JPS61197472A - 炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素複合体の製造方法 - Google Patents
炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素複合体の製造方法Info
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- JPS61197472A JPS61197472A JP60038295A JP3829585A JPS61197472A JP S61197472 A JPS61197472 A JP S61197472A JP 60038295 A JP60038295 A JP 60038295A JP 3829585 A JP3829585 A JP 3829585A JP S61197472 A JPS61197472 A JP S61197472A
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- sic
- composite
- continuous fiber
- fiber reinforced
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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】
ａ 産業上の利用分野
この発明はセラミックガスタービンエンジン用タービン
ブレード等に好適に使用されるＳｉＣセラミック体の製
造方法に関し、特に高靭性であシ、マトリックスと等熱
膨張のＳｉＣ連続繊維強化ＳｉＣ複合体の製造方法に関
するものである。
ブレード等に好適に使用されるＳｉＣセラミック体の製
造方法に関し、特に高靭性であシ、マトリックスと等熱
膨張のＳｉＣ連続繊維強化ＳｉＣ複合体の製造方法に関
するものである。
ｂ 従来の技術
周知のように８ｉ０は高温強度が大きいため、高温構造
材料として有望な材質である。この材質は通常焼結体と
して使用される場合が多い。従来、繊維によって材料を
強化することは種々行われておシ、例えば繊維強化プラ
スチツク複合体（例えば炭素繊維強化／エポキシ樹脂）
あるいは繊維強化金属（例えばボロン繊維強化／アルミ
ニウム）合体の強度を大きくし、かつ亀裂の伝播に抵抗
する点では後者の場合、すなわち連続繊維を用いた方が
望ましく、今次にも一方向強化型炭化ケイ素セラミツレ
体（例えば特公昭５８−９５６４８号公報）、ＳｉＣウ
ィスカー繊維で強化したＳｉＣ焼結体（例えば窯業基礎
討論会予稿集（昭６０．１月））に関する試みが行われ
ている。
材料として有望な材質である。この材質は通常焼結体と
して使用される場合が多い。従来、繊維によって材料を
強化することは種々行われておシ、例えば繊維強化プラ
スチツク複合体（例えば炭素繊維強化／エポキシ樹脂）
あるいは繊維強化金属（例えばボロン繊維強化／アルミ
ニウム）合体の強度を大きくし、かつ亀裂の伝播に抵抗
する点では後者の場合、すなわち連続繊維を用いた方が
望ましく、今次にも一方向強化型炭化ケイ素セラミツレ
体（例えば特公昭５８−９５６４８号公報）、ＳｉＣウ
ィスカー繊維で強化したＳｉＣ焼結体（例えば窯業基礎
討論会予稿集（昭６０．１月））に関する試みが行われ
ている。
Ｃ発明が解決しようとする問題点
ＳｉＣは構造材料として使用する場合は、脆性であると
いう本質的な欠点をもっている。従って一度亀裂が発生
すると、それは全焼結体を容易に伝播して破壊を起こす
。これはＳｉＣ焼結体の表面エネルギーが小さいためで
、複合化することにより表面エネルギーの大きなＳｉＣ
焼結体を作る必要がある。この場合導入され、る強化相
は亀裂の伝播に対して強い抵抗を示し、マトリックスで
あるＳｉＣと化学的に結合し、また熱による内部歪を小
さくする必要があり、熱膨張係数等がマトリックスのそ
れに近い値を示すものが望ましい。
いう本質的な欠点をもっている。従って一度亀裂が発生
すると、それは全焼結体を容易に伝播して破壊を起こす
。これはＳｉＣ焼結体の表面エネルギーが小さいためで
、複合化することにより表面エネルギーの大きなＳｉＣ
焼結体を作る必要がある。この場合導入され、る強化相
は亀裂の伝播に対して強い抵抗を示し、マトリックスで
あるＳｉＣと化学的に結合し、また熱による内部歪を小
さくする必要があり、熱膨張係数等がマトリックスのそ
れに近い値を示すものが望ましい。
ｄ 問題を解決するための手段
脆性であり、表面エネルギーが小さいという欠点を補う
方法として、ＳｉＣ焼結体の中え色々異なった相を導入
することによって亀裂の伝播を起こりにくくすることが
考えられる（高靭性化）。
方法として、ＳｉＣ焼結体の中え色々異なった相を導入
することによって亀裂の伝播を起こりにくくすることが
考えられる（高靭性化）。
すなわち複合化することによって表面エネルギーの大き
なＳｉＣ焼結材料を作ることができる。熱膨張係数等が
マトリックスのそれに近い値を示すものとして、８ｉ０
連続繊維で強化した８ｉ０焼結体の方が構造材料として
好ましい。
なＳｉＣ焼結材料を作ることができる。熱膨張係数等が
マトリックスのそれに近い値を示すものとして、８ｉ０
連続繊維で強化した８ｉ０焼結体の方が構造材料として
好ましい。
０作用
末法は、まず炭素繊維またはＳｉＣ繊維を成る形に成形
あるいは布に織りあげ、これにフェノール樹脂またはフ
ラン樹脂のような熱硬化性樹脂にＳｉＣ１８ｉ３Ｎ４、
Ｓ ｉ ０２、Ｓｉ等の微粒子を混ぜたものを含浸し、
常温〜２００℃で硬化後、不活性ガス（例えばアルゴン
ガス）中で１０００℃で炭化して、繊維の間隙を炭素で
埋めたＳｉＣ又は炭素繊維炭素複合体を作る。次にこの
複合体に液状Ｓｉを浸透させ、不活性ガス（例えばアル
ゴンガス）中で１４５０℃以上の温度で加熱処理して、
炭素マトリックス部分を８ｉＯ化する。このようにして
ＳｉＣ連続繊維強化ＳｉＣ複合体を製造できる。かくし
てＳｉＯの高靭性化および表面エネルギーの増大が可能
である。繊維もマトリックス部分も同一物質なので、熱
膨張係数も等しく、熱による内部歪を小さくすることが
でき、構造材料として最適である。
あるいは布に織りあげ、これにフェノール樹脂またはフ
ラン樹脂のような熱硬化性樹脂にＳｉＣ１８ｉ３Ｎ４、
Ｓ ｉ ０２、Ｓｉ等の微粒子を混ぜたものを含浸し、
常温〜２００℃で硬化後、不活性ガス（例えばアルゴン
ガス）中で１０００℃で炭化して、繊維の間隙を炭素で
埋めたＳｉＣ又は炭素繊維炭素複合体を作る。次にこの
複合体に液状Ｓｉを浸透させ、不活性ガス（例えばアル
ゴンガス）中で１４５０℃以上の温度で加熱処理して、
炭素マトリックス部分を８ｉＯ化する。このようにして
ＳｉＣ連続繊維強化ＳｉＣ複合体を製造できる。かくし
てＳｉＯの高靭性化および表面エネルギーの増大が可能
である。繊維もマトリックス部分も同一物質なので、熱
膨張係数も等しく、熱による内部歪を小さくすることが
でき、構造材料として最適である。
ｆ 実施例
１）ＳｉＣ繊維を成る形に成形、あるいは布に織シあげ
る。フラン樹脂に重量で約１．６％の硬化剤と重量比で
約２０％のβ−ＳｉＣ粉末を添加し、よく攪拌した液体
中にＳｉＣ繊維を浸したものを、糸巻枠に巻きあげ、約
７０℃で硬化させる。つぎ合体である。この複合体に液
状Ｓｉを浸透させ、アルゴンガス中で１５５０℃、３ｈ
ｒ加熱処理して炭素マトリックス部をＳｉＣ化し、Ｓｉ
Ｃ連続繊維強化ＳｉＣ複合体とする。出来上った複合体
の粉末Ｘ線回折の結果は主成分がβ−ＳｉＣであシ、少
量の炭素または金属Ｓｉを含んでいる。複合体の粉末Ｘ
線回折結果を表１に、化学分析値を表２に示す。
る。フラン樹脂に重量で約１．６％の硬化剤と重量比で
約２０％のβ−ＳｉＣ粉末を添加し、よく攪拌した液体
中にＳｉＣ繊維を浸したものを、糸巻枠に巻きあげ、約
７０℃で硬化させる。つぎ合体である。この複合体に液
状Ｓｉを浸透させ、アルゴンガス中で１５５０℃、３ｈ
ｒ加熱処理して炭素マトリックス部をＳｉＣ化し、Ｓｉ
Ｃ連続繊維強化ＳｉＣ複合体とする。出来上った複合体
の粉末Ｘ線回折の結果は主成分がβ−ＳｉＣであシ、少
量の炭素または金属Ｓｉを含んでいる。複合体の粉末Ｘ
線回折結果を表１に、化学分析値を表２に示す。
表１ 複合体のＸ線回折
表２ 複合体の化学分析値
２）フラン樹脂に重量で約１．６％の硬化剤と重量比で
約２０％のβ−ＳｉＣ粉末を添加し、よく攪拌した液体
中に炭素繊維を浸したものを糸巻枠に巻きあげ、約７０
℃で硬化させる。次にこの巻きとったものをアルゴンガ
ス中で常温〜１０００℃まで５℃／■で加熱して炭化す
る。
約２０％のβ−ＳｉＣ粉末を添加し、よく攪拌した液体
中に炭素繊維を浸したものを糸巻枠に巻きあげ、約７０
℃で硬化させる。次にこの巻きとったものをアルゴンガ
ス中で常温〜１０００℃まで５℃／■で加熱して炭化す
る。
このようにして出来上ったものは、一方向に繊維が並ん
で、その間隙を炭素とβ−ＳｉＣ粉末で埋めた炭素繊維
で強化された複合体である。この複合体を、実施例Ｏと
同様に液状Ｓｉを浸透させ、更に炭素繊維部及び炭素マ
トリックス部をＳｉＣ化し、ＳｉＣ連続繊維強化ＳｉＣ
複合体とする。
で、その間隙を炭素とβ−ＳｉＣ粉末で埋めた炭素繊維
で強化された複合体である。この複合体を、実施例Ｏと
同様に液状Ｓｉを浸透させ、更に炭素繊維部及び炭素マ
トリックス部をＳｉＣ化し、ＳｉＣ連続繊維強化ＳｉＣ
複合体とする。
出来上がった複合体は、実施例１）と同様に、主成分が
β−ＳｉＣであり、少量の金属Ｓｉを含んでいる。
β−ＳｉＣであり、少量の金属Ｓｉを含んでいる。
ｇ 発明の効果
本発明は以上説明したように、繊維部とマトリックス部
が同質のＳｉＯであるので高靭性であり、表面エネルギ
ーも大きく、従来からあるＳｉＣセラミック複合体よシ
も高強度であり、構造材料として使用する場合、セラミ
ックガスタービンエンジン用タービングレード等に最適
である。
が同質のＳｉＯであるので高靭性であり、表面エネルギ
ーも大きく、従来からあるＳｉＣセラミック複合体よシ
も高強度であり、構造材料として使用する場合、セラミ
ックガスタービンエンジン用タービングレード等に最適
である。
Claims (1)
- 熱硬化性樹脂にＳｉＣ、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、ＳｉＯ＿２、
Ｓｉ粉を混ぜたものを含浸した炭素またはＳｉＣ繊維成
形体を常温〜２００℃で硬化後、不活性ガス中で１００
０℃で炭化し、炭化後液状Ｓｉを不活性ガス中で１４５
０℃以上の温度で浸透させて加熱処理してＳｉＣ又は炭
素繊維／ＳｉＣマトリックス複合体とすることを特徴と
するＳｉＣ連続繊維強化ＳｉＣ複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038295A JPS61197472A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038295A JPS61197472A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素複合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197472A true JPS61197472A (ja) | 1986-09-01 |
| JPH0313194B2 JPH0313194B2 (ja) | 1991-02-21 |
Family
ID=12521316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60038295A Granted JPS61197472A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61197472A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63288974A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 繊維強化セラミックスの製造方法 |
| JPH01131059A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 炭化珪素質炉芯管の製造方法 |
| JPH01264969A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-10-23 | Toyo Tanso Kk | β−炭化珪素成形体及びその製造法 |
| JPH0365570A (ja) * | 1989-04-14 | 1991-03-20 | General Electric Co <Ge> | 繊維強化セラミックマトリックス複合部材およびその製造方法 |
| JP2001505522A (ja) * | 1996-12-02 | 2001-04-24 | サン−ゴバン インダストリアル セラミックス，インコーポレイティド | 炭化珪素強化炭化珪素複合材料 |
| JP2016118482A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | イビデン株式会社 | 原子炉構造物の製造方法 |
| JP2018199589A (ja) * | 2017-05-25 | 2018-12-20 | イビデン株式会社 | ＳｉＣ繊維／ＳｉＣ複合材の製造方法 |
| CN109095936A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-28 | 聂志强 | 一种氮化硅陶瓷材料的增韧处理工艺 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57135776A (en) * | 1981-02-12 | 1982-08-21 | Ngk Spark Plug Co | Manufacture of sic sintered body |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP60038295A patent/JPS61197472A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57135776A (en) * | 1981-02-12 | 1982-08-21 | Ngk Spark Plug Co | Manufacture of sic sintered body |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63288974A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 繊維強化セラミックスの製造方法 |
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| JPH01264969A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-10-23 | Toyo Tanso Kk | β−炭化珪素成形体及びその製造法 |
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| JP2001505522A (ja) * | 1996-12-02 | 2001-04-24 | サン−ゴバン インダストリアル セラミックス，インコーポレイティド | 炭化珪素強化炭化珪素複合材料 |
| JP2016118482A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | イビデン株式会社 | 原子炉構造物の製造方法 |
| WO2016104337A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | イビデン株式会社 | 原子炉構造物の製造方法 |
| JP2018199589A (ja) * | 2017-05-25 | 2018-12-20 | イビデン株式会社 | ＳｉＣ繊維／ＳｉＣ複合材の製造方法 |
| CN109095936A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-28 | 聂志强 | 一种氮化硅陶瓷材料的增韧处理工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313194B2 (ja) | 1991-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |