JPH038770A - 炭素繊維強化炭素材及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は炭素繊維強化炭素材及びその製造法に関する。

（従来の技術） 炭素繊維強化炭素材は、従来の黒鉛材に較べて機械的強
度や耐熱衝撃性に優れることから、ロケットノズル、耐
熱タイル、核融合装置炉壁材、航空機用ブレーキ等に用
いられる。

その製法は９例えば特開昭５９−８９４０８号公報に開
示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、特開昭５９−６９４０８に示される炭素
繊維強化炭素材（以下Ｃ／Ｃ材と略称する）は、炭素繊
維織布間の強度（層間強度）が低く、熱衝撃等で層間に
クラックを生ずることがある。この対策として種々のも
のが提案されている。

例えば特開昭６２−７２５６５号公報には炭素繊維の短
繊維をランダムに分散させたものが記載されておυ、こ
のＣ／Ｃ材の層間強度は、前記のＣ／Ｃ材よりも層間強
度は改善されているが、未だ従来の黒鉛材の層間強度に
較べると不充分である。

また、含浸、焼成を繰シ返す過程で、製品厚みが厚くな
ると、眉間にクラックが生ずる問題があり。

製品厚みに制約を受ける。

本発明は９層間強度に優れ、Ｓ品厚みを大きくできるＣ
／Ｃ材及びその製造法を提供することを目的とする。

（！ｌ！題を解決するための手段） 発明者らは、有機物の含浸、焼成の過程でＣ／膜材の表
面から緻密化が進行し、Ｃ／Ｃ材の厚みや体積が大きい
ほど内部と外部との密度差や強度差が大きくなり、クラ
ックが発生し易くなることを究明し９本発明に到達した
。

本発明は、Ｃ／Ｃ材における炭素繊維の織布又は不織布
の積層方向に設けた多数の貫通孔に、炭化物を充填して
なるＣ／Ｃ材及び炭素繊維の織布又は不織布を積層成形
した後、有機物を含浸し。

焼成炭化した基材に、前記織布又は不織布の積層方向に
多数の貫通孔を設け１次いで該基材に前記有機物を含浸
し、焼成炭化するＣ／Ｃ材の製造法に関する。

本発明において、炭素繊維の織布又は不織布は可撓性を
有するシート状のものであればよく、特に制限はない。

積層する枚数についても制限はない。含浸に使用する有
機物は、タールピッチ、フェノール樹脂のような炭化率
の大きいものが好ましい。常温で液体のものはそのまま
又は溶剤に希釈して含浸する。常温で固体のものでは、
タールピッチは加熱溶融して含浸し、ノボラック型フェ
ノール樹脂のようなものは溶剤で希釈して含浸する。含
浸の方法は公知の方法により９％に制限はない。基材に
設ける貫通孔は機械加工により、織布又は不織布の積層
方向に好ましくは０．３〜３−φの大きさで多数設ける
。貫通孔が小さすぎると均一な含浸が困難となシ、密度
や強度の均一化が難かしくなる。貫通孔が大きすぎると
孔を炭化物で塞ぐための含浸回数が多くなシ、コスト高
となる。焼成炭化は公知の方法による。貫通孔は最初の
含浸、焼成炭化後の基材に設ける。

（作用） 基材に気孔が開いているため有機物の含浸によシ、材料
の内部まで均一に密度向上ができる。また、気孔は材料
の炭素繊維層を貫通するように形成しであるため、その
気孔を埋めた炭化物は、気孔の長さ方向に配向した結晶
構造をとり、眉間に。

杭を打つ良状態となって強度を向上させる。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 炭素繊維織布（東し■Ｃ０６１４１）を２００×２００
−に切断し、それを４０枚積層して保形治具で形状を保
ったまま、タールピッチ（軟化点９０６Ｃ）を含浸し、
不活性ガス雰囲気中、最高温度１０００℃で焼成し、板
厚２０ｍｍ、かさ密度１、０６７０ｍ”の焼成品の基材
を得た。第１図に示すこの基材２の積層した炭素繊維織
布面に垂直にφ０、５　ｍｍの貫通孔ｌを５−の間隔で
基盤目状に開は林 を得た。このｃ、、’ｃｙ≠中にはクラックは見られな
かった。

実施例２ 炭素繊維フェルト（クレハ化学■製Ｆ’１ｌＯ）を２０
０×２００ｍｍに切断し、それを１０枚積層し、実施例
１と同様にピッチを含浸・焼成し死後。

積層したフェルト面に垂直にφＺＯｍｍの貫通孔を１０
ｍｍの間隔で開けた後、さらに含浸・焼成をかさ密度１
．６　ｇ　７ｃｍ３になるまで約５回繰返し、Ｃ／膜　
　　　　　　　　　　泊 Ｃ；７宸を得た。このＣ／ＣｒＶイにもクラックの発生
はなかった。

比較例１ 貫通孔を設けない以外は実施例１と同様にしてオス Ｃ／　Ｃ−；＃を得た。

比較例２ 貫通孔を設けない以外は実施例２と同様にして（’　／
　Ｃ＝＝＃を得た。

す 比較例１及び２のＣ／膜　！ス≠には層間に若干のクラ
ックが見られた。

お 前記実施例及び比較例で得られたＣ／Ｃ＝；≠について
中央部から試験片を取り９曲げ強さ及び熱伝導率を測定
した。この結果を第１表に示す。

遼 第１表から実施例の（：／（：　；ｉ手は、比較例のも
のより上方向の強度（Ｎ間強度）が向上し、上方向の熱
伝導率が大きくなっていることがわかる。

（発明の効果） バ 本発明によれば、Ｃ／（：：：ヱボは０貫通孔内に充填
された炭化物によって眉間の結合力が向上し。

積層方向の熱伝導率が増大するので、熱衝撃に強く層間
にクラックが発生し難い。従ってＣ／Ｃ；１＃の厚みを
大きくできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例になるＣ／Ｃ材を示し。 ｔａ＋は平面図及び（ｂ）は正面図である。 符号の説明

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．炭素繊維強化炭素材における炭素繊維の織布又は不
   織布の積層方向に設けた多数の貫通孔に，炭化物を充填
   してなる炭素繊維強化炭素材。
2. ２．炭素繊維の織布又は不織布を積層成形した後，有機
   物を含浸し，焼成炭化した基材に，前記織布又は不織布
   の積層方向に多数の貫通孔を設け、次いで該基材に前記
   有機物を含浸し，焼成炭化することを特徴とする炭素繊
   維強化炭素材の製造法。