JPH0737708B2 - Whisker surface modification method - Google Patents
Whisker surface modification methodInfo
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- JPH0737708B2 JPH0737708B2 JP61250253A JP25025386A JPH0737708B2 JP H0737708 B2 JPH0737708 B2 JP H0737708B2 JP 61250253 A JP61250253 A JP 61250253A JP 25025386 A JP25025386 A JP 25025386A JP H0737708 B2 JPH0737708 B2 JP H0737708B2
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ウィスカーの表面改質方法に関し、さらに
詳しく言うと、ウィスカーの表面に均一な金属またはセ
ラミックの被膜を容易に形成することができるウィスカ
ーの表面改質方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for modifying the surface of a whisker, and more specifically, it can easily form a uniform metal or ceramic coating on the surface of the whisker. The present invention relates to a surface modification method for whiskers.
［従来の技術およびその問題点］ カーボンファイバー、アラミド繊維等は、それ自体軽量
で高強度であると言う優れた特性により、航空宇宙産
業、スポーツ・レジャー産業などにその用途の拡大が進
められている。[Conventional technology and its problems] Carbon fiber, aramid fiber, etc. have been expanding their applications to the aerospace industry, sports / leisure industry, etc. due to the excellent characteristics that they are lightweight and have high strength. There is.
一方、ウィスカーは、単結晶繊維であり、その機械的特
性が理論値に近い値を示すことから、従来の繊維よりも
一層優れた強化剤として注目されている。On the other hand, whiskers are single crystal fibers, and their mechanical properties show values close to theoretical values, and thus they are attracting attention as a reinforcing agent that is even better than conventional fibers.
しかしながら、ウィスカーは、その結晶完全性のため
に、濡れ性や接着性に問題がある。この問題点を解決す
ることは、ウィスカー利用の拡大を図る上で重要なポイ
ントになる。However, whiskers have problems with wettability and adhesion due to their crystalline integrity. Solving this problem is an important point in expanding the use of whiskers.
ところで、一般に、カーボンファイバーのように、プラ
スチックや金属との濡れ性が悪い素材については、その
表面改質の方法として、表面処理や異種物質のコーティ
ングが行なわれており、それぞれマトリクスに応じて使
い分けられている。By the way, in general, materials such as carbon fiber, which have poor wettability with plastics and metals, are subjected to surface treatment or coating with different substances as a method of surface modification. Has been.
マトリクスがプラスチックのときは、気相酸化法や液相
酸化法などの表面処理が一般滴に行なわれている。When the matrix is plastic, surface treatment such as vapor phase oxidation method or liquid phase oxidation method is applied to general droplets.
しかしながら、ウィスカーのように、結晶が完全である
素材にあっては、表面に官能基を形成するのが非常に困
難であり、従来の表面改質方法によっていたのでは、十
分な表面処理の効果を期待することができない。However, it is very difficult to form functional groups on the surface of materials such as whiskers that have perfect crystals, and the effect of sufficient surface treatment would not be obtained if conventional surface modification methods were used. Can't expect.
また、マトリクスが金属のときには、繊維表面に化学蒸
着、物理蒸着などによって、アルミニウム、ニッケルな
どの金属被膜あるいは炭化ケイ素などのセラミック被膜
のコーティングが行なわれている。When the matrix is a metal, the surface of the fiber is coated with a metal coating such as aluminum or nickel or a ceramic coating such as silicon carbide by chemical vapor deposition or physical vapor deposition.
しかしながら、この方法も、カーボンファイバー等の連
続繊維においては特に問題を生じるものではないが、ウ
ィスカーに関しては容易に採用することができないこと
が判明した。However, although this method does not cause any particular problems in continuous fibers such as carbon fibers, it has been found that whiskers cannot be easily adopted.
と言うのは、ウィスカーは、フロックを形成し、さらに
フロックがまとまって大きな凝集体を形成し易い。そし
て、コーティングの際、コーティング物質が凝集体の内
部に拡散する以前に、凝集体の表層部分で分解，沈積し
てしまう。その結果、凝集体の表面部にあるウィスカー
には被膜が厚く形成されるが、内部のウィスカーには殆
ど被膜が形成されず、処理をすすめてもマトリクスによ
る補強効果が改善されないという現象が起こる。This is because whiskers tend to form flocs, and the flocs are more likely to aggregate to form large aggregates. Then, during coating, the coating substance is decomposed and deposited on the surface layer portion of the agglomerate before diffusing into the agglomerate. As a result, a thick film is formed on the whiskers on the surface of the agglomerate, but almost no film is formed on the internal whiskers, and the phenomenon that the matrix reinforcing effect is not improved even if the treatment is promoted occurs.
［発明の目的］ この発明の目的は、前記問題点を解決し、カーボンウィ
スカーを初めとする各種のウィスカーがたとえ集合体と
なっていても、その集合体を形成する表面部および内部
いずれのウィスカーの表面にも均一に薄い金属またはセ
ラミックの被膜を簡単な処理操作で形成することができ
るウィスカーの表面改質方法を提供することである。[Object of the Invention] An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even if various whiskers including carbon whiskers are an aggregate, the whiskers of the surface portion and the inside which form the aggregate are formed. A method for modifying the surface of a whisker capable of uniformly forming a thin metal or ceramic coating on the surface of the whiskers by a simple processing operation.
［前記問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するためのこの発明の概要は、ウィスカ
ーの表面に金属またはセラミックスの被膜を形成する方
法において、前記被膜の形成原料と前記ウィスカーと
を、前記ウィスカーの体積比が0.01〜0.2となるように
密閉容器内に収納し、次いでこの密閉容器内を、前記形
成原料の分解温度以上に加熱し、前記ウィスカーの表面
に金属またはセラミックの被膜を形成することを特徴と
するウィスカーの表面改質方法である。[Means for Solving the Problems] An outline of the present invention for achieving the above-mentioned object is to provide a method for forming a metal or ceramic film on the surface of a whisker, wherein the raw material for forming the film and the whiskers are: The whiskers are housed in a closed container so that the volume ratio is 0.01 to 0.2, and then the closed container is heated to a temperature above the decomposition temperature of the forming raw material to form a metal or ceramic coating on the surface of the whiskers. The surface modification method for whiskers is characterized by:
前記ウィスカーとしては、グラファイトウィスカー、Si
Cウィスカー、Si3N4ウィスカー、Al2O3ウィスカー、MgO
ウィスカー、AlNウィスカー、B4C3ウィスカー、Fe2O3ウ
ィスカー、BeOウィスカー、MoO3ウィスカー、NiOウィス
カー、Cr2O3ウィスカー、K2O(TiO2)6ウィスカーおよび
ダイヤモンドウィスカーなどが挙げられる。The whiskers include graphite whiskers and Si.
C whiskers, Si 3 N 4 whiskers, Al 2 O 3 whiskers, MgO
Examples include whiskers, AlN whiskers, B 4 C 3 whiskers, Fe 2 O 3 whiskers, BeO whiskers, MoO 3 whiskers, NiO whiskers, Cr 2 O 3 whiskers, K 2 O (TiO 2 ) 6 whiskers and diamond whiskers.
前記グラファイトウィスカーとしては、アーク放電その
他の方法により直接にウィスカーとして製造されるも
の、その他に、気相成長炭素繊維を窒素、アルゴンなど
の不活性ガス中で熱処理したものも含まれる。Examples of the graphite whiskers include those directly produced as whiskers by an arc discharge or other method, and those obtained by heat treating vapor-grown carbon fibers in an inert gas such as nitrogen or argon.
さらに、この発明では、ウィスカーとして、気相成長炭
素繊維も含めることができる。Further, in the present invention, vapor grown carbon fiber can be included as the whiskers.
この発明の方法においては、まず、前記各種のウィスカ
ーの一種または二種以上の混合物を、密閉容器内に収納
する。収納状態としては、軽くかつ均一であるのが望ま
しく、ウィスカーの体積比［嵩比重／密度］が0.01〜0.
2となるようにする。In the method of the present invention, first, one kind or a mixture of two or more kinds of the various whiskers is stored in a closed container. It is desirable that the storage state is light and uniform, and the volume ratio [bulk specific gravity / density] of the whiskers is 0.01 to 0.
Make it 2.
体積比が、棒状の繊維やウィスカーの長さ／直径・比で
決まることは、例えば29th Anual Technical Conferenc
e, 1974. Reinforced Plastics/composites Institute
＆ The Society of the Plastics Industry, Inc.の要
旨集Section 10-BのJOHN V. MILEWSKIの論文で知られて
おり、長さ／直径・比で体積比を調節することができ
る。体積比が0.2を越えると均一な被膜を形成すること
ができず、0.01未満であると容器内に充填することがで
きるウィスカーの量が少なく、経済的でない。The volume ratio is determined by the length / diameter / ratio of rod-shaped fibers and whiskers, for example, 29th Anual Technical Conferenc.
e, 1974. Reinforced Plastics / composites Institute
& The Society of the Plastics Industry, Inc. Abstracts It is known in the article of JOHN V. MILEWSKI in Section 10-B that the volume ratio can be adjusted by length / diameter / ratio. If the volume ratio exceeds 0.2, a uniform coating cannot be formed, and if it is less than 0.01, the amount of whiskers that can be filled in the container is small, which is not economical.
次いで、被膜の形成原料をこの収納容器内に装填する。Then, the raw material for forming the coating film is loaded into the storage container.
前記被膜の形成原料の装填量は、密閉容器内に収納した
前記ウィスカーの総表面積と被膜の所望膜厚とから容易
に計算することができる。The loading amount of the raw material for forming the coating film can be easily calculated from the total surface area of the whiskers housed in the closed container and the desired film thickness of the coating film.
前記被膜の形成原料の装填の態様は、形成原料の種類に
応じて適宜に考慮されねばならない。たとえば、形成原
料がガスであるならば特に制限はないが、形成原料が液
体または固体であるときには、たとえば、密閉容器内に
液体または固体の形成原料を一旦仕込んでからその沸点
にまで加熱してガス状とするか、あるいは、密閉容器外
で前記形成原料をガス化し、次いでこの形成原料の沸点
以上分解温度以下に加熱している密閉容器内にガス状の
形成原料を導入する方法などを採用するのが望ましい。
さらに、前記方法においては、装填前に容器内を減圧ま
たは高真空にしておくのが望ましい。The mode of loading the raw material for forming the coating must be appropriately considered depending on the type of raw material. For example, if the forming raw material is a gas, there is no particular limitation, but when the forming raw material is a liquid or a solid, for example, a liquid or solid forming raw material is once charged in a closed container and then heated to its boiling point. A method is used in which the forming raw material is gasified, or the forming raw material is gasified outside the closed container, and then the gaseous forming raw material is introduced into the closed container heated above the boiling point and the decomposition temperature of the forming raw material. It is desirable to do.
Furthermore, in the above method, it is desirable to reduce the pressure or high vacuum in the container before loading.
容器内に形成原料を装填した後、その形成原料が常温で
ガスである場合には、容器内のウィスカー間に均一に拡
散するまで自然放置する。拡散に要する放置時間は、ウ
ィスカーの充填量によって一概に言うことができない
が、通常の場合、数分間、好ましくは10分間以上であ
る。After the forming raw material is charged into the container, if the forming raw material is a gas at room temperature, the forming raw material is left to stand until it is uniformly diffused between the whiskers in the container. The standing time required for diffusion cannot be generally stated depending on the filling amount of whiskers, but in the usual case, it is several minutes, preferably 10 minutes or more.
また、形成原料が液体または固体であるときは、加熱し
た密閉容器内に予めガス状にした形成原料を導入する
と、容器内のウィスカー間に直ちに拡散する。Further, when the forming raw material is a liquid or solid, when the gaseous forming raw material is introduced into the heated closed container, it immediately diffuses between the whiskers in the container.
形成原料を容器内のウィスカー間にガス状で拡散せしめ
た後、この密閉容器内を、加熱する。この加熱温度は、
前記形成原料が蒸着するに十分な温度であり、形成原料
の種類により相違する。After the forming raw material is diffused in a gaseous state between the whiskers in the container, the inside of the closed container is heated. This heating temperature is
The temperature is sufficient for vapor deposition of the forming raw material, and varies depending on the type of forming raw material.
所定温度にまで加熱する際の加熱温度は、特に制御する
必要がない。It is not necessary to control the heating temperature when heating to a predetermined temperature.
ウィスカーの表面に形成原料を蒸着するのに必要な時間
は、温度に依存するが、温度を若干高めにすることによ
り蒸着時間を短縮することができ、場合により５分以内
とすることができる。また、蒸着時間が所定時間を経過
していても、それは特に問題にはならない。The time required for depositing the forming raw material on the surface of the whiskers depends on the temperature, but the vapor deposition time can be shortened by raising the temperature slightly, and in some cases, it can be within 5 minutes. Further, even if the vapor deposition time exceeds a predetermined time, it does not cause any particular problem.
と言うのは、この発明の方法では、ウィスカーの表面に
形成される被膜の厚みは、装填した形成原料の装填量に
より決定されるのであるから、被膜の形成に形成原料が
消費された後にどんなに長く加熱しようと、被膜形成に
悪影響が生じないからである。このことは、この発明に
係る表面改質方法は、密閉容器内を加熱する際の昇温速
度、加熱時間などの厳密な管理を不要とするものである
こと、および操作の簡略化、密閉容器を連続的に加熱炉
内に送ることによる連続プロセスの可能性を開くことを
意味する。This is because, in the method of the present invention, the thickness of the film formed on the surface of the whiskers is determined by the loading amount of the forming raw material loaded, and therefore, no matter how much the forming raw material is consumed for forming the coating, This is because if the film is heated for a long time, the film formation will not be adversely affected. This means that the surface modification method according to the present invention does not require strict control such as the heating rate and the heating time when heating the inside of the closed container, and simplification of the operation, and the closed container. It means opening up the possibility of continuous process by continuously feeding into the furnace.
この発明の方法により形成される被膜としては、Al、N
i、Cu、Ti、Co、Ag、Fe、Ｂ、Ta、Ｗ、Mo等に代表され
る金属およびこれらの合金、ならびに、SiC、TiC、Ta
C、HfCなどに代表される金属の化合物、TiNに代表され
る金属窒化物、および炭素等を含む広義のセラミックス
などが挙げられる。The coating formed by the method of the present invention, Al, N
Metals represented by i, Cu, Ti, Co, Ag, Fe, B, Ta, W, Mo and the like, and alloys thereof, and SiC, TiC, Ta
Examples thereof include compounds of metals represented by C and HfC, metal nitrides represented by TiN, and ceramics in a broad sense including carbon and the like.
このような被膜の形成原料は、被膜物質が金属（合金を
含む。）であるときは、金属ハロゲン化物のように容易
に蒸発する金属化合物、または金属化合物の混合物が好
適である。また、被膜物質が金属炭化物であるときは、
被膜の形成原料として、有機金属化合物、および金属の
ハロゲン化物と炭化水素等との混合物などを使用するの
が好ましい。As a raw material for forming such a coating, when the coating material is a metal (including an alloy), a metal compound that easily evaporates like a metal halide or a mixture of metal compounds is preferable. Also, when the coating material is a metal carbide,
As a raw material for forming the coating, it is preferable to use an organometallic compound, a mixture of a metal halide and a hydrocarbon, or the like.
さらに、金属化合物と窒素または窒素化合物との混合ガ
スを形成原料とすると、金属窒化物の被膜を形成するこ
とができる。Furthermore, when a mixed gas of a metal compound and nitrogen or a nitrogen compound is used as a forming raw material, a metal nitride film can be formed.
このように、金属またはセラミックスの被膜を形成した
ウィスカーは、繊維強化金属（FRM）製造の際の強化材
として好適に利用される。Thus, the whiskers having the metal or ceramic coating formed thereon are suitably used as a reinforcing material in the production of fiber reinforced metal (FRM).
また、被膜の形成原料として炭化水素等の炭素化合物の
みを用いたときは、この発明の方法により、ウィスカー
の表面に炭素の被膜が形成される。Further, when only a carbon compound such as hydrocarbon is used as a raw material for forming a film, a carbon film is formed on the surface of the whiskers by the method of the present invention.
炭素の被膜を表面に形成したウィスカーは、これらにさ
らに酸化処理を施すことにより、繊維強化プラスチック
（FRP）製造の際の強化材として好適に使用される。The whiskers having a carbon film formed on the surface thereof are preferably used as a reinforcing material in the production of fiber reinforced plastic (FRP) by further subjecting them to oxidation treatment.
また、この発明の方法によりウィスカーの表面に形成し
た炭素の被膜は、通常の炭素繊維よりも溶融アルミニウ
ムなどの溶融金属と反応し難いので、FRMの強化材とし
ても有効に利用される。Further, the carbon coating formed on the surface of the whiskers by the method of the present invention is less likely to react with molten metal such as molten aluminum than ordinary carbon fibers, and therefore can be effectively used as a reinforcing material for FRM.
次に、ウィスカーの表面に形成される被膜の種類とその
形成原料との組合せの一例を示す。Next, an example of a combination of the type of coating film formed on the surface of the whiskers and the forming raw material thereof will be shown.
すなわち、ウィスカーの表面にタングステン、SiC、Ti
C、TaC、HfC、TiN、カーボンを被膜するときは、それぞ
れWF6、CH3SiCl3、TiCl4とメタンとの組合せ、TaF5とメ
タンとの組合せ、HfF5とメタンとの組合せ、TiCl4と窒
素との組合せ、炭素化合物を選択するのが良い。That is, tungsten, SiC, Ti
When coating C, TaC, HfC, TiN, and carbon, WF 6 , CH 3 SiCl 3 , TiCl 4 combined with methane, TaF 5 combined with methane, HfF 5 combined with methane, TiCl 4 It is better to select a combination of carbon and nitrogen and a carbon compound.
被膜の種類とその形成原料との組合せは、前記以外にも
多数あることは言うまでもない。It goes without saying that there are many combinations of the type of coating film and the forming raw material other than the above.
さらに、被膜の厚みの制御、分解条件の制御などの目的
で前記形成原料の外に水素ガス、ヘリウムガス、アルゴ
ンガスなどのを密閉容器内に添加していても良い。Further, hydrogen gas, helium gas, argon gas and the like may be added to the inside of the closed container in addition to the forming raw material for the purpose of controlling the thickness of the coating and controlling the decomposition conditions.
［発明の効果］ この発明に係る表面処理方法は、 （１） ウィスカーと容易に気化する物質とを仕込んだ
密閉容器を加熱するだけの簡単な操作である、 （２） 密閉容器内では、加熱により、容易に気化する
物質がガス状態でウィスカーの集合体中に均一に浸透，
拡散しているので、各ウィスカーの表面に均一に金属あ
るいはセラミックの被膜を形成することができる、 （３） この発明により炭素の被膜を形成したウィスカ
ーは、その表面にアモルファスの炭素被膜が均一に形成
されているので、無改質で結晶性の高いウィスカーの表
面に比較して反応性に富み、従来の表面処理をさらに行
なうことによって、官能基を十分に導入することができ
る、 （４） 密閉容器内に、液体または固体の容易に気化す
る物質を所定量充填し、次いで一旦気化し、十分に拡散
した後、その物質の分解温度以上に加熱するだけで、所
望の程度にウィスカーの表面を改質することができる、 （５） また、加熱に際しても、密閉容器内の分解ガス
が消費されてしまった後は、いくら加熱してもそれ以上
に被膜の形成が進行しないから、加熱時間についての厳
密な管理が不要であり、操作が簡単である、 （６） この発明により得られる全ウィスカーには均一
に被膜が形成されているので、これを用いると、高い強
度等を有する優れた強化材を製造することができる。EFFECTS OF THE INVENTION The surface treatment method according to the present invention is (1) a simple operation of heating a closed container containing whiskers and a substance that is easily vaporized. (2) In a closed container, heating is performed. Allows the easily vaporized substance to permeate the whisker aggregate uniformly in the gas state,
Since it is diffused, it is possible to uniformly form a metal or ceramic coating on the surface of each whisker. (3) The whisker having a carbon coating formed according to the present invention has an amorphous carbon coating evenly on the surface. Since it is formed, it is more reactive than the surface of the unmodified and highly crystalline whiskers, and the functional group can be sufficiently introduced by further performing the conventional surface treatment. (4) The surface of the whisker can be heated to the desired degree simply by filling a predetermined amount of a liquid or solid easily vaporizable substance into an airtight container, then vaporizing it once and diffusing it sufficiently and then heating it above the decomposition temperature of the substance. (5) In addition, even when heating, after the decomposition gas in the closed container has been consumed, no matter how much heating is performed, the formation of the film will proceed further. Since there is no strict control of the heating time, the operation is simple. It is possible to manufacture an excellent reinforcing material having, for example,
などの数々の優れた効果を奏する。Has many excellent effects such as.
［実施例］ （実施例１） 1,000ccの蓋付き耐熱容器内に、グラファイトウィスカ
ー（アルゴンガス雰囲気中で気相成長炭素繊維を2,800
℃で熱処理したものであり、直径0.2μｍ、平均長さ;50
μｍ）を、その嵩比重が0.05となるように、均一に充填
した。そして、この容器内を真空（10-3Torr）にし、ベ
ンゼン1gを注入した。[Example] (Example 1) Graphite whiskers (2,800 vapor-grown carbon fibers in an argon gas atmosphere were placed in a 1,000cc heat-resistant container with a lid.
Heat treated at ℃, diameter 0.2μm, average length; 50
μm) was uniformly filled so that the bulk specific gravity thereof was 0.05. Then, the inside of this container was evacuated (10 −3 Torr), and 1 g of benzene was injected.
次いでこの密封容器を電気炉により100℃に加熱し、こ
の加熱を30分間継続した。Then, the sealed container was heated to 100 ° C. by an electric furnace, and this heating was continued for 30 minutes.
その後、この密閉容器内を加熱し、1,100℃に30分間保
持した。Then, the inside of this closed container was heated and kept at 1,100 ° C. for 30 minutes.
以上の表面改質処理をしたグラファイトウィスカーの表
面には、電子顕微鏡による観察の結果、約10Åの均一な
炭素被膜が形成されていた。As a result of observation with an electron microscope, a uniform carbon coating of about 10 Å was formed on the surface of the graphite whiskers subjected to the above surface modification treatment.
この炭素被膜を有するグラファイトウィスカーを、リフ
ラックス濃硝酸中で５時間に亙り表面処理をした。The graphite whiskers having this carbon coating were surface-treated in reflux concentrated nitric acid for 5 hours.
このようにして、表面改質および表面処理したグラファ
イトウィスカーをシエアケミカル社製の「エポキシエピ
コート828」100g中に、体積比25％となるように分散
し、120℃でかつ圧力10Kg/mm2の条件下で１時間硬化さ
せて、所定形状の試験片を得た。In this way, surface-modified and surface-treated graphite whiskers were dispersed in 100 g of "Epoxy Epicoat 828" manufactured by Cair Chemical Co., so that the volume ratio was 25%, and the temperature was 120 ° C and the pressure was 10 kg / mm 2 . It was cured under the conditions for 1 hour to obtain a test piece having a predetermined shape.
JIS K−1173に準じて、この試験片を引っ張り試験に供
した。引っ張り強度は、58kg/mm2であった。This test piece was subjected to a tensile test in accordance with JIS K-1173. The tensile strength was 58 kg / mm 2 .
（比較例１） 前記実施例１で使用したのと同じグラファイトウィスカ
ーを、表面改質をせずに、前記実施例におけるのと同様
の表面処理を施し、得られた流動気相生長炭素繊維をマ
トリクス中に分散し、硬化して試験片を得た。この試験
片を前記実施例１と同様にしてその強度測定をしたとこ
ろ、引っ張り強度は、39kg/mm2であった。(Comparative Example 1) The same graphite whiskers used in Example 1 were subjected to the same surface treatment as in the above Examples without surface modification, to obtain the resulting fluidized vapor grown carbon fibers. It was dispersed in a matrix and cured to obtain a test piece. When the strength of this test piece was measured in the same manner as in Example 1, the tensile strength was 39 kg / mm 2 .
（実施例２） 前記流動気相成長炭素繊維の代りに炭化ケイ素（SiC）
ウィスカー（直径0.2μｍ、平均長さ60μｍ、体積比0.0
18）を使用した他は、前記実施例１と同様に実施して、
試験片を得、その引っ張り強度を測定した。(Example 2) Silicon carbide (SiC) was used instead of the fluidized vapor grown carbon fiber.
Whiskers (diameter 0.2 μm, average length 60 μm, volume ratio 0.0
Example 18 was repeated except that 18) was used.
A test piece was obtained and its tensile strength was measured.
その結果、引っ張り強度は、52kg/mm2であった。As a result, the tensile strength was 52 kg / mm 2 .
（実施例３） 前記流動気相成長炭素繊維の代りにSi3N4ウィスカー
（直径0.3μｍ、平均長さ20μｍ、体積比0.08）を使用
した他は、前記実施例１と同様に実施して、試験片を
得、その引っ張り強度を測定した。Example 3 The same procedure as in Example 1 was repeated except that Si 3 N 4 whiskers (diameter 0.3 μm, average length 20 μm, volume ratio 0.08) were used in place of the fluidized vapor phase growth carbon fiber. A test piece was obtained and the tensile strength was measured.
その結果、引っ張り強度は、41kg/mm2であった。As a result, the tensile strength was 41 kg / mm 2 .
（実施例４） ベンゼン代りにメタンを、容器内圧が1.5気圧（絶対
圧）となるように、充填した他は、前記実施例１と同様
に実施して、試験片を得、その引っ張り強度を測定し
た。(Example 4) A test piece was obtained in the same manner as in Example 1 except that methane was used instead of benzene so that the internal pressure of the container was 1.5 atm (absolute pressure), and the tensile strength thereof was obtained. It was measured.
その結果、引っ張り強度は、55kg/mm2であった。As a result, the tensile strength was 55 kg / mm 2 .
（実施例５） 1,000ccの蓋付き耐熱容器内に、前記実施例１と同様の
グラファイトウィスカーを均一に充填し、その嵩比重を
0.05にした。この容器内を真空（10-3Torr）にし、メチ
ルトリクロルシラン5gを容器内に入れ、１時間かけて1,
300℃にまで一定速度で昇温し、1,300℃にて30分間保持
した。その後、冷却して、ウィスカーを取り出し、その
表面をオージェ電子分光法（AES）で測定したところ、
表面にSiCが形成されていることが明らかとなった。(Example 5) A graphite whisker similar to that used in Example 1 was uniformly filled in a heat-resistant container with a lid of 1,000 cc, and its bulk specific gravity was adjusted.
It was set to 0.05. The inside of this container is evacuated (10 -3 Torr), 5 g of methyltrichlorosilane is placed in the container, and
The temperature was raised up to 300 ° C at a constant rate and kept at 1,300 ° C for 30 minutes. After that, it was cooled, the whiskers were taken out, and the surface was measured by Auger electron spectroscopy (AES).
It was revealed that SiC was formed on the surface.
透過型電子顕微鏡による観察の結果、SiC被膜は、約10
〜15Å程度であった。As a result of observation with a transmission electron microscope, the SiC film is about 10
It was about 15Å.
この表面改質ウィスカー50gを180gアルミニウム合金（6
061）粉末とをアルコールにけんだくし、ミキサーにて
１日間混合した。その後、濾過により固体を取り出し、
100℃に保持した真空乾燥機で２日間乾燥した。この混
合物を、熱間等方圧プレス機（HIP）にて600℃,1000気
圧の条件下で成型した。さらに引っ張り強さを測定した
ところ、71kg/mm2であった。This surface modified whisker 50g is converted to 180g aluminum alloy (6
061) Powder and alcohol were mixed and mixed in a mixer for 1 day. After that, the solid is taken out by filtration,
It was dried for 2 days in a vacuum dryer kept at 100 ° C. This mixture was molded by a hot isostatic press (HIP) under the conditions of 600 ° C and 1000 atm. Further, the tensile strength was measured and found to be 71 kg / mm 2 .
（比較例２） 表面改質をしないグラファイトウィスカーを使用した他
は、前記実施例５と同様に実施した結果、その引っ張り
強さは、50kg/mm2であった。Comparative Example 2 The tensile strength was 50 kg / mm 2 as a result of the same procedure as in Example 5 except that graphite whiskers which were not surface-modified were used.
（比較例３） グラファイトウィスカーをハイブリダイザー（奈良機械
（株）製）で粉砕して嵩比重を0.7（体積比0.37）と
し、容器内を真空にせず、メチルトリクロルシランの量
を15gとした他は、実施例５と同様に実施した。(Comparative Example 3) Graphite whiskers were pulverized with a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) to a bulk specific gravity of 0.7 (volume ratio 0.37), the inside of the container was not evacuated, and the amount of methyltrichlorosilane was set to 15 g. Was carried out in the same manner as in Example 5.
その結果、反応後のウィスカーの堆積中心部には被膜の
形成されていない部分が多く、成形体の引っ張り強さ
は、50kg/mm2であった。As a result, after the reaction, there were many portions where no coating was formed in the center of the whiskers, and the tensile strength of the molded product was 50 kg / mm 2 .
Claims (2)
スの被膜を形成する方法において、前記被膜の形成原料
と前記ウィスカーとを、前記ウィスカーの体積比が0.01
〜0.2となるように密閉容器内に収納し、次いでこの密
閉容器内を、前記形成原料の分解温度以上に加熱し、前
記ウィスカーの表面に金属またはセラミックの被膜を形
成することを特徴とするウィスカーの表面改質方法。1. A method of forming a metal or ceramic coating on a surface of a whisker, wherein the coating forming material and the whisker are mixed in a volume ratio of the whisker of 0.01.
The whisker, which is housed in a closed container so as to be ~ 0.2, and then heated in the closed container at a temperature not lower than the decomposition temperature of the forming raw material to form a metal or ceramic coating on the surface of the whisker. Surface modification method.
化合物と炭素化合物、金属化合物と窒素化合物、または
炭素化合物であって加熱により容易に気化する物質であ
る前記特許請求の範囲第１項に記載のウィスカーの表面
改質方法。2. The film forming raw material is a metal compound, a metal compound and a carbon compound, a metal compound and a nitrogen compound, or a carbon compound which is a substance which is easily vaporized by heating. A method for modifying the surface of a whisker according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61250253A JPH0737708B2 (en) | 1986-10-21 | 1986-10-21 | Whisker surface modification method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61250253A JPH0737708B2 (en) | 1986-10-21 | 1986-10-21 | Whisker surface modification method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105173A JPS63105173A (en) | 1988-05-10 |
| JPH0737708B2 true JPH0737708B2 (en) | 1995-04-26 |
Family
ID=17205127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61250253A Expired - Lifetime JPH0737708B2 (en) | 1986-10-21 | 1986-10-21 | Whisker surface modification method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737708B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0788286B2 (en) * | 1987-03-10 | 1995-09-27 | 大塚化学株式会社 | Antibacterial agent and manufacturing method thereof |
| JPH03174400A (en) * | 1989-11-30 | 1991-07-29 | Nkk Corp | Metal coating carbon whisker and production thereof |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141371A (en) * | 1984-08-03 | 1986-02-27 | 工業技術院長 | Production of carbon fiber having aluminum layer provided tosurface thereof |
| JPS6155218A (en) * | 1984-08-23 | 1986-03-19 | Hinode Kagaku Kogyo Kk | Electroconductive potassium titanate fiber and its production |
| JPS637344A (en) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Tokai Carbon Co Ltd | Production of whisker preform |
-
1986
- 1986-10-21 JP JP61250253A patent/JPH0737708B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63105173A (en) | 1988-05-10 |
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