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SiC繊維強化型SiC複合材料のホットプレス製造方法 コモンズ 実績あり

国内特許コード P110002856
整理番号 A071P85
掲載日 2011年6月8日
出願番号 特願2001-104186
公開番号 特開2002-293636
登録番号 特許第4536950号
出願日 平成13年4月3日(2001.4.3)
公開日 平成14年10月9日(2002.10.9)
登録日 平成22年6月25日(2010.6.25)
発明者
  • 香山 晃
  • 加藤 雄大
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 SiC繊維強化型SiC複合材料のホットプレス製造方法 コモンズ 実績あり
発明の概要 耐熱温度の高いSiC繊維を用い、単純で安価な製造プロセスであるホットプレス法を採用して、焼結温度を高めて1回のプロセスにより、密度が高く機械的特性の優れたSiC繊維強化型SiC複合材料を得る方法を提供する。SiC微粉末に焼結助剤としてAl23、Y23、SiO2、CaOの何れか1種以上の酸化物粉末を加えた混合粉末を、SiC前躯体樹脂と混合してスラリーを調製し、該スラリーを高結晶性・近化学量論組成SiC繊維成形体に含浸させた後、加圧下において1600℃以上の液相存在下でホットプレスする。
従来技術、競合技術の概要
発電分野、航空・宇宙分野、原子力分野等の過酷な環境下で使用される材料として、耐熱性、化学的安定性、機械的特性に優れたSiC,Si34等、種々のセラミックス材料が開発されてきた。セラミックス材料は、熱交換器,メカニカルシール等の過酷な条件に曝される部材としても使用されている。
なかでも、SiCは、耐酸化、耐腐食に強く、かつ耐熱性および耐摩耗性に優れて、しかも、中性子照射条件下でも長寿命の放射性核種が発生しにくいことを活用し、発電機器用途、航空・宇宙用途から原子力等の先進エネルギーシステム用途までの広範囲な分野において有望視されている構造材料である。
【0003】
SiCは、融点が2600℃と高温特性に優れているが、それ自体では脆い材料である。そこで、SiC繊維で強化したSiC繊維強化型SiC複合材料が提案され、その製造方法として、ホットプレス法や液相焼結法等、多様な製造プロセスの検討が進められている。
しかしながら、いずれの製法によっても、高い熱伝導特性や高い密度、さらには高い強度特性を有するSiC繊維強化型SiC複合材料を得ることは容易ではなく、同一のプロセスを繰り返すことにより、特性の向上を図っている。
このため、SiC繊維強化型SiC複合材料の製造プロセスは煩雑になり、製造コストが上昇することに加えて、複雑形状部品の製造が困難になるため、実用化が制限されている。
【0004】
さらに実用に近いと思われている前躯体含浸焼成法やホットプレス法、液相焼結法等においては、繊維の劣化をもたらさないで複合材料の特性を向上させるために適用できる温度の上限が存在し、これによって母相の特性も制限されている。すなわち、これまでのポリカルボシランから製造されたSiC繊維を用いて複合体を製造する場合、このSiC繊維自体の耐熱度が高々1300℃程度であるため、複合体製造のための加熱温度は短時間の処理であっても1600℃未満に制限されていた。液相焼結法においては焼結温度が低いために、高密度や高い熱的特性、機械的特性のものが得られなかった。
産業上の利用分野
本発明は、発電分野、航空宇宙分野、原子力/核融合分野等の高い熱負荷やその他の過酷な環境下で使用される、優れた熱特性と強度特性を有する構造材料に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 SiC微粉末に焼結助剤としてAl、Y、SiO、CaOの何れか1種以上の酸化物粉末を加えた混合粉末を、SiC前躯体樹脂と混合してスラリーを調製し、該スラリーを高結晶性・近化学量論組成SiC繊維成形体に含浸させた後、加圧下において1600℃以上で、前記混合粉末の液相存在下でホットプレスすることを特徴とするSiC繊維強化型SiC複合材料のホットプレス製造方法。
【請求項2】加圧力が10~20MPaである請求項1に記載のSiC繊維強化型SiC複合材料のホットプレス製造方法。
産業区分
  • 窯業
  • 高分子化合物
  • 原子力
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 環境低負荷型の社会システム 領域
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