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METHOD OF MANUFACTURING SiC FIBER REINFORCED SiC COMPOSITE MATERIAL BY HOT PRESS commons achieved

Patent code P110002856
File No. A071P85
Posted date Jun 8, 2011
Application number P2001-104186
Publication number P2002-293636A
Patent number P4536950
Date of filing Apr 3, 2001
Date of publication of application Oct 9, 2002
Date of registration Jun 25, 2010
Inventor
  • (In Japanese)香山 晃
  • (In Japanese)加藤 雄大
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title METHOD OF MANUFACTURING SiC FIBER REINFORCED SiC COMPOSITE MATERIAL BY HOT PRESS commons achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of obtaining a SiC fiber reinforced SiC composite material having high density and excellent mechanical properties with one time processing by using a SiC fiber having heat resistance against a high temperature, applying a hot press method, which is a simple and inexpensive manufacturing process, and increasing a sintering temperature.
SOLUTION: Slurry is prepared by mixing a powdery mixture obtained by adding oxide powder of one or more kinds of Al2O3, Y2O3, SiO2 and CaO as sintering assistants into SiC fine powder with a SiC precursor resin. After a high crystalline and near stoichiometric composition SiC fiber formed body is impregnated with the slurry, the impregnated SiC fiber formed body is hot- pressed under a pressure at ≥1,600°C in the presence of the liquid phase.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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,Si3N4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。



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。



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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
SiC微粉末に焼結助剤としてAl2O3、Y2O3、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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Social Systems for Better Environment Performance AREA
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