JPWO2018062051A1 - Silicon carbide composite sintered body and method for producing the same - Google Patents

Silicon carbide composite sintered body and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JPWO2018062051A1
JPWO2018062051A1 JP2018542524A JP2018542524A JPWO2018062051A1 JP WO2018062051 A1 JPWO2018062051 A1 JP WO2018062051A1 JP 2018542524 A JP2018542524 A JP 2018542524A JP 2018542524 A JP2018542524 A JP 2018542524A JP WO2018062051 A1 JPWO2018062051 A1 JP WO2018062051A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon
less
silicon carbide
sintered body
composite sintered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018542524A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6695436B2 (en
Inventor
友 山内
友 山内
池田 吉紀
吉紀 池田
淳史 添田
淳史 添田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Publication of JPWO2018062051A1 publication Critical patent/JPWO2018062051A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6695436B2 publication Critical patent/JP6695436B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Abstract

本発明は、電磁波吸収体として有用な新規な炭化ケイ素複合焼結体及びその製造方法を提供することを目的とする。本発明は、第1の炭素系材料である炭素繊維を含む、炭化ケイ素複合焼結体に関する。また、本発明は、シリコンナノ粒子及び炭素繊維を含む炭素系材料を少なくとも含有する焼結用組成物を焼結することを含む、そのような炭化ケイ素複合焼結体の製造方法に関する。  An object of this invention is to provide the novel silicon carbide composite sintered compact useful as an electromagnetic wave absorber, and its manufacturing method. The present invention relates to a silicon carbide composite sintered body including carbon fibers that are first carbon-based materials. Moreover, this invention relates to the manufacturing method of such a silicon carbide compound sintered compact including sintering the composition for sintering containing at least the carbonaceous material containing a silicon nanoparticle and carbon fiber.

Description

本発明は、炭化ケイ素複合焼結体及びその製造方法に関する。特に、本発明は、ギガヘルツ(GHz)領域の高周波を吸収する電磁波吸収体として有用な炭化ケイ素複合焼結体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a silicon carbide composite sintered body and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a silicon carbide composite sintered body useful as an electromagnetic wave absorber that absorbs high frequencies in the gigahertz (GHz) region and a method for manufacturing the same.

電気信号の高速化及び高周波数化に起因して、デジタル電子機器、自動車、船舶航空機等から発生するノイズもGHz帯域へと高周波数化している。このようなノイズによって、電子機器の誤作動、情報の漏洩、電波障害等の問題がある。   Due to the increase in the speed and frequency of electrical signals, noise generated from digital electronic devices, automobiles, marine aircraft, and the like has also increased to the GHz band. Such noise causes problems such as malfunction of electronic devices, information leakage, and radio interference.

そこで、従来から、電磁波吸収体を用いて高周波ノイズが除去されている。電磁波吸収体は、様々な装置、移動体、建物等に設置するため、耐候性、耐熱性、耐衝撃性、耐摩耗性等を有する必要がある。   Therefore, conventionally, high frequency noise has been removed using an electromagnetic wave absorber. The electromagnetic wave absorber is required to have weather resistance, heat resistance, impact resistance, wear resistance, and the like in order to be installed in various devices, moving bodies, buildings, and the like.

電磁波吸収体としては、導電性電磁波吸収材料であるカーボンが知られている。特許文献1では、樹脂及び黒鉛を含む電磁波吸収体を開示している。このような電磁波吸収体は、硬度及び耐熱性が十分ではない場合がある。   As an electromagnetic wave absorber, carbon which is a conductive electromagnetic wave absorbing material is known. Patent Document 1 discloses an electromagnetic wave absorber including a resin and graphite. Such an electromagnetic wave absorber may not have sufficient hardness and heat resistance.

硬度及び耐熱性を有する電磁波吸収体としては、炭化ケイ素が知られている。例えば、特許文献2では、炭化ケイ素粉末を焼結させて得られた炭化ケイ素焼結体である電磁波吸収体を開示している。特許文献2に記載の発明では、出発材料として炭化ケイ素を使用しており、大面積の電磁波吸収体を作製するにはコストが高くなる。   Silicon carbide is known as an electromagnetic wave absorber having hardness and heat resistance. For example, Patent Document 2 discloses an electromagnetic wave absorber that is a silicon carbide sintered body obtained by sintering silicon carbide powder. In the invention described in Patent Document 2, silicon carbide is used as a starting material, and it is expensive to produce a large-area electromagnetic wave absorber.

特許文献3は、樹脂マトリクス中に炭化ケイ素粉末が分散している電磁波吸収体を開示している。この電磁波吸収体では、硬度及び耐熱性が十分ではない場合がある。   Patent Document 3 discloses an electromagnetic wave absorber in which silicon carbide powder is dispersed in a resin matrix. This electromagnetic wave absorber may not have sufficient hardness and heat resistance.

炭化ケイ素焼結体の製造方法に関して、特許文献4は、シリカ及びカーボンからなる粒子をアチソン炉で加熱して炭化ケイ素粉末を得る工程と、炭化ケイ素粉末を焼結する工程とを含む炭化ケイ素焼結体の製造方法を開示している。   With respect to a method for producing a silicon carbide sintered body, Patent Document 4 discloses that a silicon carbide powder including a step of heating a particle comprising silica and carbon in an Atchison furnace to obtain a silicon carbide powder, and a step of sintering the silicon carbide powder. A method for producing a knot is disclosed.

また、炭化ケイ素を形成する方法として、特許文献5は、シリコン粉末と炭素粉末とを直接反応させる方法を開示している。   As a method for forming silicon carbide, Patent Document 5 discloses a method in which silicon powder and carbon powder are directly reacted.

特開2005−11878号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-11878 特開昭61−65499号公報JP-A 61-65499 特開2005−57093号公報JP 2005-57093 A 特開2013−107783号公報JP 2013-107783 A 特開2001−247381号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-247381

本発明は、電磁波吸収体として有用な新規な炭化ケイ素複合焼結体及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the novel silicon carbide composite sintered compact useful as an electromagnetic wave absorber, and its manufacturing method.

本発明者らは、以下の態様を有する本発明が上記の課題を解決することを見出した:
《態様1》
第1の炭素系材料である炭素繊維を含む、炭化ケイ素複合焼結体。
《態様2》
前記第1の炭素系材料が、分散した短繊維の形態であるか、又は織布若しくは不織布の形態である、態様1に記載の炭化ケイ素複合焼結体。
《態様3》
1GHz以上150GHz以下の周波数領域における少なくとも一つの周波数において、複素比誘電率の実部が5以上、200以下であり、複素比誘電率の虚部が1以上、150以下である、態様1又は2に記載の炭化ケイ素複合焼結体。
《態様4》
前記第1の炭素系材料の体積抵抗率が、1×10−6Ω・cm以上、1×10Ω・cm以下である、態様1〜3のいずれか一項に記載の炭化ケイ素複合焼結体。
《態様5》
態様1〜4のいずれか一項に記載の炭化ケイ素複合焼結体を含んで成る、電磁波吸収体。
《態様6》
第1の炭素系材料である炭素繊維と、シリコンナノ粒子及び第2の炭素系材料を少なくとも含有する焼結用組成物とを焼結することを含む、態様1〜4のいずれか一項に記載の炭化ケイ素複合焼結体の製造方法。
《態様7》
前記焼結を、前記焼結用組成物と前記第1の炭素系材料とを加圧成形しながら行う、態様6に記載の製造方法。
《態様8》
前記焼結を、1400℃以上で行う、態様6又は7に記載の製造方法。
《態様9》
前記シリコンナノ粒子の平均粒径が、200nm未満である、態様6〜8のいずれか一項に記載の製造方法。
《態様10》
前記第2の炭素系材料が、直径100nm以上900nm以下のカーボンナノファイバーである、態様6〜9のいずれか一項に記載の製造方法。
《態様11》
前記1の炭素系材料が、短繊維の形態の炭素繊維であるか、又は織布若しくは不織布の形態の炭素繊維である、態様6〜10のいずれか一項に記載の製造方法。
The inventors have found that the present invention having the following embodiments solves the above problems:
<< Aspect 1 >>
A silicon carbide composite sintered body containing carbon fibers as a first carbon-based material.
<< Aspect 2 >>
The silicon carbide composite sintered body according to aspect 1, wherein the first carbon-based material is in the form of dispersed short fibers, or in the form of a woven fabric or a non-woven fabric.
<< Aspect 3 >>
Aspect 1 or 2 in which the real part of the complex relative permittivity is 5 or more and 200 or less and the imaginary part of the complex relative permittivity is 1 or more and 150 or less at at least one frequency in the frequency region of 1 GHz or more and 150 GHz or less. 2. A silicon carbide composite sintered body according to 1.
<< Aspect 4 >>
The volume resistivity of the first carbon-based material is 1 × 10 −6 Ω · cm or more and 1 × 10 3 Ω · cm or less. Union.
<< Aspect 5 >>
An electromagnetic wave absorber comprising the silicon carbide composite sintered body according to any one of aspects 1 to 4.
<< Aspect 6 >>
In any one of aspects 1 to 4, comprising sintering a carbon fiber that is a first carbon-based material and a composition for sintering containing at least silicon nanoparticles and a second carbon-based material. The manufacturing method of the silicon carbide compound sintered compact of description.
<< Aspect 7 >>
The manufacturing method according to aspect 6, wherein the sintering is performed while pressure-molding the composition for sintering and the first carbon-based material.
<< Aspect 8 >>
The manufacturing method according to aspect 6 or 7, wherein the sintering is performed at 1400 ° C or higher.
<< Aspect 9 >>
The manufacturing method as described in any one of aspects 6-8 whose average particle diameter of the said silicon nanoparticle is less than 200 nm.
<< Aspect 10 >>
The production method according to any one of aspects 6 to 9, wherein the second carbon-based material is a carbon nanofiber having a diameter of 100 nm to 900 nm.
<< Aspect 11 >>
The manufacturing method according to any one of aspects 6 to 10, wherein the one carbon-based material is a carbon fiber in the form of a short fiber, or a carbon fiber in the form of a woven fabric or a non-woven fabric.

図1(a)は、実施例1の複合焼結体についての高周波の反射特性及び透過特性を示し、図1(b)は反射伝送減衰を示す。FIG. 1A shows high-frequency reflection characteristics and transmission characteristics of the composite sintered body of Example 1, and FIG. 1B shows reflection transmission attenuation. 図2(a)は、比較例1の複合焼結体についての高周波の反射特性及び透過特性を示し、図2(b)は反射伝送減衰を示す。2A shows high-frequency reflection characteristics and transmission characteristics of the composite sintered body of Comparative Example 1, and FIG. 2B shows reflection transmission attenuation.

《炭化ケイ素複合焼結体》
本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、第1の炭素系材料である炭素繊維を含む。例えば、本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、炭素繊維が層状に存在した炭素繊維層を含んでいてもよい。また、炭素繊維が焼結体全体に分散されていてもよく、この場合、炭素繊維は短繊維の形態であってもよい。炭素繊維が層状に存在した炭素繊維層を含む場合、炭素繊維層は、炭化ケイ素にサンドイッチされていてもよく、炭素繊維層中の繊維間に炭化ケイ素が入り込んでいる形態で存在していてもよい。この場合、炭素繊維が、炭化ケイ素中に分散して存在しているのではなく、炭素繊維が織布又は不織布の形態で存在していることが好ましい。また、炭素繊維が焼結体全体に分散されている場合、炭素繊維の存在比が異なる複数の層が存在していてもよく、焼結体の中で炭素繊維の比率が、焼結体中の位置によって異なっていてもよい。
<Silicon carbide composite sintered body>
The silicon carbide composite sintered body of the present invention includes carbon fibers that are first carbon-based materials. For example, the silicon carbide composite sintered body of the present invention may include a carbon fiber layer in which carbon fibers are present in layers. Further, the carbon fibers may be dispersed throughout the sintered body, and in this case, the carbon fibers may be in the form of short fibers. In the case where the carbon fiber includes a carbon fiber layer present in a layered form, the carbon fiber layer may be sandwiched between silicon carbides, or may be present in a form in which silicon carbide enters between the fibers in the carbon fiber layer. Good. In this case, it is preferable that the carbon fibers are present in the form of a woven fabric or a non-woven fabric rather than being dispersed in the silicon carbide. In addition, when carbon fibers are dispersed throughout the sintered body, there may be a plurality of layers having different abundance ratios of carbon fibers, and the ratio of carbon fibers in the sintered body It may be different depending on the position.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、比較的容易な製造方法によって得ることができ、電磁波吸収体として非常に有用である。本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、高い電磁波吸収特性を有することができ、また耐候性、耐熱性、耐衝撃性、耐摩耗性等を有することもできる。したがって、本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、電磁波吸収体として有用である。よって、本発明は、このような炭化ケイ素焼結体の電磁波吸収体での使用又は使用方法にも関する。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention can be obtained by a relatively easy production method and is very useful as an electromagnetic wave absorber. The silicon carbide composite sintered body of the present invention can have high electromagnetic wave absorption characteristics, and can also have weather resistance, heat resistance, impact resistance, wear resistance, and the like. Therefore, the silicon carbide composite sintered body of the present invention is useful as an electromagnetic wave absorber. Therefore, this invention relates also to the use or usage method of such a silicon carbide sintered body in an electromagnetic wave absorber.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、特に高周波数領域において高い複素比誘電率を有することができる。高い複素誘電率の実部を有することによって、薄型で軽量な電磁波吸収体を設計することができる。また、高い複素誘電率の虚部を有することで、高い誘電損失に起因して、炭化ケイ素複合焼結体に対して高い電磁波吸収特性を付与することができる。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention can have a high complex relative dielectric constant particularly in a high frequency region. By having a real part with a high complex dielectric constant, a thin and lightweight electromagnetic wave absorber can be designed. Moreover, by having an imaginary part with a high complex dielectric constant, high electromagnetic wave absorption characteristics can be imparted to the silicon carbide composite sintered body due to high dielectric loss.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体が、高周波領域において好ましい電磁波吸収特性を有するために、高周波領域において、複素比誘電率の実部が、5以上、10以上、又は15以上であってもよく、200以下、150以下、100以下、80以下、60以下、50以下、又は40以下であってもよく、複素比誘電率の虚部が、1以上、1.5以上、2以上、又は3以上であってもよく、150以下、100以下、80以下、50以下、40以下、30以下、又は10以下であってもよい。   Since the silicon carbide composite sintered body of the present invention has preferable electromagnetic wave absorption characteristics in the high frequency region, the real part of the complex relative dielectric constant may be 5 or more, 10 or more, or 15 or more in the high frequency region. 200 or less, 150 or less, 100 or less, 80 or less, 60 or less, 50 or less, or 40 or less, and the imaginary part of the complex dielectric constant is 1 or more, 1.5 or more, 2 or more, or 3 It may be 150 or less, 100 or less, 80 or less, 50 or less, 40 or less, 30 or less, or 10 or less.

また、本発明の炭化ケイ素複合焼結体が上記の比誘電率を満たす高周波数領域としては、1GHz以上、3GHz以上、5GHz以上、又は10GHz以上であってもよく、150GHz以下、120GHz以下、100GHz以下、90GHz以下、80GHz以下、50GHz以下、30GHz以下、20GHz以下、10GHz以下、又は5GHz以下であってもよい。   Further, the high frequency region in which the silicon carbide composite sintered body of the present invention satisfies the above dielectric constant may be 1 GHz or more, 3 GHz or more, 5 GHz or more, or 10 GHz or more, 150 GHz or less, 120 GHz or less, 100 GHz. Hereinafter, it may be 90 GHz or less, 80 GHz or less, 50 GHz or less, 30 GHz or less, 20 GHz or less, 10 GHz or less, or 5 GHz or less.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体の誘電正接(tanδ)は、0.01以上、0.02以上、0.05以上、0.1以上、又は0.2以上であってもよく、10以下、5以下、1以下、又は0.5以下であってもよい。   The dielectric loss tangent (tan δ) of the silicon carbide composite sintered body of the present invention may be 0.01 or more, 0.02 or more, 0.05 or more, 0.1 or more, or 0.2 or more, or 10 or less. It may be 5 or less, 1 or less, or 0.5 or less.

複素比誘電率は、本発明においては同軸管法により測定する。   In the present invention, the complex dielectric constant is measured by the coaxial tube method.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体の室温での熱伝導率は高い熱伝導率を有することができ、例えば、20W/(m・K)以上、30W/(m・K)以上、50W/(m・K)以上、80W/(m・K)以上、100W/(m・K)以上、200W/(m・K)以上、又は300W/(m・K)以上であってもよく、1000W/(m・K)以下、500W/(m・K)以下、300W/(m・K)以下、200W/(m・K)以下、又は100W/(m・K)以下であってもよい。   The thermal conductivity at room temperature of the silicon carbide composite sintered body of the present invention can have a high thermal conductivity, for example, 20 W / (m · K) or more, 30 W / (m · K) or more, 50 W / ( m · K) or more, 80 W / (m · K) or more, 100 W / (m · K) or more, 200 W / (m · K) or more, or 300 W / (m · K) or more, and 1000 W / It may be (m · K) or less, 500 W / (m · K) or less, 300 W / (m · K) or less, 200 W / (m · K) or less, or 100 W / (m · K) or less.

また、本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、特に高周波数領域において高い電磁波吸収特性を有することができる。そのような高周波数領域としては、1GHz以上、3GHz以上、5GHz以上、又は10GHz以上であってもよく、100GHz以下、90GHz以下、80GHz以下、50GHz以下、30GHz以下、又は20GHz以下であってもよい。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention can have high electromagnetic wave absorption characteristics particularly in a high frequency region. Such a high frequency region may be 1 GHz or more, 3 GHz or more, 5 GHz or more, or 10 GHz or more, and may be 100 GHz or less, 90 GHz or less, 80 GHz or less, 50 GHz or less, 30 GHz or less, or 20 GHz or less. .

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、上述した周波数領域で少なくとも1点で電磁波吸収率が10dB以上である。電磁波吸収率は本発明においては、マイクロストリップライン法より測定する。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention has an electromagnetic wave absorptivity of 10 dB or more at at least one point in the frequency region described above. In the present invention, the electromagnetic wave absorption rate is measured by a microstrip line method.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、1つ又は2つ以上の異なる結晶構造の炭化ケイ素含むことができる。そのような結晶構造の例としては、例えば、α型炭化ケイ素(2H、4H、6H、16H等)又はβ型(3C)炭化ケイ素であってもよい。また、炭化ケイ素複合焼結体に含まれる炭化ケイ素は、単一の結晶構造で構成されていてもよく、複数の異なる結晶構造によって構成されていてもよい。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention can include one or more silicon carbides having different crystal structures. Examples of such a crystal structure may be, for example, α-type silicon carbide (2H, 4H, 6H, 16H, etc.) or β-type (3C) silicon carbide. Moreover, the silicon carbide contained in the silicon carbide composite sintered body may be composed of a single crystal structure or may be composed of a plurality of different crystal structures.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、多孔質であってもよく、緻密質であってもよい。炭化ケイ素複合焼結体が多孔質の場合、十分な強度を有していながら、軽量でかつ加工性の良好な電磁波吸収体を提供することができる。炭化ケイ素複合焼結体が緻密質の場合、強度が高く、熱伝導率の高い電磁波吸収体を提供することができる。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention may be porous or dense. When the silicon carbide composite sintered body is porous, it is possible to provide an electromagnetic wave absorber that is lightweight and has good workability while having sufficient strength. When the silicon carbide composite sintered body is dense, an electromagnetic wave absorber having high strength and high thermal conductivity can be provided.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体の空隙率は、1%以下、3%以下、5%%以下、10%以下、30%以下、50%以下、又は70%以下であってもよく、0%以上、1%以上、3%以上、5%以上、10%以上、20%以上、又は30%以上であってもよい。この場合、空隙率は、「(1−実際の密度/完全に緻密な場合の理論密度)×100(%)」という式に基づいて計算される。   The porosity of the silicon carbide composite sintered body of the present invention may be 1% or less, 3% or less, 5 %% or less, 10% or less, 30% or less, 50% or less, or 70% or less. % Or more, 1% or more, 3% or more, 5% or more, 10% or more, 20% or more, or 30% or more. In this case, the porosity is calculated based on the formula “(1−actual density / theoretical density when completely dense) × 100 (%)”.

第1の炭素系材料である炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル繊維を窒素雰囲気下で高温に加熱して炭化処理することで得られるポリアクリロニトリル系炭素繊維と、ピッチ系炭素繊維とを挙げることができる。この中でも特に、ピッチ系炭素繊維を用いることが好ましい。第1の炭素系材料である炭素繊維は、単一の炭素繊維を用いてもよいし、複数の異なる炭素繊維を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the carbon fiber that is the first carbon-based material include polyacrylonitrile-based carbon fibers obtained by heating and carbonizing polyacrylonitrile fibers at a high temperature in a nitrogen atmosphere, and pitch-based carbon fibers. Can do. Among these, it is particularly preferable to use pitch-based carbon fibers. The carbon fiber that is the first carbon-based material may be a single carbon fiber or a combination of a plurality of different carbon fibers.

その炭素繊維の直径は、1μm以上、2μm以上、3μm以上、5μm以上、又は10μm以上であってもよく、30μm以下、20μm以下、10μm以下、5μm以下、又は3μm以下であってもよい。   The diameter of the carbon fiber may be 1 μm or more, 2 μm or more, 3 μm or more, 5 μm or more, or 10 μm or more, or 30 μm or less, 20 μm or less, 10 μm or less, 5 μm or less, or 3 μm or less.

その炭素繊維の長さは、1μm以上、2μm以上、5μm以上、10μm以上、20μm以上、又は50μm以上であってもよく、50mm以下、30mm以下、20mm以下、15mm以下、50mm以下、又は10mm以下であってもよい。   The length of the carbon fiber may be 1 μm or more, 2 μm or more, 5 μm or more, 10 μm or more, 20 μm or more, or 50 μm or more, 50 mm or less, 30 mm or less, 20 mm or less, 15 mm or less, 50 mm or less, or 10 mm or less. It may be.

その炭素繊維の体積抵抗率は、1×10−9Ω・cm以上、1×10−7Ω・cm以上、又は1×10−6Ω・cm以上であってもよく、1×10Ω・cm以下、1Ω・cm以下、0.1Ω・cm以下、又は0.01Ω・cm以下であってもよい。The volume resistivity of the carbon fiber may be 1 × 10 −9 Ω · cm or more, 1 × 10 −7 Ω · cm or more, or 1 × 10 −6 Ω · cm or more, and 1 × 10 3 Ω It may be cm or less, 1 Ω · cm or less, 0.1 Ω · cm or less, or 0.01 Ω · cm or less.

その炭素繊維の室温での熱伝導率は、例えば、50W/(m・K)以上、80W/(m・K)以上、100W/(m・K)以上、又は200W/(m・K)以上であってもよく、1000W/(m・K)以下、500W/(m・K)以下、300W/(m・K)以下、200W/(m・K)以下、又は100W/(m・K)以下であってもよい。   The thermal conductivity of the carbon fiber at room temperature is, for example, 50 W / (m · K) or more, 80 W / (m · K) or more, 100 W / (m · K) or more, or 200 W / (m · K) or more. 1000 W / (m · K) or less, 500 W / (m · K) or less, 300 W / (m · K) or less, 200 W / (m · K) or less, or 100 W / (m · K) It may be the following.

第1の炭素系材料が織布又は不織布の形態の炭素繊維である場合、その厚さは、0.05mm以上、0.10mm以上、又は0.20m以上であってもよく、3.0mm以下、1.0mm以下、又は0.50mm以下であってもよい。また、第1の炭素系材料が織布又は不織布の形態の炭素繊維である場合、織布又は不織布は1枚のみ又は複数枚用いてもよい。   When the first carbon-based material is a carbon fiber in the form of a woven or non-woven fabric, the thickness may be 0.05 mm or more, 0.10 mm or more, or 0.20 m or more, and 3.0 mm or less. 1.0 mm or less, or 0.50 mm or less. In addition, when the first carbon-based material is carbon fiber in the form of a woven or non-woven fabric, only one or a plurality of woven or non-woven fabrics may be used.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、電磁波吸収体として単独で使用されてもよいし、複数の異なる複素比誘電率を有する炭化ケイ素複合焼結体が積層された形態で使用されてもよい。複数の異なる複素比誘電率を有する層が積層された形態で使用することによって、炭化ケイ素複合焼結体が、広高周波数帯域の電磁波、広範囲の入射角の電磁波、及び/又は幅広い偏波特性の電磁波に対して、高い電磁波吸収性能を有することができる。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention may be used alone as an electromagnetic wave absorber, or may be used in a form in which a plurality of silicon carbide composite sintered bodies having different complex relative dielectric constants are laminated. . By using a plurality of layers having different complex relative dielectric constants in a laminated form, the silicon carbide composite sintered body can be used for a wide high frequency band electromagnetic wave, a wide range of incident angle electromagnetic waves, and / or a wide range of polarization characteristics. It can have high electromagnetic wave absorption performance with respect to the characteristic electromagnetic waves.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、導電性を有する基材と共に使用することによって、電磁波吸収性のみならず、電磁波遮蔽性をも併せ持つ電波遮蔽構造体として使用されてもよい。導電性を有する基材としては、特に限定されないが、金属基材、導電性ポリマー基材、カーボン等の導電材を有する基材等を挙げることができる。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention may be used as a radio wave shielding structure having not only electromagnetic wave absorptivity but also electromagnetic wave shielding properties when used together with a conductive base material. Although it does not specifically limit as a base material which has electroconductivity, The base material etc. which have electroconductive materials, such as a metal base material, a conductive polymer base material, and carbon, can be mentioned.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、電磁波の入射面側に、空気の特性インピーダンスとの整合を目的として、平面以外の形状を有していてもよい。そのような形状としては、特に限定されないが、くさび型、ピラミッド型、うねり型、ハニカム型、多層コア型構造等を挙げることができる。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention may have a shape other than a plane on the incident surface side of the electromagnetic wave for the purpose of matching with the characteristic impedance of air. Such a shape is not particularly limited, and examples thereof include a wedge type, a pyramid type, a swell type, a honeycomb type, and a multilayer core type structure.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体は、電磁波の入射面側に、空気の特性インピーダンスとの整合を目的とした整合層を併せ持つ積層体として使用されてもよい。整合層の材質としては、整合層の複素比誘電率が、電磁波吸収を目的とする周波数帯領域において、本発明の炭化ケイ素複合焼結体と比較して、実部及び/又は虚部が小さい値を有する材質を好ましく用いることができる。そのような整合層の材質としては、特に限定されないが、導電性素材を含有する樹脂、又は発泡樹脂、炭化ケイ素複合焼結体、多孔質炭化ケイ素複合焼結体等を挙げることができる。   The silicon carbide composite sintered body of the present invention may be used as a laminate having an electromagnetic wave incident surface side and a matching layer for the purpose of matching with the characteristic impedance of air. As a material of the matching layer, the complex relative permittivity of the matching layer is smaller in the real part and / or the imaginary part in the frequency band region intended for electromagnetic wave absorption than the silicon carbide composite sintered body of the present invention. A material having a value can be preferably used. The material of the matching layer is not particularly limited, and examples thereof include a resin containing a conductive material, a foamed resin, a silicon carbide composite sintered body, a porous silicon carbide composite sintered body, and the like.

整合層の空気との界面の形状は、空気の特性インピーダンスとの整合を目的として、平面以外の形状を有していてもよい。そのような形状としては、特に限定されないが、くさび型、ピラミッド型、うねり型、ハニカム型、多層コア型等を挙げることができる。   The shape of the interface of the matching layer with air may have a shape other than a plane for the purpose of matching with the characteristic impedance of air. Such a shape is not particularly limited, and examples thereof include a wedge type, a pyramid type, a swell type, a honeycomb type, and a multilayer core type.

《炭化ケイ素複合焼結体の製造方法》
本発明の炭化ケイ素複合焼結体の製造方法は、1つの態様において、第1の炭素系材料である炭素繊維と、平均粒径が200nm未満であるシリコンナノ粒子及び第2の炭素系材料である炭素系材料を少なくとも含有する焼結用組成物とを焼結することによって、炭化ケイ素複合焼結体を得る。
<< Method for producing silicon carbide composite sintered body >>
In one embodiment, the method for producing a silicon carbide composite sintered body of the present invention includes carbon fibers that are first carbon-based materials, silicon nanoparticles having an average particle size of less than 200 nm, and second carbon-based materials. A silicon carbide composite sintered body is obtained by sintering a sintering composition containing at least a certain carbon-based material.

本発明の炭化ケイ素複合焼結体の製造方法は、平均粒径が200nm未満であるシリコンナノ粒子及び第2の炭素系材料である炭素系材料を少なくとも含有する焼結用組成物を調製すること、及びその焼結用組成物と第1の炭素系材料である炭素繊維とを焼結することによって、上記のような炭化ケイ素複合焼結体を得てもよい。この場合、第1の炭素系材料及び第2の炭素系材料は、共に炭素繊維であってもよく;第1の炭素系材料が炭素繊維で、第2の炭素系材料は使用されなくてもよく;第2の炭素系材料は炭素繊維以外の炭素系材料であってもよい。これらの場合において、第1の炭素系材料の炭素繊維は短繊維の形態であってもよい。   The method for producing a silicon carbide composite sintered body of the present invention is to prepare a sintering composition containing at least silicon nanoparticles having an average particle size of less than 200 nm and a carbon-based material that is a second carbon-based material. In addition, the silicon carbide composite sintered body as described above may be obtained by sintering the sintering composition and the carbon fiber that is the first carbon-based material. In this case, both the first carbon-based material and the second carbon-based material may be carbon fibers; even if the first carbon-based material is carbon fiber and the second carbon-based material is not used. Well; the second carbon-based material may be a carbon-based material other than carbon fiber. In these cases, the carbon fibers of the first carbon-based material may be in the form of short fibers.

〈焼結工程〉
本発明の製造方法は、焼結用組成物と第1の炭素系材料とを焼結することを含む。この焼結工程では、焼結用組成物及び第1の炭素系材料以外の第3の成分を一緒に焼結してもよい。
<Sintering process>
The production method of the present invention includes sintering the sintering composition and the first carbon-based material. In this sintering step, the third component other than the sintering composition and the first carbon-based material may be sintered together.

焼結される際に、第1の炭素系材料である炭素繊維は、短繊維等の形態で焼結用組成物に予め分散されていてもよいし;焼結用組成物が層状の第1の炭素系材料、例えば織布又は不織布の炭素繊維に含浸され、第1の炭素系材料間に焼結用組成物が存在している状態でもよいし;焼結用組成物の層間に第1の炭素系材料がサンドイッチされた成型体の状態でもよいし;第1の炭素系材料上に焼結用組成物がペースト又は粉体上で存在してもよい。また、上記の複数の形態を含んだ形態で存在してもよい。   When being sintered, the carbon fiber as the first carbon-based material may be preliminarily dispersed in the sintering composition in the form of short fibers or the like; The carbon-based material may be impregnated with, for example, woven or non-woven carbon fiber, and the sintering composition may be present between the first carbon-based materials; The carbonaceous material may be in the form of a sandwich, or the sintering composition may be present on the paste or powder on the first carbonaceous material. Moreover, you may exist with the form containing said several form.

α型炭化ケイ素を得るために、焼結温度としては、1900℃以上、2000℃以上、2100℃以上又は2200℃以上であってもよく、2500℃以下、2300℃以下、又は2100℃以下であってもよい。また、β型炭化ケイ素を得るために、焼結温度としては、1300℃以上、1350℃以上、1400℃以上、又は1500℃以上であってもよく、1800℃以下、1600℃以下、1500℃以下、又は1400℃以下であってもよい。   In order to obtain α-type silicon carbide, the sintering temperature may be 1900 ° C or higher, 2000 ° C or higher, 2100 ° C or higher, or 2200 ° C or higher, 2500 ° C or lower, 2300 ° C or lower, or 2100 ° C or lower. May be. In order to obtain β-type silicon carbide, the sintering temperature may be 1300 ° C. or higher, 1350 ° C. or higher, 1400 ° C. or higher, or 1500 ° C. or higher, 1800 ° C. or lower, 1600 ° C. or lower, 1500 ° C. or lower. Or 1400 ° C. or lower.

焼結雰囲気は、原料のシリコンナノ粒子と第2の炭素系材料とを十分に反応させるために、例えばアルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下で行うことが好ましい。窒化物等の生成を防止するために、この中でも特にアルゴンガス雰囲気下で焼結することが好ましい。焼結時間は、原料のシリコンナノ粒子と炭素系材料とが十分に反応するまでの時間であることが好ましく、例えば10分以上、30分以上、1時間以上、又は2時間以上であってもよく、1日以下、12時間以下、6時間以下、3時間以下、2時間以下、又は1時間以下であってもよい。   The sintering atmosphere is preferably performed in an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas in order to sufficiently react the raw material silicon nanoparticles and the second carbon-based material. In order to prevent the formation of nitrides and the like, it is particularly preferable to sinter in an argon gas atmosphere. The sintering time is preferably a time until the silicon nanoparticles as a raw material and the carbon-based material sufficiently react. For example, the sintering time may be 10 minutes or more, 30 minutes or more, 1 hour or more, or 2 hours or more. It may be 1 day or less, 12 hours or less, 6 hours or less, 3 hours or less, 2 hours or less, or 1 hour or less.

〈加圧成形工程〉
本発明の製造方法は、焼結用組成物と第1の炭素系材料とを所定の形状に加圧成形する工程をさらに含んでいてもよい。加圧成形手段としては、焼結用組成物及び第1の炭素系材料を金型に投入し、これを加圧成形する一軸加圧成形法、ホットプレス法、冷間等圧加圧法(CIP法)等を挙げられる。
<Pressure forming process>
The production method of the present invention may further include a step of pressure-molding the sintering composition and the first carbon-based material into a predetermined shape. As the pressure forming means, the sinter composition and the first carbon-based material are put into a mold, and the uniaxial pressure forming method, the hot press method, the cold isostatic pressing method (CIP) in which the pressure is formed. Law).

成形温度は、成形手段に応じて適宜選択することができるが、室温での成形を行ってもよく、加熱しながらでもよく、下記の焼結工程と同時に実施してもよい。   The molding temperature can be appropriately selected according to the molding means, but it may be performed at room temperature, may be heated, or may be performed simultaneously with the following sintering step.

成形圧力は、例えば、10MPa以上、30MPa以上、50MPa以上、100MPa以上、又は200MPa以上であってもよく、900MPa以下、800MPa以下、600MPa以下、400MPa以下、又は200MPa以下であってもよい。また、成形する形状としては、特に制限はなく、得られる炭化ケイ素複合焼結体が適用される用途に応じて、任意の形状に加工することができる。   The molding pressure may be, for example, 10 MPa or more, 30 MPa or more, 50 MPa or more, 100 MPa or more, or 200 MPa or more, or 900 MPa or less, 800 MPa or less, 600 MPa or less, 400 MPa or less, or 200 MPa or less. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a shape to shape | mold, According to the use to which the silicon carbide compound sintered body obtained is applied, it can process into arbitrary shapes.

より緻密な炭化ケイ素複合焼結体を得るためには、加圧条件下で焼結工程を行うことが好ましい。例えば、焼結用組成物と第1の炭素系材料を含む成形体を作製した後に、CIP法による加圧成形を行い、その後、熱間静水圧プレス成型法(HIP法)等によって、200MPa以下での加圧条件で焼成を行うことが好ましい。また、焼結用組成物と第1の炭素系材料を型に添加し、ホットプレス法にて加圧条件下で焼成を行うことも好ましい。   In order to obtain a denser silicon carbide composite sintered body, it is preferable to perform the sintering step under pressure. For example, after producing a molded body containing the composition for sintering and the first carbon-based material, pressure molding is performed by the CIP method, and then 200 MPa or less by a hot isostatic pressing method (HIP method) or the like. It is preferable to perform the baking under the pressure condition in (1). It is also preferable to add the sintering composition and the first carbon-based material to the mold and perform firing under a pressurized condition by a hot press method.

〈焼結用組成物〉
焼結用組成物は、シリコンナノ粒子と第2の炭素系材料とを少なくとも含有する。この焼結用組成物は、シリコンナノ粒子と第2の炭炭素系材料との粉体状であってもよく、ペースト状であってもよく、分散液の状態であってもよい。
<Sintering composition>
The composition for sintering contains at least silicon nanoparticles and a second carbon-based material. This composition for sintering may be in the form of a powder of silicon nanoparticles and the second carbon-carbon material, in the form of a paste, or in the form of a dispersion.

したがって、この組成物は、溶媒を含んでいてもよく、溶媒としては、シリコンナノ粒子と炭素系材料とを分散できれば、特にその種類は限定されない。例えば、溶媒としては、水性溶媒又は有機溶媒を挙げることができる。さらに水性溶媒としては、水又はアルコール系溶媒、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等を挙げることができ、有機溶媒としては、炭化水素系溶媒、例えばトルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、メシチレン、テトラリン等;エステル系溶媒、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル等;ケトン系溶媒、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等を挙げることができる。さらに、アミン系溶媒、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル‐2−ピロリドン等、アセテート系、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等、他に極性溶媒として、ジメチルスルホキシド等も挙げることができる。   Therefore, the composition may contain a solvent, and the type of the solvent is not particularly limited as long as the silicon nanoparticles and the carbon-based material can be dispersed. For example, examples of the solvent include an aqueous solvent and an organic solvent. Further, examples of the aqueous solvent include water or alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and butanol. Examples of the organic solvent include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, hexane, cyclohexane, mesitylene, and tetralin. Etc .; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate and the like; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. Furthermore, amine solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like, acetate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate, and other polar solvents such as dimethyl A sulfoxide etc. can also be mentioned.

この組成物は、シリコンナノ粒子及び第2の炭炭素系材料以外の第3の成分を含んでもよい。   The composition may include a third component other than the silicon nanoparticles and the second carbon-carbon material.

この組成物中に含有されるシリコンのモル数に対する第2の炭素系材料の炭素のモル数の比(炭素/シリコン)は、約1.0であってもよく、これにより焼結後に第1の炭素系材料を実質的に残存させながら炭化ケイ素を得てもよい。第1の炭素系材料が残存できる範囲で、このモル比は、0.10以上、0.30以上、0.50以上、0.80以上、1.0以上、1.5以上、又は2.0以上であってもよく、10.0以下、5.0以下、3.0以下、2.0以下、1.5以下、1.0以下、0.80以下、又は0.50以下であってもよい。   The ratio of the number of moles of carbon of the second carbonaceous material to the number of moles of silicon contained in the composition (carbon / silicon) may be about 1.0, whereby the first after sintering. Silicon carbide may be obtained while substantially leaving the carbon-based material. As long as the first carbon-based material can remain, this molar ratio is 0.10 or more, 0.30 or more, 0.50 or more, 0.80 or more, 1.0 or more, 1.5 or more, or 2. It may be 0 or more, and may be 10.0 or less, 5.0 or less, 3.0 or less, 2.0 or less, 1.5 or less, 1.0 or less, 0.80 or less, or 0.50 or less. May be.

〈シリコンナノ粒子〉
シリコンナノ粒子を用いることで、比較的低い焼結温度で炭化ケイ素焼結体を得ることができる。理論に限定されないが、低い焼結温度で炭化ケイ素が得られる理由は、平均粒径が小さなシリコンナノ粒子を用いる、第2の炭素系材料との反応サイトが増大し、それにより反応が進行しやすいためと考えられる。
<Silicon nanoparticles>
By using silicon nanoparticles, a silicon carbide sintered body can be obtained at a relatively low sintering temperature. Without being limited by theory, the reason why silicon carbide can be obtained at a low sintering temperature is that the number of reaction sites with the second carbon-based material using silicon nanoparticles having a small average particle diameter is increased, and thus the reaction proceeds. It is thought to be easy.

本発明で用いられるシリコンナノ粒子の平均粒径は、200nm未満、150nm以下、100nm以下、50nm以下、20nm以下、又は5nm以下にすることができる。また、本発明で用いられる半導体粒子の平均一次粒径は1nm以上、3nm以上、5nm以上、又は10nm以上であってもよい。   The average particle size of the silicon nanoparticles used in the present invention can be less than 200 nm, 150 nm or less, 100 nm or less, 50 nm or less, 20 nm or less, or 5 nm or less. The average primary particle size of the semiconductor particles used in the present invention may be 1 nm or more, 3 nm or more, 5 nm or more, or 10 nm or more.

ここで、本明細書においては、粒子の平均粒径及び繊維の平均径は、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)等による観察によって、撮影した画像を元に直接に投影面積円相当径を計測し、集合数100以上からなる一次粒子群を解析することで、数平均の一次粒径として求めることができる。   Here, in this specification, the average particle diameter of the particles and the average diameter of the fibers are directly projected based on the photographed image by observation with a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), or the like. By measuring the area circle equivalent diameter and analyzing the primary particle group having the aggregate number of 100 or more, it can be obtained as the number average primary particle diameter.

シリコンナノ粒子としては、好ましくはレーザー熱分解法によって得られるシリコンナノ粒子を挙げることができる。このようなシリコンナノ粒子としては、例えば特表2010−514585号公報に記載の粒子を用いることができる。この文献は、参照により本明細書に取り込まれる。   Examples of the silicon nanoparticles include silicon nanoparticles that are preferably obtained by laser pyrolysis. As such silicon nanoparticles, for example, particles described in JP-T-2010-514585 can be used. This document is incorporated herein by reference.

レーザー熱分解法によって得られるシリコンナノ粒子の特徴として、一次粒子の円形度の高さが挙げられる。具体的には、円形度は、0.80以上、0.90以上、0.93以上、0.95以上、0.97以上、0.98以上、又は0.99以上であってもよい。円形度は、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)等による観察によって撮影した画像から、粒子の投影面積(S)及び粒子の周囲長(l)を画像処理ソフト等によって計測して、(4πS)/l2 を計算して求めることができる。この場合、100以上の粒子群の平均値として、円形度を求めることができる。   A characteristic of silicon nanoparticles obtained by laser pyrolysis is the high degree of circularity of primary particles. Specifically, the circularity may be 0.80 or more, 0.90 or more, 0.93 or more, 0.95 or more, 0.97 or more, 0.98 or more, or 0.99 or more. The circularity is measured by measuring the projected area (S) of the particle and the perimeter (l) of the particle from an image taken by observation with a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), etc. using image processing software or the like. Thus, (4πS) / l 2 can be calculated. In this case, the circularity can be obtained as an average value of 100 or more particle groups.

本発明においては、円形度が0.80以上、0.90以上、0.93以上、0.95以上、0.97以上、0.98以上、又は0.99以上のシリコンナノ粒子を好ましくは用いることができる。円形度が高いシリコンナノ粒子を用いることで、炭素系材料との反応がさらに進行しやすくなると考えられる。   In the present invention, silicon nanoparticles having a circularity of 0.80 or more, 0.90 or more, 0.93 or more, 0.95 or more, 0.97 or more, 0.98 or more, or 0.99 or more are preferable. Can be used. By using silicon nanoparticles having a high degree of circularity, it is considered that the reaction with the carbon-based material further proceeds.

また、レーザー熱分解法によって得られるシリコンナノ粒子の特徴として、粒子内部が結晶状態で、粒子表面部が非結晶状態であるという点を挙げることができる。これにより、シリコンナノ粒子が用いられる様々な物品に対して特異な物理的性質を与えることができる。   In addition, the silicon nanoparticles obtained by the laser pyrolysis method can be characterized in that the inside of the particle is in a crystalline state and the particle surface is in an amorphous state. This can give unique physical properties to various articles in which silicon nanoparticles are used.

本発明で用いられるシリコンナノ粒子は、ホウ素によって予めドーピングされていることが好ましい。本発明者らは、シリコンナノ粒子がホウ素でドーピングされていることで、得られる炭化ケイ素の結晶粒径が大きくなることを見出した。理論に限定されないが、これは、ホウ素が焼結助剤として機能し、結晶成長を促進しているためであると考えられる。   The silicon nanoparticles used in the present invention are preferably pre-doped with boron. The present inventors have found that the silicon nanoparticle is doped with boron, whereby the crystal grain size of the resulting silicon carbide is increased. Without being limited to theory, it is believed that this is because boron functions as a sintering aid and promotes crystal growth.

ドーパントの濃度としては、シリコンナノ粒子中で、1017atom/cm以上、1018atom/cm以上、1019atom/cm以上、又は1×1020atom/cm以上であってもよく、1×1022atom/cm以下、1×1021atom/cm以下、1×1020atom/cm以下、又は1×1019atom/cm以下であってもよい。The dopant concentration may be 10 17 atoms / cm 3 or more, 10 18 atoms / cm 3 or more, 10 19 atoms / cm 3 or more, or 1 × 10 20 atoms / cm 3 or more in silicon nanoparticles. It may be 1 × 10 22 atom / cm 3 or less, 1 × 10 21 atom / cm 3 or less, 1 × 10 20 atom / cm 3 or less, or 1 × 10 19 atom / cm 3 or less.

特に、シリコンナノ粒子の不純物、例えばアルミニウム、カルシウム、クロム、銅、鉄、鉛、亜鉛、マグネシウム、マンガン、モリブデン、カリウム、ナトリウム、チタンは、それぞれ又は総量で、100ppm以下、50ppm以下又は10ppm以下であることが好ましい。このような不純物は、焼結体の熱伝導率などの特性に影響することがある。   In particular, impurities of silicon nanoparticles, such as aluminum, calcium, chromium, copper, iron, lead, zinc, magnesium, manganese, molybdenum, potassium, sodium, and titanium, are each or in total, 100 ppm or less, 50 ppm or less, or 10 ppm or less. Preferably there is. Such impurities may affect properties such as the thermal conductivity of the sintered body.

〈第2の炭素系材料〉
焼結用組成物は、焼結工程においてシリコンナノ粒子に由来するシリコンと反応して炭化ケイ素を生成させることを目的として、第2の炭素系材料を含む。第2の炭素系材料としては、焼結されることでシリコンと反応して炭化ケイ素を生成する材料であれば特に限定されない。そのような第2の炭素系材料としては、例えば有機系ポリマー、カーボンブラック、グラフェン、活性炭、黒鉛、アセチレンブラック、炭素繊維等を挙げることができる。また、この中でも特に、炭素繊維、カーボンナノチューブ及びカーボンナノファイバーを挙げることができる。カーボンナノファイバーとしては、特開2010−013742号公報に記載の繊維を挙げることができる。この文献は、参照により本明細書に取り込まれる。
<Second carbon-based material>
The composition for sintering includes a second carbon-based material for the purpose of generating silicon carbide by reacting with silicon derived from silicon nanoparticles in the sintering process. The second carbon-based material is not particularly limited as long as it is a material that reacts with silicon to produce silicon carbide by being sintered. Examples of such a second carbon-based material include organic polymers, carbon black, graphene, activated carbon, graphite, acetylene black, and carbon fibers. Among these, carbon fibers, carbon nanotubes, and carbon nanofibers can be particularly mentioned. Examples of the carbon nanofiber include fibers described in JP 2010-013742 A. This document is incorporated herein by reference.

カーボンナノファイバーの直径は、10nm以上、20nm以上、30nm以上、50nm以上、100nm以上、200nm以上、300nm以上、又は500nm以上であってもよく、30μm以下、20μm以下、10μm以下、5μm以下、又は1μm以下であってもよい。例えば、直径900nm超30μm以下のカーボンナノファイバーは有用であり、直径100nm以上900nm以下のカーボンナノファイバーも特に有用である。また、第2の炭素系材料として、直径1μm以上30μm以下の炭素繊維を用いてもよい。この場合、その炭素繊維は、短繊維の形態であることが好ましく、また上記の第1の炭素繊維と同じものであってもよい。   The diameter of the carbon nanofiber may be 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more, 50 nm or more, 100 nm or more, 200 nm or more, 300 nm or more, or 500 nm or more, 30 μm or less, 20 μm or less, 10 μm or less, 5 μm or less, or It may be 1 μm or less. For example, carbon nanofibers having a diameter of more than 900 nm and not more than 30 μm are useful, and carbon nanofibers having a diameter of 100 nm to 900 nm are particularly useful. Moreover, you may use carbon fiber with a diameter of 1 micrometer or more and 30 micrometers or less as a 2nd carbonaceous material. In this case, the carbon fiber is preferably in the form of a short fiber, and may be the same as the first carbon fiber.

第2の炭素系材料が繊維状である場合、その長さとしては、特に限定されないが、1μm以上、2μm以上、5μm以上、10μm以上、20μm以上、又は50μm以上であってもよく、50mm以下、30mm以下、20mm以下、15mm以下、50mm以下、又は10mm以下であってもよい。その長さが適切な場合、シリコンナノ粒子との混合及び焼結等が容易となる。   When the second carbon-based material is fibrous, the length is not particularly limited, but may be 1 μm or more, 2 μm or more, 5 μm or more, 10 μm or more, 20 μm or more, or 50 μm or more, or 50 mm or less. 30 mm or less, 20 mm or less, 15 mm or less, 50 mm or less, or 10 mm or less. When the length is appropriate, mixing with silicon nanoparticles, sintering, and the like are facilitated.

第2の炭素系材料の不純物、例えばアルミニウム、カルシウム、クロム、銅、鉄、鉛、亜鉛、マグネシウム、マンガン、モリブデン、カリウム、ナトリウム、チタンは、それぞれ又は総量で、100ppm以下、50ppm以下又は10ppm以下であることが好ましい。このような不純物は、焼結体の熱伝導率などの特性に影響することがある。   Impurities of the second carbon-based material, such as aluminum, calcium, chromium, copper, iron, lead, zinc, magnesium, manganese, molybdenum, potassium, sodium, and titanium, respectively, or in total, 100 ppm or less, 50 ppm or less, or 10 ppm or less It is preferable that Such impurities may affect properties such as the thermal conductivity of the sintered body.

焼結用組成物で用いられる第2の炭素系材料は、単一の炭素系材料を用いてもよいし、複数の異なる炭素系材料を用いてもよい。   The second carbon-based material used in the sintering composition may be a single carbon-based material or a plurality of different carbon-based materials.

焼結用組成物と共に焼結される第1の炭素系材料である炭素繊維の特徴としては、上記の炭化ケイ素複合焼結体に関して述べた第1の炭素系材料である炭素繊維の特徴を参照することができる。   For the characteristics of the carbon fiber that is the first carbon-based material sintered together with the sintering composition, refer to the characteristics of the carbon fiber that is the first carbon-based material described for the silicon carbide composite sintered body. can do.

本発明において、シリコンナノ粒子と第2の炭素系材料とからなる焼結用組成物と、第1の炭素系材料である短繊維の形態の炭素繊維との混合物に含まれる固形分量に占める、第1の炭素系材料である短繊維の形態の炭素繊維の重量比は、0.1重量%以上、0.2重量%以上、0.5重量%以上、1重量%以上、2重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上、又は50重量%以上とすることができ、95重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、又は30重量%以下とすることができる。   In the present invention, the composition for sintering composed of silicon nanoparticles and the second carbon-based material, and the solid content contained in the mixture of carbon fibers in the form of short fibers as the first carbon-based material, The weight ratio of the carbon fibers in the form of short fibers as the first carbon-based material is 0.1% by weight or more, 0.2% by weight or more, 0.5% by weight or more, 1% by weight or more, 2% by weight or more. 5 wt% or more, 10 wt% or more, 20 wt% or more, 30 wt% or more, or 50 wt% or more, 95 wt% or less, 90 wt% or less, 80 wt% or less, 70 wt% Hereinafter, it can be 60 wt% or less, 50 wt% or less, 40 wt% or less, or 30 wt% or less.

また、シリコンナノ粒子と第2の炭素系材料とからなる焼結用組成物の固形分100質量部に対して、第1の炭素系材料である短繊維の形態の炭素繊維は、0.1質量部以上、0.2重量部以上、0.5重量部以上、1重量部以上、2重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、20重量部以上、30重量部以上、又は50重量部以上とすることができ、95重量部以下、90重量部以下、80重量部以下、70重量部以下、60重量部以下、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、又は15重量部以下とすることができる。   Moreover, the carbon fiber in the form of a short fiber which is the first carbon-based material with respect to 100 parts by mass of the solid content of the composition for sintering composed of the silicon nanoparticles and the second carbon-based material is 0.1 Parts by weight, 0.2 parts by weight, 0.5 parts by weight, 1 part by weight, 2 parts by weight, 5 parts by weight, 10 parts by weight, 20 parts by weight, 30 parts by weight, or 50 parts by weight 95 parts by weight, 90 parts by weight, 80 parts by weight, 70 parts by weight, 60 parts by weight, 50 parts by weight, 40 parts by weight, 30 parts by weight, 20 parts by weight, The amount can be not more than parts by weight, or not more than 15 parts by weight.

〈第3の成分〉
焼結用組成物は、本発明の炭化ケイ素複合焼結体に所望の物性を付与することを目的として第1の炭素系材料以外の第3の成分を含むことができる。第3の成分は、単一の材料を選択して用いてもよいし、2つ以上の複数の材料を選択し用いてもよい。この組成物に含まれる第3の成分としては、本発明の炭化ケイ素複合焼結体に所望の物性を付与することを目的とした材質を選択することができる。したがって、第3の成分としては、例えば、導電性材料、絶縁性材料、結着剤等が挙げられる。
<Third component>
The composition for sintering can contain a third component other than the first carbon-based material for the purpose of imparting desired physical properties to the silicon carbide composite sintered body of the present invention. As the third component, a single material may be selected and used, or a plurality of two or more materials may be selected and used. As the third component contained in the composition, a material intended to impart desired physical properties to the silicon carbide composite sintered body of the present invention can be selected. Therefore, examples of the third component include a conductive material, an insulating material, and a binder.

本発明において、焼結用組成物に含まれる固形分量に占める第3の成分の重量比は、特に制限されない。本発明の炭化ケイ素複合焼結体に所望の物性を付与するために、任意の重量比で、焼結用分散体に第3の成分を添加することができる。   In the present invention, the weight ratio of the third component to the solid content contained in the sintering composition is not particularly limited. In order to impart desired physical properties to the silicon carbide composite sintered body of the present invention, the third component can be added to the dispersion for sintering at an arbitrary weight ratio.

焼結用組成物に含まれる固形分量に占める第3の成分の重量比は、0.1重量%以上、0.2重量%以上、0.5重量%以上、1重量%以上、2重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上、又は50重量%以上とすることができ、95重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、又は30重量%以下とすることができる。   The weight ratio of the third component in the solid content contained in the sintering composition is 0.1% by weight or more, 0.2% by weight or more, 0.5% by weight or more, 1% by weight or more, and 2% by weight. 5 wt% or more, 10 wt% or more, 20 wt% or more, 30 wt% or more, or 50 wt% or more, 95 wt% or less, 90 wt% or less, 80 wt% or less, 70 wt% % Or less, 60% or less, 50% or less, 40% or less, or 30% or less.

第3の成分の形態は、焼結体用分散体中において良好な分散性を確保する観点から、粒子、繊維、長繊維、短繊維、鱗片等の形態の材料を好ましく用いることができる。また、第3の成分は、シリコンナノ粒子との混合を容易にするために、予め溶媒等へ分散されたインク及びスラリー等の形態であってもよい。このような形態であることのより、シリコンナノ粒子との混合及び焼結等が容易となる。   As the third component, a material in the form of particles, fibers, long fibers, short fibers, scales and the like can be preferably used from the viewpoint of ensuring good dispersibility in the dispersion for a sintered body. Further, the third component may be in the form of ink, slurry, or the like previously dispersed in a solvent or the like in order to facilitate mixing with the silicon nanoparticles. With such a form, mixing with silicon nanoparticles, sintering, and the like are facilitated.

焼結用組成物に含まれる第3の成分としては、炭化ケイ素複合焼結体の複素比誘電率の調節のため、導電性材料を用いることができる。そのような導電性材料の例としては、シリコン、炭化ケイ素、金属等が挙げられる。   As the third component contained in the sintering composition, a conductive material can be used to adjust the complex relative dielectric constant of the silicon carbide composite sintered body. Examples of such a conductive material include silicon, silicon carbide, metal, and the like.

焼結用組成物に含まれる第3の成分として、導電性材料用いられる導電性材料の体積抵抗率は、1×10−9Ω・cm以上、1×10−6Ω・cm以上、1×10−5Ω・cm以上、又は1×10−4Ω・cm以上であってもよく、1×10Ω・cm以下、1Ω・cm以下、0.1Ω・cm以下、又は0.01Ω・cm以下であってもよい。As a third component contained in the composition for sintering, the volume resistivity of the conductive material used as the conductive material is 1 × 10 −9 Ω · cm or more, 1 × 10 −6 Ω · cm or more, 1 × It may be 10 −5 Ω · cm or more, or 1 × 10 −4 Ω · cm or more, 1 × 10 3 Ω · cm or less, 1 Ω · cm or less, 0.1 Ω · cm or less, or 0.01Ω · cm It may be cm or less.

焼結用組成物に含まれる第3の成分として用いられる導電性材料は、400℃、600℃、800℃、1000℃以上、1200℃以上、1400℃以上、1600℃以上、1800℃以上、2000℃以上、又は2200℃以上の融点を持つ、又は大気圧下において融点を持たない材質を選択することができる。融点がこの範囲にあること又は大気圧下において融点を持たないこと材料を用いることにより、導電性材料である第3の成分は本発明の炭化ケイ素複合焼結体の焼結工程において、安定に炭化ケイ素複合焼結体中に存在することができ、本発明の炭化ケイ素複合焼結体に所望の物性を付与することができる。   The conductive material used as the third component contained in the sintering composition is 400 ° C, 600 ° C, 800 ° C, 1000 ° C or higher, 1200 ° C or higher, 1400 ° C or higher, 1600 ° C or higher, 1800 ° C or higher, 2000 It is possible to select a material having a melting point of not lower than ° C, or not lower than 2200 ° C, or not having a melting point under atmospheric pressure. By using a material having a melting point in this range or having no melting point under atmospheric pressure, the third component, which is a conductive material, can be stably used in the sintering process of the silicon carbide composite sintered body of the present invention. It can be present in the silicon carbide composite sintered body, and desired physical properties can be imparted to the silicon carbide composite sintered body of the present invention.

この導電性材料として半導体材料を用いる場合、半導体材料は、所望の抵抗値を得ることを目的として、予め任意のドーパントでドーピングがなされていてもよい。そのようなドーピング濃度としては、半導体材料の中で、1017atom/cm以上、1018atom/cm以上、1019atom/cm以上、又は1×1020atom/cm以上であってもよく、1×1022atom/cm以下、1×1021atom/cm以下、1×1020atom/cm以下、又は1×1019atom/cm以下であってもよい。When a semiconductor material is used as the conductive material, the semiconductor material may be previously doped with an arbitrary dopant for the purpose of obtaining a desired resistance value. Such a doping concentration is 10 17 atoms / cm 3 or more, 10 18 atoms / cm 3 or more, 10 19 atoms / cm 3 or more, or 1 × 10 20 atoms / cm 3 or more among semiconductor materials. It may be 1 × 10 22 atom / cm 3 or less, 1 × 10 21 atom / cm 3 or less, 1 × 10 20 atom / cm 3 or less, or 1 × 10 19 atom / cm 3 or less.

焼結用組成物に含まれる第3の成分としては、炭化ケイ素複合焼結体の絶縁性の向上、及び/又は複素比誘電率の調節のため、絶縁性材料を用いることができる。そのような絶縁性材料としては、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、マイカ、シリカ等が挙げられる。   As the third component contained in the composition for sintering, an insulating material can be used for improving the insulating property of the silicon carbide composite sintered body and / or adjusting the complex relative dielectric constant. Examples of such an insulating material include alumina, silicon nitride, mica, silica, and the like.

焼結用組成物に含まれる第3の成分としては、炭化ケイ素複合焼結体の複素比誘電率の調節のため、誘電性材料を用いることができる。そのような絶縁性材料としては、アルミナ、窒化ケイ素、マイカ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素等が挙げられる。   As the third component contained in the sintering composition, a dielectric material can be used to adjust the complex relative dielectric constant of the silicon carbide composite sintered body. Examples of such an insulating material include alumina, silicon nitride, mica, silica, titanium oxide, zirconium oxide, silicon carbide and the like.

以下、本発明の好ましい実施形態を実施例に基づいて説明するが、本発明は、下記実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although preferable embodiment of this invention is described based on an Example, this invention is not limited by the following Example.

A.炭化ケイ素複合焼結体の複素比誘電率についての実験
《製造例》
〈実施例1〉
Nanogram(商標)のホウ素ドープSiナノ粒子含有ペースト(ホウ素ドーパント、平均粒径20nm、品番:nSol−3202)10g(0.0427mol)に、第2の炭素系材料であるカーボンナノファイバー(CNF、平均直径250nm)を、Si:C=50:50(モル比)となるように添加し、第1の混合物を得た。
A. Experiment on complex relative permittivity of silicon carbide composite sintered body
<Example 1>
Nanogram (trademark) boron-doped Si nanoparticle-containing paste (boron dopant, average particle size 20 nm, product number: nSol-3202) 10 g (0.0427 mol), carbon nanofiber (CNF, average) as the second carbon-based material 250 nm in diameter) was added so as to be Si: C = 50: 50 (molar ratio) to obtain a first mixture.

ここで用いたカーボンナノファイバーは、特開2010−013742号公報に記載の方法に準じて製造し、200〜500nmの繊維径を有しており、繊維が融着した繊維集合体がほとんどなく、非常に分散性に優れていた。   The carbon nanofibers used here were produced according to the method described in JP2010-013742A, have a fiber diameter of 200 to 500 nm, and there are almost no fiber aggregates in which the fibers are fused, It was very dispersible.

上記の第1の混合物を、プラネタリーミキサー(あわとり練太郎、株式会社シンキ―)で、2000rpmで20分撹拌、2200rpmで5分脱泡し、Si/CNF混合ペーストを得た。Si/CNF混合ペースト中の溶媒を留去し、Si/CNF粉末からなる焼結用組成物を得た。   The above first mixture was stirred at 2000 rpm for 20 minutes and defoamed at 2200 rpm for 5 minutes with a planetary mixer (Awatori Nertaro, Shinki Co., Ltd.) to obtain a Si / CNF mixed paste. The solvent in the Si / CNF mixed paste was distilled off to obtain a sintering composition composed of Si / CNF powder.

上記のSi/CNF粉末をホットプレス機(HP−10X10−CC−23型、ネムス株式会社)のモールド内に充填し、その上に第1の炭素系材料である炭素繊維の不織布(東邦テナックス製、ペーパーBP−1030A−ES、厚さ1mm、炭素繊維の体積抵抗率1.6×10−3Ω・cm、直径7μm)をのせ、さらにその上にSi/CNF粉末を充填し、40MPa、2000度で1h保持し、炭素繊維不織布が実質的に残存している炭化ケイ素複合焼結体を得た。The above Si / CNF powder is filled into a mold of a hot press machine (HP-10X10-CC-23 type, Nemus Co., Ltd.), and a carbon fiber nonwoven fabric (made by Toho Tenax Co., Ltd.), which is the first carbon-based material, is filled thereon. Paper BP-1030A-ES, thickness 1 mm, volume resistivity of carbon fiber 1.6 × 10 −3 Ω · cm, diameter 7 μm), and Si / CNF powder is further filled thereon, 40 MPa, 2000 The resulting silicon carbide composite sintered body was held for 1 hour at a degree, and the carbon fiber nonwoven fabric remained substantially.

〈比較例1〉
第1の炭素系材料である炭素繊維の不織布を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、炭化ケイ素複合焼結体を得た。
<Comparative example 1>
A silicon carbide composite sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the non-woven fabric of carbon fiber as the first carbon-based material was not used.

〈実施例2〉
第2の炭素系材料であるカーボンナノファイバーを、炭素繊維(東邦テナックス製、繊維長6mm、体積抵抗率1.6×10−3Ω・cm、直径7μm)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして炭化ケイ素の複合焼結体を得た。
<Example 2>
Example, except that the carbon nanofiber which is the second carbon-based material was changed to carbon fiber (manufactured by Toho Tenax, fiber length 6 mm, volume resistivity 1.6 × 10 −3 Ω · cm, diameter 7 μm) In the same manner as in No. 1, a composite sintered body of silicon carbide was obtained.

〈実施例3〉
実施例1の第1の混合物に、さらにα-SiC粒子(屋久島電工株式会社製、OY−12)を添加し、焼結用組成物の固形分量のうちα-SiC粒子が占める割合を80重量%となるように、第2の混合物を得た。実施例1と同様の手法で、撹拌、脱泡、及び溶媒の留去を実施して焼結用組成物を調製し、そしてこれを焼結することによって、実施例3の炭化ケイ素の複合焼結体を得た。
<Example 3>
Α-SiC particles (Yakushima Electric Co., Ltd., OY-12) are further added to the first mixture of Example 1, and the proportion of α-SiC particles in the solid content of the sintering composition is 80 wt. The 2nd mixture was obtained so that it might become%. In the same manner as in Example 1, stirring, defoaming, and evaporation of the solvent were performed to prepare a sintering composition, and this was sintered to sinter the silicon carbide composite firing of Example 3. A ligature was obtained.

〈実施例4〉
実施例1の第1の混合物の固形分100質量部に対して、11.1質量部の短繊維の形態の炭素繊維(東邦テナックス製、繊維長6mm)を第1の炭素系材料の一部として添加し、第2の混合物を得た。実施例1と同様の手法で、撹拌、脱泡、及び溶媒の留去を実施して焼結用組成物を調製し、そしてこれを焼結することによって、実施例4の炭化ケイ素の複合焼結体を得た。
<Example 4>
11.1 parts by mass of carbon fiber in the form of short fibers (manufactured by Toho Tenax, fiber length 6 mm) with respect to 100 parts by mass of the solid content of the first mixture of Example 1 is part of the first carbon-based material As a second mixture. In the same manner as in Example 1, stirring, defoaming, and evaporation of the solvent were performed to prepare a sintering composition, and this was sintered to sinter the silicon carbide composite firing of Example 4. A ligature was obtained.

〈実施例5〉
炭素繊維不織布を使用しなかったこと、すなわち第1の炭素系材料として短繊維の形態の炭素繊維のみを使用したこと以外は、実施例4と同様にして炭化ケイ素の複合焼結体を得た。
<Example 5>
A composite sintered body of silicon carbide was obtained in the same manner as in Example 4 except that no carbon fiber nonwoven fabric was used, that is, only carbon fibers in the form of short fibers were used as the first carbon-based material. .

〈実施例6〉
第2の炭素系材料であるカーボンナノファイバーを、炭素繊維(日本グラファイトファイバー株式会社製、XN100−2M、繊維長250μm、熱伝導率900W/(m・K)、体積抵抗率1.5×10−6Ω・cm、直径10μm)に変更したこと以外は、実施例5と同様にして炭化ケイ素の複合焼結体を得た。
<Example 6>
Carbon nanofibers, which are the second carbon-based material, are made of carbon fibers (manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd., XN100-2M, fiber length 250 μm, thermal conductivity 900 W / (m · K), volume resistivity 1.5 × 10. A composite sintered body of silicon carbide was obtained in the same manner as in Example 5 except that it was changed to −6 Ω · cm and a diameter of 10 μm.

〈実施例7〉
実施例1の第1の混合物に、α-SiC粒子(屋久島電工株式会社製、OY−12)を添加し、焼結用組成物の固形分量のうちα-SiC粒子が占める割合が80重量%となるように焼結用組成物を得た。さらに、実施例1の第1の混合物の固形分100質量部に対して11.1質量部の短繊維の形態の炭素繊維(日本グラファイトファイバー株式会社製、XN100−2M、繊維長200μm)を第1の炭素系材料として添加し、第2の混合物を得た。実施例1と同様の手法で、撹拌、脱泡、及び溶媒の留去を実施して焼結用組成物を調製し、そしてこれを焼結することによって、実施例7の炭化ケイ素の複合焼結体を得た。
<Example 7>
Α-SiC particles (manufactured by Yakushima Electric Co., Ltd., OY-12) are added to the first mixture of Example 1, and the proportion of α-SiC particles in the solid content of the sintering composition is 80% by weight. Thus, a sintering composition was obtained. Further, 11.1 parts by mass of short fiber carbon fiber (XN100-2M, fiber length: 200 μm, manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd.) was added to 100 parts by mass of the solid content of the first mixture of Example 1. As a first carbon-based material, a second mixture was obtained. In the same manner as in Example 1, stirring, defoaming, and evaporation of the solvent were performed to prepare a sintering composition, and this was sintered to sinter the silicon carbide composite firing of Example 7. A ligature was obtained.

〈実施例8〉
実施例1の第1の混合物の固形分100質量部に対して第1の炭素系材料として25.0質量部の炭素繊維を添加したこと以外は、実施例7と同様にして、実施例8の炭化ケイ素の複合焼結体を得た。
<Example 8>
Example 8 is the same as Example 7 except that 25.0 parts by mass of carbon fiber is added as the first carbon-based material to 100 parts by mass of the solid content of the first mixture of Example 1. A composite sintered body of silicon carbide was obtained.

〈実施例9〉
実施例1の第1の混合物の固形分100質量部に対して第1の炭素系材料として42.9質量部の炭素繊維を添加したこと以外は、実施例7と同様にして、実施例9の炭化ケイ素の複合焼結体を得た。
<Example 9>
Example 9 is the same as Example 7 except that 42.9 parts by mass of carbon fiber is added as the first carbon-based material to 100 parts by mass of the solid content of the first mixture of Example 1. A composite sintered body of silicon carbide was obtained.

《評価》
実施例1〜9並びに比較例1及び2で得た炭化ケイ素複合焼結体の複素誘電率を、同軸管法によって測定したSパラメータを用いて、ニコルソンロス法により算出した。Sパラメータの評価では、ネットワークアナライザ(E8363B、アジレントテクノロジー社製)により、0.5GHz−18GHzの周波数帯域の測定を行った。
<Evaluation>
The complex dielectric constants of the silicon carbide composite sintered bodies obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 were calculated by the Nicholson loss method using the S parameter measured by the coaxial tube method. In the evaluation of the S parameter, a frequency band of 0.5 GHz to 18 GHz was measured with a network analyzer (E8363B, manufactured by Agilent Technologies).

《結果》
実施例1〜9の炭化ケイ素複合焼結体は、複素比誘電率の実部と虚部の値が比較的高い一方、比較例1及び2の炭化ケイ素複合焼結体は複素比誘電率の実部と虚部の値が比較的低いことから、炭化ケイ素複合焼結体が、炭素繊維を含むことにより、高周波数領域における電磁波吸収体として好適に用いることができることが理解できる。
"result"
While the silicon carbide composite sintered bodies of Examples 1 to 9 have relatively high values of the real part and the imaginary part of the complex relative dielectric constant, the silicon carbide composite sintered bodies of Comparative Examples 1 and 2 have the complex relative dielectric constant. Since the values of the real part and the imaginary part are relatively low, it can be understood that the silicon carbide composite sintered body can be suitably used as an electromagnetic wave absorber in a high frequency region by including carbon fibers.

実施例5、8及び9の比較からは、第1の炭素系材料としての炭素繊維の固形分量が増加すると、高い複素比誘電率が得られることが理解できる。すなわち、添加する炭素繊維の固形分量比によって、炭化ケイ素複合焼結体の複素比誘電率が制御できることが理解できる。   From the comparison of Examples 5, 8 and 9, it can be understood that when the solid content of the carbon fiber as the first carbon-based material is increased, a high complex relative dielectric constant can be obtained. That is, it can be understood that the complex relative dielectric constant of the silicon carbide composite sintered body can be controlled by the solid content ratio of the carbon fibers to be added.

実施例1及び2からは、SiCを形成するための炭素源として、CNFを用いた場合及び炭素繊維を用いた場合のいずれの場合においても、電磁波吸収体として好適に使用できる炭化ケイ素複合焼結体が得られることが理解できる。   From Examples 1 and 2, a silicon carbide composite sintered material that can be suitably used as an electromagnetic wave absorber in either case of using CNF or carbon fiber as a carbon source for forming SiC. It can be understood that the body is obtained.

実施例1及び2並びに実施例5及び6の結果からは、SiCを形成するための炭素源として、CNFを用いた場合及び炭素繊維を用いた場合のいずれの場合においても、電磁波吸収体として好適な複素比誘電率を有する、炭化ケイ素複合焼結体が得られることが理解できる。   From the results of Examples 1 and 2 and Examples 5 and 6, as a carbon source for forming SiC, it is suitable as an electromagnetic wave absorber in both cases of using CNF and carbon fiber. It can be understood that a silicon carbide composite sintered body having a complex dielectric constant can be obtained.

実施例5及び7の結果からは、α−SiC粒子を用いた場合には、好適な複素比誘電率を有する、炭化ケイ素複合焼結体が得られることが理解できる。   From the results of Examples 5 and 7, it can be understood that when α-SiC particles are used, a silicon carbide composite sintered body having a suitable complex dielectric constant can be obtained.

実施例1〜4と実施例5〜9とを比較すると、第1の炭素系材料としての炭素繊維を層状で含む実施例1〜4の場合には、複素比誘電率の虚部が大きくなり、誘電損失を大きくできることが分かる。   When Examples 1-4 and Examples 5-9 are compared, in the case of Examples 1-4 including the carbon fiber as the first carbon-based material in layers, the imaginary part of the complex relative dielectric constant becomes large. It can be seen that the dielectric loss can be increased.

《結果》
実施例1〜9の複合焼結体は、複素比誘電率の実部と虚部の値が比較的高く、高周波数領域における電磁波吸収体として好適に用いることができることが理解できる。
"result"
It can be understood that the composite sintered bodies of Examples 1 to 9 have relatively high values of the real part and the imaginary part of the complex relative dielectric constant and can be suitably used as an electromagnetic wave absorber in a high frequency region.

B.炭化ケイ素複合焼結体の電磁波吸収特性についての実験
《評価》
実施例1及び実施例2で得た炭化ケイ素複合焼結体の伝送減衰率をネットワークアナライザ(E8363B、アジレントテクノロジー社製)より、マイクロストリップライン上で測定周波数帯域は10MHz−6GHzで測定した。
B. Experiments on electromagnetic wave absorption characteristics of silicon carbide composite sintered compact << Evaluation >>
The transmission attenuation rate of the silicon carbide composite sintered bodies obtained in Example 1 and Example 2 was measured at a measurement frequency band of 10 MHz-6 GHz on a microstrip line from a network analyzer (E8363B, manufactured by Agilent Technologies).

《結果》
実施例1及び実施例2の複合焼結体は、少なくとも2.5GHzから6GHzにわたって、10dB以上の伝送減衰を示し、高い電磁波吸収特性を有することが確認できた。一方で、比較例1では、2.5GHzから6GHzの領域において、あまり伝送減衰率を示さず、高周波の電磁波吸収特性を有するが、実施例1及び2に比べて低くなった。
"result"
The composite sintered bodies of Example 1 and Example 2 exhibited a transmission attenuation of 10 dB or more over at least 2.5 GHz to 6 GHz, and were confirmed to have high electromagnetic wave absorption characteristics. On the other hand, Comparative Example 1 did not show much transmission attenuation in the region from 2.5 GHz to 6 GHz and had a high-frequency electromagnetic wave absorption characteristic, but was lower than Examples 1 and 2.

図1(a)は、実施例1の複合焼結体についての高周波の反射特性及び透過特性を示し、図1(b)は反射伝送減衰を示す。また、図2(a)は、比較例1の複合焼結体についての高周波の反射特性及び透過特性を示し、図2(b)は反射伝送減衰を示す。この図からも分かるように、実施例1では反射率を抑えられ、伝送減衰が見られているため、炭化ケイ素複合焼結体では高い電磁波吸収特性を示している。一方で、比較例1では反射率が周波数によって大きく変化し、反射率が低い周波数でも透過率が下がっている。10dB以下の伝送減衰が見られているため、電磁波吸収は得られているが、実施例1に劣る。   FIG. 1A shows high-frequency reflection characteristics and transmission characteristics of the composite sintered body of Example 1, and FIG. 1B shows reflection transmission attenuation. 2A shows high-frequency reflection characteristics and transmission characteristics of the composite sintered body of Comparative Example 1, and FIG. 2B shows reflection transmission attenuation. As can be seen from this figure, in Example 1, the reflectance was suppressed and transmission attenuation was observed. Therefore, the silicon carbide composite sintered body showed high electromagnetic wave absorption characteristics. On the other hand, in Comparative Example 1, the reflectance varies greatly depending on the frequency, and the transmittance decreases even at a frequency where the reflectance is low. Since transmission attenuation of 10 dB or less is observed, electromagnetic wave absorption is obtained, but it is inferior to Example 1.

C.様々なシリコン粒子及び炭素系材料を用いた場合の参考的実験
《製造例》
〈参考例1〉
この例では、シリコン(Si)ナノ粒子とカーボンブラック(CB)を用いてSiCを製造した。Siナノ粒子としては、Nanogram(商標)Siナノ粒子(ドーパントなし、平均粒径20nm、品番:nSol−3002)含有インクを用いた。このSiナノ粒子含有インクに、Siと炭素とのモル比が50:50となるように、カーボンブラック(電気化学工業製、デンカブラック 75%プレス品)を添加して、Si/CB混合インクを得た。熱重量測定−示差熱分析装置(TG−DTA、NETZSCH製 仕様:STA 449F1 Jupiter)用のアルミナ坩堝に、このSi/CB混合インクを添加し、溶媒を乾燥させてSi/CB粉末を得た。
C. Reference experiment using various silicon particles and carbon-based materials
<Reference Example 1>
In this example, SiC was manufactured using silicon (Si) nanoparticles and carbon black (CB). As Si nanoparticles, ink containing Nanogram (trademark) Si nanoparticles (no dopant, average particle size 20 nm, product number: nSol-3002) was used. To this Si nanoparticle-containing ink, carbon black (manufactured by Denki Black, Denka Black 75% press product) is added so that the molar ratio of Si to carbon is 50:50, and the Si / CB mixed ink is added. Obtained. The Si / CB mixed ink was added to an alumina crucible for thermogravimetry-differential thermal analyzer (TG-DTA, NETZSCH specification: STA 449F1 Jupiter), and the solvent was dried to obtain Si / CB powder.

このSi/CB粉末をTG−DTA測定装置に供して、Ar雰囲気下、20℃/minにて1550℃まで昇温して、炭化ケイ素(SiC)を得た。   This Si / CB powder was subjected to a TG-DTA measuring apparatus and heated to 1550 ° C. at 20 ° C./min in an Ar atmosphere to obtain silicon carbide (SiC).

〈比較参考例1〉
Siナノ粒子の代わりに、粉砕法によって得られたミクロンオーダーのSi粒子(日新化成製 粒径0.3〜3.0μm)を用いたこと以外は、参考例1と同様にしてβ−SiCを得た。
<Comparative Reference Example 1>
Β-SiC in the same manner as in Reference Example 1 except that micron-order Si particles (Nisshin Kasei particle size: 0.3 to 3.0 μm) obtained by pulverization were used instead of Si nanoparticles. Got.

〈参考例2〉
Nanogram(商標) ホウ素ドープSiナノ粒子含有ペースト(ホウ素ドーパント、平均粒径20nm、品番:nSol−3202)10g(0.0427mol)に、カーボンナノファイバー(CNF、平均粒径250nm)を、Si:C=50:50(モル比)となるように添加し、混合物を得た。
<Reference Example 2>
Nanogram (trademark) Boron-doped Si nanoparticle-containing paste (boron dopant, average particle size 20 nm, product number: nSol-3202) 10 g (0.0427 mol), carbon nanofiber (CNF, average particle size 250 nm), Si: C = 50: 50 (molar ratio) was added to obtain a mixture.

ここで用いたカーボンナノファイバーは、特開2010−013742号公報に記載の方法に準じて製造し、200〜500nmの繊維径を有しており、繊維が融着した繊維集合体がほとんどなく、非常に分散性に優れていた。   The carbon nanofibers used here were produced according to the method described in JP2010-013742A, have a fiber diameter of 200 to 500 nm, and there are almost no fiber aggregates in which the fibers are fused, It was very dispersible.

上記の混合物を、プラネタリーミキサー(あわとり練太郎、株式会社シンキ―)で、2000rpmで20分撹拌、2200rpmで3分脱泡し、Si/CNF混合ペーストを得た。Si/CNF混合ペースト中の溶媒を留去し、Si/CNF粉末を得た。上記粉末を0.4g秤量し、乳鉢ですり潰した後、成形用治具に粉末を装填し、約700MPaで2時間、真空下で一軸加圧成形を行い、Φ13mm、厚み2.2mmのSi/CNF成形体を得た。さらに、得られた成形体を、Ar気流下にて1500℃1時間で焼結した。   The above mixture was stirred at 2000 rpm for 20 minutes and defoamed at 2200 rpm for 3 minutes with a planetary mixer (Awatori Netaro, Shinki Co., Ltd.) to obtain a Si / CNF mixed paste. The solvent in the Si / CNF mixed paste was distilled off to obtain Si / CNF powder. After weighing 0.4 g of the above powder and grinding in a mortar, the powder was loaded into a forming jig and uniaxially pressed under vacuum at about 700 MPa for 2 hours to obtain a Si / φ of 13 mm in diameter and 2.2 mm in thickness. A CNF compact was obtained. Furthermore, the obtained molded body was sintered at 1500 ° C. for 1 hour under an Ar stream.

〈参考例3〉
Si:Cのモル比を、75:25に変更したこと以外は、参考例2と同様にしてβ−SiCを得た。
<Reference Example 3>
Β-SiC was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that the molar ratio of Si: C was changed to 75:25.

〈参考例4〉
Si:Cのモル比を、25:75に変更したこと以外は、参考例2と同様にしてβ−SiCを得た。
<Reference Example 4>
Β-SiC was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that the molar ratio of Si: C was changed to 25:75.

〈参考例5〉
カーボンナノファイバーを、カーボンブラック(電気化学工業製、デンカブラック 75%プレス品)に変更したこと以外は、参考例2と同様にしてβ−SiCを得た。
<Reference Example 5>
Β-SiC was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that the carbon nanofiber was changed to carbon black (Denka Black 75% press product manufactured by Denki Kagaku Kogyo).

〈参考例6〉
カーボンナノファイバーを、カーボンブラック(電気化学工業製、デンカブラック 75%プレス品)に変更したこと以外は、参考例3と同様にしてβ−SiCを得た。
<Reference Example 6>
Β-SiC was obtained in the same manner as in Reference Example 3 except that the carbon nanofiber was changed to carbon black (Denka Black 75% press product manufactured by Denki Kagaku Kogyo).

〈参考例7〉
カーボンナノファイバーを、カーボンブラック(電気化学工業製、デンカブラック 75%プレス品)に変更したこと以外は、参考例4と同様にしてβ−SiCを得た。
<Reference Example 7>
Β-SiC was obtained in the same manner as in Reference Example 4 except that the carbon nanofiber was changed to carbon black (Denka Black 75% press product manufactured by Denki Kagaku Kogyo).

〈参考例8〉
Nanogram(商標) ホウ素ドープSiナノ粒子含有ペーストを、Nanogram(商標)Siナノ粒子(ドーパントなし、平均粒径20nm、品番:nSol−3002)含有インクに変更したこと以外は、参考例2と同様にしてβ−SiCを得た。
<Reference Example 8>
Nanogram (trademark) Boron-doped Si nanoparticle-containing paste was changed to an ink containing Nanogram (trademark) Si nanoparticles (no dopant, average particle size: 20 nm, product number: nSol-3002) in the same manner as in Reference Example 2. Β-SiC was obtained.

《評価》
参考例1及び比較参考例1については、DTA曲線で吸熱ピークが観測される温度、すなわちSiナノ粒子とCBとが反応する温度を確認した。
<Evaluation>
For Reference Example 1 and Comparative Reference Example 1, the temperature at which an endothermic peak was observed in the DTA curve, that is, the temperature at which Si nanoparticles and CB reacted was confirmed.

また、上記の全ての例について、粉末X線回折測定(XRD、リガク製 試料水平強力X線回析装置;RINT TTR III)によって、β−SiCに由来する2θ=35.6°付近のピークの強度を測定し、Sherrerの式よりそれらの結晶サイズを算出した。   In addition, for all the above examples, a peak around 2θ = 35.6 ° derived from β-SiC was determined by powder X-ray diffraction measurement (XRD, Rigaku sample horizontal strong X-ray diffraction apparatus; RINT TTR III). The strength was measured, and the crystal size was calculated from the Serrer equation.

《結果》
上記の評価結果を、表1に示す。
"result"
The evaluation results are shown in Table 1.

参考例1及び比較参考例1を比較すると、Siナノ粒子を用いた場合には、ミクロンオーダーのSi粒子を用いた場合よりも、低温でSiCを得られることが分かった。   Comparing Reference Example 1 and Comparative Reference Example 1, it was found that when Si nanoparticles were used, SiC could be obtained at a lower temperature than when micron-order Si particles were used.

なお、Siの融解ピークは1415℃付近に通常見られるが、これは確認されなかったため、Siの全量がCBと反応してSiCになっていることが示唆された。   In addition, although the melting peak of Si was normally seen at around 1415 ° C., this was not confirmed, suggesting that the entire amount of Si reacted with CB to become SiC.

参考例2と参考例8とを比較すると、ホウ素ドープが有ることによって、SiCの結晶サイズが大きくなることが分かった。また、参考例2〜4と参考例5〜7とを比較すると、カーボンナノファイバーを用いた場合には、カーボンブラックを用いた場合よりも、SiCの結晶サイズが大きくなることが分かった。   A comparison between Reference Example 2 and Reference Example 8 revealed that the presence of boron doping increases the crystal size of SiC. Further, when Reference Examples 2 to 4 and Reference Examples 5 to 7 were compared, it was found that when carbon nanofibers were used, the crystal size of SiC was larger than when carbon black was used.

Figure 2018062051
Figure 2018062051

Figure 2018062051
Figure 2018062051

Claims (11)

第1の炭素系材料である炭素繊維を含む、炭化ケイ素複合焼結体。   A silicon carbide composite sintered body containing carbon fibers as a first carbon-based material. 前記第1の炭素系材料が、分散した短繊維の形態であるか、又は織布若しくは不織布の形態である、請求項1に記載の炭化ケイ素複合焼結体。   The silicon carbide composite sintered body according to claim 1, wherein the first carbon-based material is in the form of dispersed short fibers, or in the form of a woven fabric or a non-woven fabric. 1GHz以上150GHz以下の周波数領域における少なくとも一つの周波数において、複素比誘電率の実部が5以上、200以下であり、複素比誘電率の虚部が1以上、150以下である、請求項1又は2に記載の炭化ケイ素複合焼結体。   The real part of the complex relative permittivity is 5 or more and 200 or less and the imaginary part of the complex relative permittivity is 1 or more and 150 or less at at least one frequency in the frequency region of 1 GHz or more and 150 GHz or less. 2. The silicon carbide composite sintered body according to 2. 前記第1の炭素系材料の体積抵抗率が、1×10−6Ω・cm以上、1×10Ω・cm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の炭化ケイ素複合焼結体。4. The silicon carbide composite according to claim 1, wherein the volume resistivity of the first carbon-based material is 1 × 10 −6 Ω · cm or more and 1 × 10 3 Ω · cm or less. Sintered body. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の炭化ケイ素複合焼結体を含んで成る、電磁波吸収体。   An electromagnetic wave absorber comprising the silicon carbide composite sintered body according to any one of claims 1 to 4. 第1の炭素系材料である炭素繊維と、シリコンナノ粒子及び第2の炭素系材料を少なくとも含有する焼結用組成物とを焼結することを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の炭化ケイ素複合焼結体の製造方法。   Sintering the carbon fiber which is a 1st carbonaceous material, and the composition for sintering which contains a silicon nanoparticle and a 2nd carbonaceous material at least is any one of Claims 1-4. A method for producing a silicon carbide composite sintered body according to 1. 前記焼結を、前記焼結用組成物と前記第1の炭素系材料とを加圧成形しながら行う、請求項6に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 6, wherein the sintering is performed while pressure-molding the composition for sintering and the first carbon-based material. 前記焼結を、1400℃以上で行う、請求項6又は7に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 6 or 7, wherein the sintering is performed at 1400 ° C or higher. 前記シリコンナノ粒子の平均粒径が、200nm未満である、請求項6〜8のいずれか一項に記載の製造方法。   The manufacturing method as described in any one of Claims 6-8 whose average particle diameter of the said silicon nanoparticle is less than 200 nm. 前記第2の炭素系材料が、直径100nm以上900nm以下のカーボンナノファイバーである、請求項6〜9のいずれか一項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 6 to 9, wherein the second carbon-based material is a carbon nanofiber having a diameter of 100 nm to 900 nm. 前記1の炭素系材料が、短繊維の形態の炭素繊維であるか、又は織布若しくは不織布の形態の炭素繊維である、請求項6〜10のいずれか一項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 6 to 10, wherein the one carbon-based material is a carbon fiber in the form of a short fiber, or a carbon fiber in the form of a woven fabric or a non-woven fabric.
JP2018542524A 2016-09-30 2017-09-22 Silicon carbide composite sintered body and method for producing the same Active JP6695436B2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016195089 2016-09-30
JP2016195089 2016-09-30
JP2016252087 2016-12-26
JP2016252087 2016-12-26
PCT/JP2017/034371 WO2018062051A1 (en) 2016-09-30 2017-09-22 Silicon carbide composite sintered body and method for manufacturing same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018062051A1 true JPWO2018062051A1 (en) 2019-02-14
JP6695436B2 JP6695436B2 (en) 2020-05-20

Family

ID=61763414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018542524A Active JP6695436B2 (en) 2016-09-30 2017-09-22 Silicon carbide composite sintered body and method for producing the same

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6695436B2 (en)
WO (1) WO2018062051A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102381408B1 (en) * 2020-08-27 2022-03-31 국방과학연구소 Method for manufacturing electromagnetic wave absorber and electromagnetic wave absorbing composite

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005011878A (en) * 2003-06-17 2005-01-13 Inoac Corp Electromagnetic wave absorber
JP2006089340A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Toyota Motor Corp Carbon composite material, brake material composed of carbon composite material, and method for producing carbon composite material
JP2006290670A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Mitsubishi Electric Corp Fiber reinforced silicon carbide composite material, and method of manufacturing the same
JP2010254541A (en) * 2009-04-02 2010-11-11 Covalent Materials Corp Production method for carbon fiber-reinforced silicon-impregnated silicon carbide ceramic and ceramic produced by the production method
WO2015140937A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 株式会社 東芝 Electrode for nonaqueous-electrolyte battery, nonaqueous-electrolyte secondary battery, and battery pack
JP2016510367A (en) * 2013-02-19 2016-04-07 中国海洋大学 Polyacrylonitrile-based carbon fiber co-doped with oxygen and nitrogen and method for producing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005011878A (en) * 2003-06-17 2005-01-13 Inoac Corp Electromagnetic wave absorber
JP2006089340A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Toyota Motor Corp Carbon composite material, brake material composed of carbon composite material, and method for producing carbon composite material
JP2006290670A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Mitsubishi Electric Corp Fiber reinforced silicon carbide composite material, and method of manufacturing the same
JP2010254541A (en) * 2009-04-02 2010-11-11 Covalent Materials Corp Production method for carbon fiber-reinforced silicon-impregnated silicon carbide ceramic and ceramic produced by the production method
JP2016510367A (en) * 2013-02-19 2016-04-07 中国海洋大学 Polyacrylonitrile-based carbon fiber co-doped with oxygen and nitrogen and method for producing the same
WO2015140937A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 株式会社 東芝 Electrode for nonaqueous-electrolyte battery, nonaqueous-electrolyte secondary battery, and battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018062051A1 (en) 2018-04-05
JP6695436B2 (en) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Han et al. Flexible and thermostable graphene/SiC nanowire foam composites with tunable electromagnetic wave absorption properties
Zeng et al. Silica-based ceramics toward electromagnetic microwave absorption
Zeng et al. Significantly toughened SiC foams with enhanced microwave absorption via in situ growth of Si3N4 nanowires
Liu et al. Single-source-precursor synthesis and electromagnetic properties of novel RGO–SiCN ceramic nanocomposites
Wang et al. Ordered mesoporous carbon/fused silica composites
Gao et al. Effect of preparation conditions on mechanical, dielectric and microwave absorption properties of SiC fiber/mullite matrix composite
Ye et al. Novel three-dimensional SiC/melamine-derived carbon foam-reinforced SiO2 aerogel composite with low dielectric loss and high impedance matching ratio
Ye et al. Microstructure and microwave absorption performance variation of SiC/C foam at different elevated-temperature heat treatment
Li et al. Novel, hierarchical SiC nanowire-reinforced SiC/carbon foam composites: Lightweight, ultrathin, and highly efficient microwave absorbers
Chen et al. Electromagnetic interference shielding properties of silicon nitride ceramics reinforced by in situ grown carbon nanotubes
Liu et al. Additive manufacturing of nanocellulose/polyborosilazane derived CNFs-SiBCN ceramic metamaterials for ultra-broadband electromagnetic absorption
Xu et al. Variable densification of reduced graphene oxide foam into multifunctional high-performance graphene paper
Yang et al. Strong and thermostable hydrothermal carbon coated 3D needled carbon fiber reinforced silicon-boron carbonitride composites with broadband and tunable high-performance microwave absorption
Hou et al. Enhanced electromagnetic wave absorption performance of novel carbon-coated Fe 3 Si nanoparticles in an amorphous SiCO ceramic matrix
Duan et al. Enhanced mechanical and microwave absorption properties of SiCf/SiC composite using aluminum powder as active filler
US20220119316A1 (en) Ceramic composites and methods of making and using the same
WO2017217378A1 (en) Silicon carbide production method and silicon carbide composite material
Yin et al. Porous SiC-Si2N2O-Si3N4 composite ceramics with excellent EMW absorption properties prepared by gelcasting and carbonthermal reduction
Ren et al. Effect of different kinds of SiC fibers on microwave absorption and mechanical properties of SiC f/SiC composites
Ouyang et al. Multiple polarization loss and permittivity adjusting of halloysite/BN Co-doped carbon/cobalt composites
Feng et al. Dielectric properties and electromagnetic wave absorbing performance of single-source-precursor synthesized Mo4. 8Si3C0. 6/SiC/Cfree nanocomposites with an in situ formed Nowotny phase
Yu et al. Single-source-precursor derived multicomponent CNTs/Fe 3 Si/Fe/SiOCN ceramic nanocomposites: microstructural evolution and excellent electromagnetic wave absorbing properties
Li et al. Influence of microstructure evolution on temperature-dependent dielectric and electromagnetic wave absorption properties of PDCs-SiC
Duan et al. Mechanical and microwave absorption properties of Ti-filled SiC f/SiC composites via precursor infiltration and pyrolysis
JP6695436B2 (en) Silicon carbide composite sintered body and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190813

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200324

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6695436

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150