JPS635349B2 - - Google Patents
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- JPS635349B2 JPS635349B2 JP58162433A JP16243383A JPS635349B2 JP S635349 B2 JPS635349 B2 JP S635349B2 JP 58162433 A JP58162433 A JP 58162433A JP 16243383 A JP16243383 A JP 16243383A JP S635349 B2 JPS635349 B2 JP S635349B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は高性能の炭素複合材料の製造方法に関
するものである。
するものである。
（従来技術とその問題点）
炭素繊維強化炭素複合材料（以下CFRCと記載
する）は主として気相化学蒸着法（以下CVD法
と記載する）、液相含浸法により製造されている。
CVD法は高温に熱した炭素繊維基材上に、減圧
下で炭化水素ガスを接触させ、炭素原子を基材上
に沈積させる方法であり、液相含浸法は炭素繊維
基材に液状レジンまたは溶融ピツチ等のマトリツ
クス材料を含浸させ炭化焼成する。このときマト
リツクス材料の揮発成分が抜けることにより、微
細な空孔を生じるため、材料強度を上げるために
は含浸焼成をくり返す必要がある。
する）は主として気相化学蒸着法（以下CVD法
と記載する）、液相含浸法により製造されている。
CVD法は高温に熱した炭素繊維基材上に、減圧
下で炭化水素ガスを接触させ、炭素原子を基材上
に沈積させる方法であり、液相含浸法は炭素繊維
基材に液状レジンまたは溶融ピツチ等のマトリツ
クス材料を含浸させ炭化焼成する。このときマト
リツクス材料の揮発成分が抜けることにより、微
細な空孔を生じるため、材料強度を上げるために
は含浸焼成をくり返す必要がある。
CVD法、含浸法いずれにおいても複雑かつ長
期の工程を要し、このことがCFRCの高価格の原
因の一つとなつている。このためCFRCは高温強
度、化学的安定等すぐれた材料特性があるにも拘
らず、現在実用化されているのは経済的制約の少
ない宇宙航空産業の分野等に限られている。
期の工程を要し、このことがCFRCの高価格の原
因の一つとなつている。このためCFRCは高温強
度、化学的安定等すぐれた材料特性があるにも拘
らず、現在実用化されているのは経済的制約の少
ない宇宙航空産業の分野等に限られている。
一方最近繊維強化を行なわない通常の炭素材料
においては液状マトリツクス材料を用いずに、炭
素微粉末を直接、炭化焼成することにより簡便に
炭素材料を製造することが行われるようになつ
た。この方法はすでに熱処理を行なつたマトリツ
クス材料を用いるために、マトリツクスの揮発分
が少ないため短時間の焼成にて高密度の炭素材料
を得ることが出来るという利点がある。この炭素
微粉末を炭素繊維基材に混入し焼成をすれば直ち
に簡便なるCFRCが製造出来ることは誰しも期待
する所であるが、実際には炭素繊維基材に炭素粉
末を均一に混合することが非常に困難であり、良
好なCFRCを作ることが出来ない。
においては液状マトリツクス材料を用いずに、炭
素微粉末を直接、炭化焼成することにより簡便に
炭素材料を製造することが行われるようになつ
た。この方法はすでに熱処理を行なつたマトリツ
クス材料を用いるために、マトリツクスの揮発分
が少ないため短時間の焼成にて高密度の炭素材料
を得ることが出来るという利点がある。この炭素
微粉末を炭素繊維基材に混入し焼成をすれば直ち
に簡便なるCFRCが製造出来ることは誰しも期待
する所であるが、実際には炭素繊維基材に炭素粉
末を均一に混合することが非常に困難であり、良
好なCFRCを作ることが出来ない。
例えば粉末を直接繊維基材中に入れる代りに、
液体中に分散させスラリー状となし、炭素繊維基
材中に浸入させ、乾燥させる方法は混入量が安定
せず、乾燥時に脱落等を起こしやすいという欠点
がある。また上記スラリー法は濃度が高いと浸入
しにくく、濃度が低いと浸入しやすいが充分な浸
入量が得られないという欠点がある。また繊維基
材との密着性も充分ではない。
液体中に分散させスラリー状となし、炭素繊維基
材中に浸入させ、乾燥させる方法は混入量が安定
せず、乾燥時に脱落等を起こしやすいという欠点
がある。また上記スラリー法は濃度が高いと浸入
しにくく、濃度が低いと浸入しやすいが充分な浸
入量が得られないという欠点がある。また繊維基
材との密着性も充分ではない。
（発明の構成）
本発明は炭素繊維強化炭素複合材料の簡便なる
製造方法に関するもので、特に上述の問題点を解
決した、炭素繊維基材と炭素微粉末の均一な混合
方法に関するものである。
製造方法に関するもので、特に上述の問題点を解
決した、炭素繊維基材と炭素微粉末の均一な混合
方法に関するものである。
本発明では、
炭素繊維基材上にマトリツクス炭素微粉末を不
可逆的に付着させ、一度付着した微粉末が脱落し
にくくする。
可逆的に付着させ、一度付着した微粉末が脱落し
にくくする。
炭素粉末の付着量をコントロールする。
基材全体に均一に付着させる、等を実現するた
め、炭素繊維自体に導電性があることに着目し、
電気的に炭素粉末を基材上に析出させる方法を発
明した。
め、炭素繊維自体に導電性があることに着目し、
電気的に炭素粉末を基材上に析出させる方法を発
明した。
即ちいわゆる電気泳動沈積法を用いることによ
り、効果的に炭素微粉末を基材上に折出させるこ
とに成功した。この方法について詳しく記述する
と、炭素粉末を電気泳動させるためには、液体中
で荷電させることが必要である。炭素粉末粒子は
そのままでは荷電しないから、電荷を運ぶ担体を
炭素粒子に付着させこの担体により電気泳動を起
こさせる。この時に使用する担体は炭素粒子に付
着しかつ液体中で電離するものならば使用可能で
あるが、基材上に析出後除去する必要があり、電
着塗装用に用いられるポリカルボン酸系樹脂（ア
ニオン系）、ポリアミノ酸（カチオン系）等が使
用できる。また炭素粉末は十分に微細化する必要
があり、実用的には40μｍ以下の粒径であること
が望ましい。
り、効果的に炭素微粉末を基材上に折出させるこ
とに成功した。この方法について詳しく記述する
と、炭素粉末を電気泳動させるためには、液体中
で荷電させることが必要である。炭素粉末粒子は
そのままでは荷電しないから、電荷を運ぶ担体を
炭素粒子に付着させこの担体により電気泳動を起
こさせる。この時に使用する担体は炭素粒子に付
着しかつ液体中で電離するものならば使用可能で
あるが、基材上に析出後除去する必要があり、電
着塗装用に用いられるポリカルボン酸系樹脂（ア
ニオン系）、ポリアミノ酸（カチオン系）等が使
用できる。また炭素粉末は十分に微細化する必要
があり、実用的には40μｍ以下の粒径であること
が望ましい。
炭素粉末と同時に炭素材料の焼結を促進する添
加物及び耐熱性向上のためのセラミツクス粉末を
基材上に析出させることも可能である。
加物及び耐熱性向上のためのセラミツクス粉末を
基材上に析出させることも可能である。
また実際の作業に当つては液の撹拌、基材の回
転、揺動、超音波等による液及び基材の加振等に
より基材全体に均一に炭素粉末を付着させる工夫
が必要である。
転、揺動、超音波等による液及び基材の加振等に
より基材全体に均一に炭素粉末を付着させる工夫
が必要である。
このようにして基材上にマトリツクス炭素粉末
を沈積させたのち、乾燥により液体成分を除去し
たあと、300〜500℃に加熱し担体を分解炭化させ
る。この段階において担体の残査を少量含み、炭
素繊維基材上に所望量の炭素マトリツクス粉末が
付着した、炭素繊維―炭素粉末混合体が得られ
る。このようにして得られた混合体は使用するマ
トリツクス炭素粉末の性質により常圧焼成、加圧
焼成あるいは両者の組合せにより焼成しCFRCと
する。焼成温度はCFRCの用途により異なるが通
常1000〜3000℃の範囲である。
を沈積させたのち、乾燥により液体成分を除去し
たあと、300〜500℃に加熱し担体を分解炭化させ
る。この段階において担体の残査を少量含み、炭
素繊維基材上に所望量の炭素マトリツクス粉末が
付着した、炭素繊維―炭素粉末混合体が得られ
る。このようにして得られた混合体は使用するマ
トリツクス炭素粉末の性質により常圧焼成、加圧
焼成あるいは両者の組合せにより焼成しCFRCと
する。焼成温度はCFRCの用途により異なるが通
常1000〜3000℃の範囲である。
次に本発明の実施例につき説明する。
（実施例）
(i) 自己焼結性のあるコークス粉末を更に微粉砕
し平均粒径2μｍのマトリツクス微粉末を作成
した。
し平均粒径2μｍのマトリツクス微粉末を作成
した。
(ii) 上記粉末をアクリルアマイド系樹脂とよく混
練したのち、浴液に分散させいわゆるカチオン
系塗料の状態とした。
練したのち、浴液に分散させいわゆるカチオン
系塗料の状態とした。
(iii) 次にPAN系の炭素繊維織布を用意しこれを
陰極とし、対向する陽極としては炭素板を用い
上記浴液中に浸漬し約200Vの電圧を印加し、
よく撹拌混合しながら10分間通電した。
陰極とし、対向する陽極としては炭素板を用い
上記浴液中に浸漬し約200Vの電圧を印加し、
よく撹拌混合しながら10分間通電した。
(iv) 得られた混合体を100℃で１時間乾燥後、500
℃にて３時間加熱し揮発分を除いた。
℃にて３時間加熱し揮発分を除いた。
(v) 更に不活性雰囲気中で2000℃−２時間加圧焼
結した。加圧力は200Kg／cm2。
結した。加圧力は200Kg／cm2。
(vi) 得られたCFRCは含浸法によるものと比較し
てすぐれた強度を示した。
てすぐれた強度を示した。
（発明の効果）
本発明によれば機械強度に秀れ、密度が高く、
均質で、耐熱性の良好な炭素複合材料が製造出来
る。
均質で、耐熱性の良好な炭素複合材料が製造出来
る。
Claims (1)
- １ 焼結可能な炭素の微粉末に、液体中にてイオ
ン化しうる担体を付着させたのち液体中に分散さ
せ、その後炭素繊維基材と対向電極を該分散液に
浸漬し、炭素繊維基材と対向電極との間に直流電
圧を印加し、電気泳動により炭素微粉末と担体を
炭素繊維基材上に沈積させる。これによつて得ら
れた炭素繊維―炭素粉末混合体を加熱により担体
を分解もしくは揮散させたのち焼成することを特
徴とする炭素複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58162433A JPS6054974A (ja) | 1983-09-03 | 1983-09-03 | 炭素複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58162433A JPS6054974A (ja) | 1983-09-03 | 1983-09-03 | 炭素複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6054974A JPS6054974A (ja) | 1985-03-29 |
| JPS635349B2 true JPS635349B2 (ja) | 1988-02-03 |
Family
ID=15754516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58162433A Granted JPS6054974A (ja) | 1983-09-03 | 1983-09-03 | 炭素複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054974A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3828133A1 (en) | 2019-11-29 | 2021-06-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Mesoporous carbon and manufacturing method of the same, and polymer electrolyte fuel cell |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231222A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭素繊維強化炭素複合材料の製造方法 |
-
1983
- 1983-09-03 JP JP58162433A patent/JPS6054974A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3828133A1 (en) | 2019-11-29 | 2021-06-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Mesoporous carbon and manufacturing method of the same, and polymer electrolyte fuel cell |
| KR20210067902A (ko) | 2019-11-29 | 2021-06-08 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 메소 다공 카본 및 그 제조 방법, 그리고 고체 고분자형 연료 전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6054974A (ja) | 1985-03-29 |
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