなる混合物(1:1モル比)中に
充111′!される。充填粉末混合物は上記(1)式に
より反応りる。次にSiOガスが炭素繊維複合体中に浸
透L・、炭素繊維と反応、結合し、上記(2)式により
炭化ケイ素複合体を生成する。
これらの反応はアルゴン中で1 !i 50℃以上の;
扁庶で進行する。かくして生成されたSiC繊帷複合体
は約80〜90%の気孔度をもつが、」分な剛性を有し
、単一の断熱材として、あるいはSiC含浸高密度複合
体用の繊維ブレフA−ムとして使用できる。
〈実施例〉 l og(7):]ロー1’ トケイ酸(Cabosi
l fv15米国 Cabot Corp製)を2gの
カーボンシラツ’)(Pls目black N 330
)と水’l (1(l c c申でワーリングブレンダ
ーを用いて混合した11次にこの混合物を空気中で12
0℃、 1611:1間乾燥し乾燥混合物を乳鉢と乳棒
で粉砕した。iW (=J黒鉛容器内にこのシリカと炭
素の粉砕混合物4入れ炭素結合−炭素繊維プレフA−ム
(1信庶0.2097cc、炭素繊維と炭素結合剤の直
空成形品を炭化(1600℃)して作製したもの〕をこ
の混合物中に充填した。これらの反応物を黒ξ4)炉内
゛CAr雰囲気下、1600℃、1時間加熱しC1密度
約0.3 a/ccのSiC粘合〜SiC繊維複合体を
生成した。
このSiC複合体を走査電子顕微鏡とX線回折を用いて
試験した結果、SIC結合−8iC繊維の網目状微細構
造は約80〜90%の開放気孔+Q (open po
rosity )をもっていた。このSiC複合体は十
分な剛性を有しているため取扱いやツク、その熱伝導率
は非常に低い(空気中r25℃テ〜0,08 W/ m
−K、 1600℃で〜 0,27 W/ m−K )
 。
〈発明の効果〉 この発明方法は非常に単純であるため、繊維状SiC断
熱祠の人聞生産を有利にさせるものである。ガス状S1
0は制御しやすい吸熱反応によって発生され、炭素繊維
複合体を浸透して炭素と均一に反応づる。生成物である
SiC繊維複合体は剛性のある断熱材であり、−化物様
11f Ii熱祠よりも司法安定性が良好であり、炭素
繊維複合体より6抗酸化性が良好である。
この発IUは、上述した実施例に限定されることはなく
、特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることは当
業者にとって容易に理解できよう。例えば、ガス状Si
Oを第1の容器内で発生させ、次に、炭素繊維からなる
前駆物″i1を保持している第2の容器内を通過さμる
J、うにりることも可能である。
特許出願人 アメリカ合衆国 代 理 人 尾 股 ?i 雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、炭素繊緒が炭素結合剤により結合されてなる前駆体
    月利を生成する工程、および前記前駆体+A判をガス状
    sioと接触させることによつ(該I料中の炭素様ll
    lA3よび炭素結合剤をS’Cへ転化ジる工程からなる
    ことを特徴と7る炭化ケイ素繊紐含イi断熱材の製造方
    法。 2、前記前駆体月利をシリカと炭素との混合物と接触さ
    せ1前記前駆体材料と前記混合物とを加熱づることによ
    ってシリカと炭素をSiOへ転化4る特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3、シリカと炭素との前記混合物を前、記前駆体材料の
    周囲に配Uして加熱づることによってOjj記混記動合
    物iOへ転化Jる特許請求の範囲第2項記載の方法。
JP59212416A 1983-10-12 1984-10-09 炭化ケイ素繊維含有断熱材の製造方法 Pending JPS6099006A (ja)

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