JP4964913B2 - 炭素繊維強化炭素複合材料 - Google Patents
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Description
マット状の炭素質フェルト内部の炭素繊維をX、Y、Z方向の繊維配向比を表1に示すように配向調整した、かさ密度が0.15g/cm3のPAN系フェルト、レーヨン系フェルト、ピッチ系フェルトの3種類の炭素質フェルトを準備した。これら各炭素質フェルトを、かさ密度が1.60g/cm3以上となるようにCVI処理によって熱伝導性の良いラフ・カラムナー型の熱分解炭素を浸透せしめた。CVI処理条件は、温度1100℃、全圧20Torr(2.7kPa)、C3H8ガス6(l/min)、H2ガス70(l/min)で浸透処理後、2800℃で黒鉛化処理を行った。各炭素質フェルトから形成されたフェルトC/Cの特性を表1に示す。なお、熱伝導率は、直径10mm、厚さ3mmの円板形状のサンプルを用い、レーザーフラッシュ法(真空理工(株)製の熱拡散率測定装置)で熱拡散率を求め、これから算出した。また、弾性係数は、φ10×35(mm)の試験片をインストロン試験機を用いて測定した。(ロードセル:250(N)、クロスヘッドスピード:0.5mm/min、縦弾性係数は縦歪みの0.1%の時の値)これを弾性係数とした。また、熱膨張係数は、熱機械分析(TMA)装置で標準試料に石英を用い、φ5×15(mm)の試験片との相対熱膨張を測定し室温から1000℃迄の平均熱膨張係数を求めた。
マット状の炭素質フェルト内部の炭素繊維をX、Y、Z方向の繊維配向比がそれぞれ表2に示されるように配向調整された、かさ密度が0.15g/cm3のPAN系フェルト、レーヨン系フェルト、ピッチ系フェルトの3種類の炭素質フェルトを準備した。これ以外は、実施例と同様な方法でフェルトC/Cを作製し、各特性を調べた。各特性を表2にまとめて示す。
上記実施例で得られた3種類のフェルトC/Cと、表2中の比較例のピッチ系炭素繊維フェルトを用いて製作したフェルトC/Cを39.2×22×3(mm)に機械加工して図2に示すような放熱部材に組込み、放熱材料とセラミック絶縁物間の剥離の有無を調査した。その結果を表3に示す。表3からも明らかなように、実施例で作製した放熱材料を用いた放熱部材は絶縁材との剥離もなく良好なものであった。
2 電極
3 絶縁物
4 放熱材料(フェルトC/C)
X X軸方向
Y Y軸方向
Z Z軸方向
Claims (3)
- 炭素繊維の繊維配向比X:Y:Zが、(40〜45):(35〜40):(15〜25)の炭素質フェルト内部にラフ・カラムナー型の熱分解炭素が浸透されてなる、
かさ密度が1.5g/cm3以上、X軸、Y軸、Z軸方向それぞれの弾性係数が15GPa以下の、
X軸方向及びY軸方向の熱伝導率が300W/(m・K)以上、絶縁物と対向する面の表面粗さ(Rmax)が25S以下の炭素繊維強化炭素複合材料。 - X軸、Y軸、Z軸のうちの少なくとも一方向の熱膨張係数が、2×10−6/℃〜6×10−6/℃である請求項1に記載の炭素繊維強化炭素複合材料。
- ろう材を介して絶縁物と接合する相手材として用いられ、少なくともろう材を介して絶縁物と接合する表面が金属で被覆されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の炭素繊維強化炭素複合材料。
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