JP2018199590A - セラミック複合材の製造方法および組合せ体 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)セラミック繊維からなる骨材とセラミック前駆体とからなる成形体を、樹脂の発泡体に埋設する埋設工程と、前記成形体を前記発泡体とともに焼成し前記セラミック前駆体をセラミック化する焼成工程と、前記発泡体を取り除く離型工程と、を含む。
(8)セラミック繊維からなる骨材とセラミック前駆体とからなる成形体と、前記成形体を埋設する樹脂の発泡体とからなる。
本発明のセラミック複合材の製造方法は、セラミック繊維からなる骨材とセラミック前駆体とからなる成形体を、樹脂の発泡体に埋設する埋設工程と、前記成形体を前記発泡体とともに焼成し前記セラミック前駆体をセラミック化する焼成工程と、前記発泡体を取り除く離型工程と、を含む。
また、ガスで膨張させた液状の樹脂の泡の中に、成形体を沈めそのまま硬化させることにより、発泡体の中に埋設してもよい。この場合、成形体は、発泡体の樹脂との接着を防止するため、成形体をフィルムで包んでから液状の樹脂の泡の中に沈めることが好ましい。
各実施例に基づいて、セラミック繊維からなる骨材とセラミック前駆体とからなる成形体1を、樹脂の発泡体2に埋設する埋設工程S1と、成形体1を発泡体2とともに焼成しセラミック前駆体をセラミック化する焼成工程S2と、発泡体2を取り除いてセラミック複合材5を得る離型工程S3を説明する。成形体1の外観は、図1に示している。また、各工程のフロー図は、図2に示している。
図3、4に基づいて実施例1を説明する。図3は、図2のフロー図に対応した工程フローの概念図であり、(a)は成形体1を示し、(b)は図2の埋設工程S1に対応する概念図を示し、(c)は図2の焼成工程S2に対応する概念図を示し、(d)は図2の離型工程S3に対応する概念図を示す。図4は、埋設工程の詳細を示す概念図である。
次に箱の中に未硬化の発泡体2であるウレタンフォームを充填し、上にポリエチレンからなる第1樹脂フィルム3で覆う(図4(a)参照)。得られた成形体1を第1樹脂フィルム3の上に載せ、コーン内部の空洞にウレタンフォームが行き渡るよう少し沈める。このままウレタンフォームが硬化するまで放置する(図4(b)参照)。ウレタンフォームが硬化したら、さらに第2樹脂フィルム4を被せ(図4(c)参照)、隙間ができないように未硬化のウレタンフォーム(発泡体2)を吹き付ける。さらにウレタンフォームが硬化するまで待ち、成形体1が発泡体2であるウレタンフォームの中で固定される(図4(d)参照)。
次に、発泡体2ごと焼成することにより、セラミック前駆体を炭化させ、カーボンのマトリックスを形成する。
セラミック複合材(炭素繊維/炭素複合材)5は、炭化した発泡体2から分離することにより得ることができる。
図5に基づいて実施例2を説明する。
得られた成形体1を、キャビティにセットし、上型2aと下型2bを組み合わせ発泡体2の中に成形体1を埋設する(図5(b)参照)。
次に、成形体1を発泡体2ごと焼成し、セラミック前駆体をセラミック化し、SiCマトリックスを形成する。
セラミック複合材(SiC繊維/SiC複合材)5は、炭化した発泡体から分離することにより得ることができる。
図6に基づいて、実施例3を説明する。
実施例1と同様に得られた円筒形の成形体の表面を、ポリエチレンフィルムで覆った後、未硬化の発泡体2であるウレタンフォームの泡の中に沈め、(図6(a)参照)、ウレタンフォームが硬化するまで放置する(図6(b)参照)。
2 発泡体
3 第1樹脂フィルム
4 第2樹脂フィルム
5 セラミック複合材
Claims (14)
- セラミック繊維からなる骨材とセラミック前駆体とからなる成形体を、樹脂の発泡体に埋設する埋設工程と、
前記成形体を前記発泡体とともに焼成し前記セラミック前駆体をセラミック化する焼成工程と、
前記発泡体を取り除く離型工程と、
を含むセラミック複合材の製造方法。 - 前記発泡体は、熱硬化性樹脂である請求項1に記載のセラミック複合材の製造方法。
- 前記埋設工程は、液状の樹脂を発泡させるとともにフィルムを介して前記成形体を前記発泡体に埋設する請求項1または2に記載のセラミック複合材の製造方法。
- 前記セラミック前駆体は、セラミック粒子を含有する請求項1から3のいずれか1項に記載のセラミック複合材の製造方法。
- 前記セラミック粒子は、炭素および/またはSiCである請求項4に記載のセラミック複合材の製造方法。
- 前記セラミック繊維は、SiC繊維である請求項1から5のいずれか1項に記載のセラミック複合材の製造方法。
- 前記セラミック前駆体は、ピッチ、フェノール樹脂、シラン系樹脂、フラン樹脂、コプナ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリロニトリルから選択される少なくとも一つの樹脂である請求項1から6のいずれか1項に記載のセラミック複合材の製造方法。
- セラミック繊維からなる骨材とセラミック前駆体とからなる成形体と、前記成形体を埋設する樹脂の発泡体とからなる組合せ体。
- 前記発泡体は、熱硬化性樹脂である請求項8に記載の組合せ体。
- 前記組合せ体は、前記成形体と前記発泡体との間にフィルムを有する請求項8または9に記載の組合せ体。
- 前記セラミック前駆体は、セラミック粒子を含有する請求項8から10のいずれか1項に記載の組合せ体。
- 前記セラミック粒子は、炭素および/またはSiCである請求項11に記載の組合せ体。
- 前記セラミック繊維は、SiC繊維である請求項8から12のいずれか1項に記載の組合せ体。
- 前記セラミック前駆体は、ピッチ、フェノール樹脂、シラン系樹脂、フラン樹脂、コプナ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリロニトリルから選択される少なくとも一つの樹脂である請求項8から13のいずれか1項に記載の組合せ体。
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