JPH11292647A

JPH11292647A - 炭素繊維強化複合材料及びその製造方法

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Publication number: JPH11292647A
Application number: JP10099480A
Authority: JP
Inventors: Mitsunobu Nikaido; 光信二階堂; Yoshio Inoue; 良男井上
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】炭素材料及びセラミックスの特性をバランス
よく発揮できて、引張強度特性、圧縮強度特性、耐衝撃
性、耐熱衝撃性、耐酸化性、耐摩耗性及び機械加工性の
良好な炭素繊維強化複合材料及びその製法を提供する。【解決手段】炭素繊維強化炭素複合材料に、有機珪素
化合物を含浸させて、不活性ガス若しくは窒素ガス雰囲
気中で熱処理を行うか又はＣＶＤ法によって炭化珪素及
び窒化珪素の少なくとも一方を生成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は炭素繊維強化複合材
料及びその製造方法に関し、詳しくは、炭素繊維強化炭
素複合材料（以下「Ｃ／Ｃコンポジット」と称す）とセ
ラミックスとからなり、レース車両、鉄道車両及び航空
機等のブレーキ材料、並びに航空宇宙用部材の材料等と
して特に好適に用いられる炭素繊維強化複合材料及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｃ／Ｃコンポジットと、炭化珪素及び窒
化珪素等のセラミックスとからなり、前記ブレーキ材料
等に使用される複合材料については、Ｃ／Ｃコンポジッ
トに由来する引張強度特性、耐衝撃性、耐熱衝撃性、及
び耐薬品性と、セラミックスに由来する圧縮強度特性、
耐酸化性、及び耐摩耗性等、Ｃ／Ｃコンポジットとセラ
ミックスの双方の特性が要求される。この複合材料の製
造方法としては、(1) 炭化珪素粉末及び窒化珪素粉末の
少なくとも一方と炭素粉末とを混合し、これを炭素繊維
に含浸させて焼結する方法、(2) Ｃ／Ｃコンポジットの
表面相及び空孔部に金属珪素を含浸し、反応焼結により
前記表面相及び空孔部に炭化珪素及び窒化珪素の少なく
とも一方を生成する方法が一般に採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記(1) の
製造方法では、セラミックスが分散相となるので、特に
圧縮強度の面でセラミックスの特性を十分に発揮できな
いとともに、ブレーキ材料として使用した場合に、表面
に現れたセラミックス相が剥離してグルービングが生
じ、摩耗量が増えるという問題があった。前記(2) の製
造方法では、表面相にセラミックスが偏在し、組織の均
質性に問題があるとともに、Ｃ／Ｃコンポジットを構成
する炭素繊維が、金属シリコンと反応して侵食され、か
つセラミックスの相が厚くなり易いので、Ｃ／Ｃコンポ
ジットの特性である耐衝撃性を十分に発揮できないとい
う問題があった。さらに、前記セラミックスの相が厚く
なることに起因して、機械加工性が悪いという問題もあ
った。

【０００４】本発明は、前記問題点を解決するものであ
り、Ｃ／Ｃコンポジットの有する耐衝撃性、耐熱衝撃
性、耐薬品性、引張強度特性及び機械加工性と、セラミ
ックスの有する耐酸化性、圧縮強度特性及び耐摩耗性と
をバランスよく発揮できる炭素繊維強化複合材料及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の炭素繊維強化複
合材料は、Ｃ／Ｃコンポジットに、炭化珪素及び窒化珪
素の少なくとも一方からなるセラミックスを生成してい
るとともに、前記Ｃ／Ｃコンポジット及びセラミックス
がそれぞれ連続相を形成し、炭素繊維が非侵食状態で残
存していることを特徴としている（請求項１）。この炭
素繊維強化複合材料の内部組織は、実質的に炭素繊維の
まわりを炭素相が覆っており、この炭素相の内部隙間及
び周囲を前記セラミックスが覆った状態になっている。
また、炭素繊維が非侵食状態で残存している。このた
め、炭素繊維の特性である耐衝撃性及び引張強度を良好
に発揮することができる。また、炭素繊維が非侵食状態
であるので、セラミックス相が巨大化されるのが防止さ
れ、炭素相の特性である機械加工性も良好に発揮でき
る。この機械加工性は、セラミックス相の厚みが薄いほ
ど効果的に向上することが確認されている。しかも、炭
素相がクッションとなって耐熱衝撃性も良好となる。さ
らに、セラミックスが連続相になっているので、その特
性が十分に発現され、セラミックス相がＣ／Ｃコンポジ
ットから剥離しにくくなることと相まって、圧縮強度、
耐酸化性及び耐摩耗性が向上している。

【０００６】前記炭素繊維強化複合材料は、Ｃ／Ｃコン
ポジットを50〜90重量％、前記セラミックスを50〜10重
量％含むものであるのが好ましい（請求項２）。Ｃ／Ｃ
コンポジットとセラミックスとの比率が前記の範囲内に
ある場合には、セラミックスが薄い連続相を形成し易く
なり、機械加工性がさらに向上する。また、セラミック
スの比率が10重量％以上であるので、耐酸化性がさらに
向上し、Ｃ／Ｃコンポジットの比率が50重量％以上であ
るので、機械加工性及び耐衝撃性がより効果的に向上す
る。

【０００７】この発明の炭素繊維強化複合材料の製造方
法は、請求項１記載の炭素繊維強化複合材料の製造方法
であって、炭素繊維と炭素質マトリックスとからなるプ
リフォームを炭化させるか、又は炭素繊維のプリフォー
ムに化学的気相蒸着法（以下「ＣＶＤ法」と称する）に
より炭素を沈積させて、Ｃ／Ｃコンポジットを作製し、
このＣ／Ｃコンポジットに前記セラミックスを生成させ
ることを特徴としている（請求項３）。この製造方法に
よれば、Ｃ／Ｃコンポジットと、炭化珪素及び窒化珪素
の少なくとも一方からなるセラミックスとがそれぞれ連
続相を形成し、炭素繊維が炭素相に覆われて非侵食状態
で残存している炭素繊維強化複合材料を容易かつ確実に
得ることができるとともに、セラミックス相の厚みを薄
くすることができる。また、セラミックスが表面相に偏
在するのを防止することもできる。

【０００８】前記炭素繊維強化複合材料の製造方法は、
前記Ｃ／Ｃコンポジットに有機珪素化合物を含浸させ、
不活性ガス又は窒素ガス雰囲気中で熱処理を行うことに
より、前記セラミックスを生成させるものであってもよ
い（請求項４）。この製造方法によれば、品質の安定し
た炭素繊維強化複合材料を得ることができる。

【０００９】前記炭素繊維強化複合材料の製造方法は、
前記Ｃ／Ｃコンポジットに、ＣＶＤ法により前記セラミ
ックスを生成させるものであってもよい（請求項５）。
この製造方法によれば、均一かつ厚みの薄いセラミック
ス相を形成することができる。

【００１０】前記炭素繊維強化複合材料の製造方法は、
前記Ｃ／Ｃコンポジットを作製した後、当該Ｃ／Ｃコン
ポジットに樹脂若しくはピッチを含浸させて炭化させる
工程、又は化学的気相蒸着法により炭素を沈積させる工
程と、前記セラミックスを生成させる工程とを少なくと
も１回行うものであってもよい（請求項６）。この製造
方法においては、前記樹脂若しくはピッチの炭化、又は
炭素の沈積によって、炭素繊維強化複合材料のブランク
としての中間体が緻密化して空孔比率及び空孔の大きさ
が小さくなるので、セラミックス相の厚みをさらに薄く
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳述する。本発明の炭素繊維強化複合材料は、Ｃ／Ｃ
コンポジットと、炭化珪素及び窒化珪素の何れか一方又
は双方とからなる複合材料であり、以下のようにして製
造される。まず、炭素繊維と炭素質マトリックスとから
Ｃ／Ｃコンポジットを作る。前記炭素繊維は、ＰＡＮ
（ポリアクリロニトリル）系、ピッチ系及びレーヨン系
等の原料、長繊維及び短繊維等の形状、並びに織布、不
織布及びチョップドファイバー等の形態等により多くの
種類があるが、用途に応じて適宜選択する。また、炭化
前の耐炎繊維等の中間繊維、繊維の混紡品及び混合品等
も使用することができる。

【００１２】Ｃ／Ｃコンポジットを作る方法は、前記炭
素繊維のプリフォームに、ＣＶＤ法により炭素を沈積さ
せる方法と、炭素繊維を炭素質マトリックスとともにプ
リフォーム化した後に炭化する方法の、２つの方法があ
る。前者のＣＶＤ法により炭素を沈積させる方法は、マ
トリックスとなる原料ガス（メタン、プロパンガス等）
とキャリヤーガス（水素ガス等）とを、一定の温度に保
持した前記炭素繊維のプリフォーム内に導入し、その空
孔部の内面で化学反応させて炭素を析出させるものであ
る。後者の炭素質マトリックスを使用する方法は、フェ
ノール樹脂、フラン樹脂及びポリイミド樹脂等の熱硬化
性樹脂、並びにコールタールピッチ及び石油系ピッチ等
のピッチ類等、用途に応じて種々のマトリックスを選択
する。なお、このマトリックス中に炭素粉、黒鉛粉及び
セラミックス粉等の粉体を混ぜ込んでもよい。そして、
前記炭素繊維をこのマトリックスとともに成形して炭化
する。その後、より高温で熱処理をしたり、黒鉛化処理
をしたりしてもよい。成形は、ホットプレス成形及びハ
ンドレイアップ等各種の手法を使用することができ、成
形時にいくつかのプリフォームを積み上げて、一体化し
てもよい。

【００１３】本発明に係るＣ／Ｃコンポジットでは、炭
素繊維と炭素との比率は限定されず、使用する炭素繊維
の種類（ＰＡＮ系、ピッチ系等）、形態（織布、不織
布、チョップドファイバー等）、マトリックスの材質
（樹脂系、ピッチ系、ＣＶＤ系等）又は用途等に応じて
適切な比率に設定されるが、例えば、プリフォームの造
り易さ及び複合材料の性能保持の観点から、炭素繊維の
比率を20〜50体積比（全体に対して）程度に設定するの
が好ましい。

【００１４】本発明の炭素繊維強化複合材料は、Ｃ／Ｃ
コンポジットの製造方法、空孔部の割合（空孔比率）、
孔の大きさ及び均一性、並びにセラミックスの生成に寄
与しない閉気孔の比率がどのくらいであるか等によっ
て、最終的なセラミックスの比率が決定し、当該複合材
料の性能が決定する。ゆえに、閉気孔が少なく、細かい
孔が均一に存在するように、原料及び製造方法の組み合
わせを選択する。空孔比率は、前記Ｃ／Ｃコンポジット
に、コールタールピッチ等のピッチ類若しくはフラン樹
脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、又はＣＶＤ法で炭素を
沈積させることにより、調節することができる。

【００１５】次に、前記Ｃ／Ｃコンポジットの空孔部及
び表面相に、場合によっては空孔部のみにセラミックス
を生成させるが、その方法は２つある。第１の方法は、
ポリシラザン、ポリカルボシラン等の有機珪素化合物を
溶媒に溶かしたものを、Ｃ／Ｃコンポジットに含浸させ
た後に、アルゴン又は窒素ガス雰囲気中で、温度700℃
以上で焼成し、セラミックスを反応生成させる方法であ
り、アルゴンガスの場合には炭化珪素が、窒素ガスの場
合には窒化珪素がそれぞれ生成される。通常は、この含
浸及び焼成の操作を数回繰り返してセラミックスを生成
させるが、前記操作を繰り返す回数は、要求されるセラ
ミックスの重量％と、最終密度とにより決定する。ま
た、前記有機珪素化合物を溶媒に溶かした含浸液に、セ
ラミックスの微粉、ウィスカーを混ぜて、含浸処理をし
てもよい。さらに、炭化珪素の歩留を上げる目的で不融
化処理を行ってもよい。不融化処理を行った場合、不純
物として酸化珪素が生成するが、量的に少なければ問題
はない。

【００１６】第２の方法は、ＣＶＤ法である。空孔の内
部まで沈積する場合は、ＣＶＩ法ともいう。この方法
は、ガスとして、炭化珪素の場合はＣＨ₃ ＳｉＣｌ₃ 又
は (ＣＨ₃)₂ ＳｉＣｌ₂ とＨ₂ との混合物、窒化珪素の
場合はＳｉＣｌ₄ とＮＨ₃ との混合物等を使用し、これ
を一定の温度に保持したＣ／Ｃコンポジット内に導入
し、化学反応させてセラミックスを沈積させるものであ
る。前記の２つの方法でセラミックスを生成させた場
合、製造方法及び原料に起因して、炭素、遊離珪素等の
副生成物及び不純物が混在することがあるが、少量であ
れば問題ない。

【００１７】前記のセラミックスの生成後、さらに、フ
ラン樹脂等の熱硬化性樹脂又はコールタールピッチ等の
ピッチ類を含浸させて炭化する工程を１回以上行い、再
度、セラミックスを生成させてもよい。前記第１の方法
のみで密度1.8g/cm³を超える実用上好ましい炭素繊維強
化複合材料を得るためには、有機珪素化合物含浸を何回
も繰り返さなければならず、セラミックスの連続相が厚
くなるが、前記の樹脂又はピッチ等の含浸工程を行った
後に、セラミックスを生成させると、密度1.8g/cm³を超
える炭素繊維強化複合材料が容易に得られる。

【００１８】前記の炭素繊維強化複合材料は、Ｃ／Ｃコ
ンポジット50〜90重量％とセラミックス50〜10重量％と
からなるものであるのが好ましい。両者の比率が前記の
範囲内にある場合には、セラミックスが薄い連続相を形
成し易くなる。また、セラミックスの比率が10重量％以
上であると、耐酸化性がさらに向上し、Ｃ／Ｃコンポジ
ットの比率が50重量％以上であると、機械加工性及び耐
衝撃性がより効果的に向上する。

【００１９】以上の構成の炭素繊維強化複合材料の製造
方法は、前記Ｃ／Ｃコンポジットを作製した後、樹脂若
しくはピッチを含浸させて炭化させる工程又は化学的気
相蒸着法により炭素を沈積させる工程を１回以上行った
後、前記セラミックスを生成させる工程を複数回行って
もよく、また、前記Ｃ／Ｃコンポジットを作製した後、
樹脂若しくはピッチを含浸させて炭化させる工程又は化
学的気相蒸着法により炭素を沈積させる工程と、前記セ
ラミックスを生成させる工程とを、この順にて複数回繰
り返してもよく、何れにおいても、炭素繊維強化複合材
料のブランクとしての中間体が緻密化して空孔比率及び
空孔の大きさが小さくなるので、セラミックスの連続相
が効果的に薄くなって、炭素繊維強化複合材料の機械加
工性及び耐衝撃性等の性能がさらに向上する。

【００２０】

【実施例】以下に、実施例をあげて本発明を具体的に説
明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。［実施例１］直径７μｍのＰＡＮ系炭素繊維（東レ
（株）Ｔ300 ）の6000本束を長さ25mmにカットしたもの
と、レーヨンの有機繊維とを重量比90：10で混合し、こ
れをカード機にて目付300g/m² の不織布にした。この不
織布について積層及びパンチングを繰り返して目付10kg
/m² の高目付不織布にし、これにフェノール樹脂液（昭
和高分子（株）BRL-2854）を不織布重量の２倍量含浸さ
せて乾燥後、熱板プレスで170 ℃の条件で20mmに硬化成
形し、さらに190 ℃、210 ℃でそれぞれ３時間、後硬化
を実施した。

【００２１】このようにして得たプリフォームを、不活
性ガス雰囲気中で、300 ℃までは10℃/Hr 、300 〜600
℃は5 ℃/Hr 、600 ℃以上は20℃/Hr の昇温速度で1000
℃まで昇温し、炭化して、Ｃ／Ｃコンポジットを得た。
炭化後の嵩密度は0.95g/cm³であった。その後、これを
黒鉛化炉に入れて2500℃までの黒鉛化処理を行ない、ポ
リカルボシラン（日本カーボン（株）ニプシタイプ
Ｓ）のキシレン溶液を含浸後、180 ℃で硬化処理を施
し、Arガス雰囲気中で、300 ℃までは20℃/Hr 、300 〜
700 ℃は5 ℃/Hr 、700 ℃以上は20℃/Hr の昇温速度で
1400℃まで昇温して、Ｃ／Ｃコンポジット中に炭化珪素
を生成させた。さらに、含浸、硬化及び炭化珪素生成の
工程を4 回繰り返し、Ｃ／Ｃコンポジットの内部及び表
面相に炭化珪素を生成した炭素繊維強化複合材料を得
た。この炭素繊維強化複合材料の嵩密度は1.90g/cm³
で、炭化珪素の含有量は50重量％であった。

【００２２】［実施例２］実施例１の嵩密度0.95g/cm³
のＣ／Ｃコンポジットに、軟化点120 ℃のコールタール
ピッチを含浸させ、不活性ガス雰囲気中で、300 ℃まで
は50℃/Hr 、300℃以上は実施例１と同じ条件で1000℃
まで昇温して炭化し、さらにこれを黒鉛化炉に入れて25
00℃までの黒鉛化処理を行ない、嵩密度1.25g/cm³ のＣ
／Ｃコンポジットを得た。このＣ／Ｃコンポジットにつ
いて実施例１と同様のポリカルボシラン含浸、硬化、炭
化珪素生成の工程を３回行い、さらに、前記のピッチ含
浸、炭化の工程を２回繰り返して、1500℃で焼成を行っ
た。その後、ポリカルボシラン含浸、硬化、炭化珪素生
成を行って、嵩密度1.90g/cm³ の炭素繊維強化複合材料
を得た。この炭素繊維強化複合材料の炭化珪素の含有量
は25重量％であった。

【００２３】［実施例３］実施例１の炭化後の0.95g/cm
³ のＣ／Ｃコンポジットに、ピッチ含浸、炭化の工程を
３回繰り返し行い、さらにこれを黒鉛化炉に入れて、25
00℃までの黒鉛化処理を行った。このときの嵩密度は1.
57g/cm³ であった。その後、ポリカルボシラン含浸、硬
化、炭化珪素生成を行い、嵩密度1.78g/cm³ の炭素繊維
強化複合材料を得た。この炭素繊維強化複合材料の炭化
珪素の含有量は12重量％であった。

【００２４】［実施例４］実施例３の黒鉛化処理後の嵩
密度1.57g/cm³ のＣ／Ｃコンポジットに、ポリカルボシ
ラン含浸、硬化、窒素雰囲気中での窒化珪素生成反応を
行い、嵩密度1.78g/cm³ の炭素繊維強化複合材料を得
た。この炭素繊維強化複合材料の窒化珪素の含有量は10
重量％で、他に炭化珪素が２重量％入っていた。

【００２５】［実施例５］実施例３の黒鉛化処理後の嵩
密度1.57g/cm³ のＣ／Ｃコンポジットに、炭化珪素のＣ
ＶＤ処理を行い、嵩密度1.75g/cm³ の炭素繊維強化複合
材料を得た。この炭素繊維強化複合材料の炭化珪素の含
有量は10重量％であった。

【００２６】［比較例１］実施例２の途中工程のピッチ
含浸、黒鉛化処理後の嵩密度1.25g/cm³ のＣ／Ｃコンポ
ジットに、金属珪素を含浸させ、1800℃で反応させて炭
素繊維強化複合材料を得た。この炭素繊維強化複合材料
の嵩密度は2.1g/cm³で、炭化珪素の含有量は58重量％で
あった。

【００２７】［比較例２］実施例３の黒鉛化処理後の嵩
密度1.57g/cm³ のＣ／Ｃコンポジットに炭素のＣＶＤ処
理を行い、嵩密度1.75g/cm³ のＣ／Ｃコンポジットを得
た。このＣ／Ｃコンポジットより炭化珪素は検出されな
かった。

【００２８】［評価試験］前記の７種類のサンプルにつ
いて以下の(1) 〜(4) の評価試験を行った。この評価試
験の結果を表１に示す。 (1) 一辺が5mm の立方体を作り、昇温速度5 ℃/min、エ
アー流量200ml/min の条件で、熱天秤試験を行って重量
減が5 ％を超えるときの温度を測定した。 (2) 外径150mm 、内径110mm 、厚み10mmのリング状の板
を加工するときの加工時間を測定した。 (3) 前記のリング状の板を、コンクリートの地面の上に
３ｍの高さから落下させ、割れの有無を調べた。 (4) 炭化珪素と炭素の界面を偏光顕微鏡で観察し、珪素
の炭素繊維に対する侵食の有無を調べた。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１に示す評価試験結果より、比較例１も
含め炭素繊維強化複合材料は酸化温度が高く、耐酸化性
があるのに対し、比較例２のＣ／Ｃコンポジットは、耐
酸化性に劣ることが判った。また、炭化珪素の比率が高
い比較例１の材料に比べ、本発明の材料は加工性が良
く、落下試験結果でも端部が少し欠けた程度で、衝撃に
強いことが明らかになった。

【００３１】図１は、本発明の炭素繊維強化複合材料の
炭化珪素と炭素との界面を、偏光顕微鏡で観察した結果
を示す概略図である。図１に示すように、本発明の炭素
繊維強化複合材料は、実質的に炭素繊維１のまわりを炭
素相２が覆っており、この炭素相２の内部隙間及び周囲
をセラミックス相３が覆った状態となっている。また、
炭素繊維１は、セラミックス相３により侵食されずに残
存している。従って、炭素繊維の特性である耐衝撃性及
び引張強度を良好に発揮することができる。また、耐熱
衝撃性も炭素相２がクッションとなって良好に発揮する
ことができる。なお、セラミックス相３内には、島状
に、空孔４が存在している。

【００３２】以上のように、前記炭素繊維強化複合材料
は、Ｃ／Ｃコンポジットの空孔比率、空孔の大きさと均
一性及び開気孔率が好適であるので、セラミックスは、
上述のように、炭素繊維を侵食することなく、炭素相の
狭い隙間に侵入した状態で、さらにはＣ／Ｃコンポジッ
トの表面相を層状に薄く覆った状態で、薄い連続相を形
成し、その比率が好適なものとなっている。従って、炭
素材料及びセラミックスの特性をバランスよく発揮する
ことができ、耐衝撃性、耐熱衝撃性、耐酸化性、耐摩耗
性、耐薬品性、機械強度特性、及び機械加工性等の諸特
性を良好に発揮することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように構成された本発明は、以下
の効果を奏する。請求項１記載の炭素繊維強化複合材料
によれば、炭素繊維が非侵食状態で残存しているので、
炭素繊維の特性である耐衝撃性及び引張強度を良好に発
揮することができるとともに、炭素相がクッションとな
って耐熱衝撃性も良好に発揮することができる。さら
に、セラミックスが連続相になっているので、その特性
が十分に発現され、セラミックス相が剥離しにくくなる
ことと相まって、特に、圧縮強度、耐酸化性及び耐摩耗
性が向上している。しかも、機械加工性がほぼＣ／Ｃコ
ンポジット並に向上し、複雑な形状にも加工できる。従
って、本発明の炭素繊維強化複合材料は、航空宇宙用部
材の材料、耐熱用途のローラー及びブレーキ材料等の用
途に適する。

【００３４】請求項２記載の炭素繊維強化複合材料によ
れば、Ｃ／Ｃコンポジットを50〜90重量％、炭化珪素及
び窒化珪素の少なくとも一方からなるセラミックスを50
〜10重量％含むので、セラミックスが薄い連続相を形成
し易くなり、機械加工性がさらに向上する。特に、セラ
ミックスの比率が10重量％以上であるので、耐酸化性が
さらに向上し、Ｃ／Ｃコンポジットの比率が50重量％以
上であるので、機械加工性及び耐衝撃性がより効果的に
向上する。

【００３５】請求項３記載の炭素繊維強化複合材料の製
造方法によれば、請求項１記載の炭素繊維強化複合材料
を容易かつ確実に得ることができる。また、セラミック
スの連続相の厚みを薄くすることができるので、その機
械加工性をより効果的に向上させることができる。さら
に、セラミックスが表面相に偏在するのを防止すること
ができるので、均質な炭素繊維強化複合材料を得ること
ができる。

【００３６】請求項４記載の炭素繊維強化複合材料の製
造方法によれば、品質の安定した炭素繊維強化複合材料
を得ることができる。

【００３７】請求項５記載の炭素繊維強化複合材料の製
造方法によれば、均一で薄いセラミックス相が形成さ
れ、炭素繊維強化複合材料の機械加工性及び耐衝撃性等
の性能がより効果的に向上する。

【００３８】請求項６記載の炭素繊維強化複合材料の製
造方法によれば、中間体が緻密化して空孔比率及び空孔
の大きさが小さくなるので、形成されるセラミックスの
連続相がさらに薄くなって、炭素繊維強化複合材料の機
械加工性及び耐衝撃性等の性能がより効果的に向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炭素繊維強化複合材料を偏光顕微鏡で
観察した結果を示す概略図である。

【符号の説明】

１炭素繊維２炭素相３炭化珪素及び窒化珪素の少なくとも一方からなるセ
ラミックス４空孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素繊維強化炭素複合材料に、炭化珪素及
び窒化珪素の少なくとも一方からなるセラミックスを生
成しているとともに、前記炭素繊維強化炭素複合材料及
びセラミックスがそれぞれ連続相を形成し、炭素繊維が
非侵食状態で残存していることを特徴とする炭素繊維強
化複合材料。
【請求項２】前記炭素繊維強化炭素複合材料を50〜90重
量％、前記セラミックスを50〜10重量％含む請求項１記
載の炭素繊維強化複合材料。
【請求項３】請求項１記載の炭素繊維強化複合材料の製
造方法であって、炭素繊維と炭素質マトリックスとからなるプリフォーム
を炭化させるか、又は炭素繊維のプリフォームに化学的
気相蒸着法により炭素を沈積させて、炭素繊維強化炭素
複合材料を作製し、この炭素繊維強化炭素複合材料に前
記セラミックスを生成させることを特徴とする炭素繊維
強化複合材料の製造方法。
【請求項４】前記炭素繊維強化炭素複合材料に有機珪素
化合物を含浸させ、不活性ガス又は窒素ガス雰囲気中で
熱処理を行うことにより、前記セラミックスを生成させ
る請求項３記載の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項５】前記炭素繊維強化炭素複合材料に、化学的
気相蒸着法により前記セラミックスを生成させる請求項
３記載の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項６】前記炭素繊維強化炭素複合材料を作製した
後、当該炭素繊維強化炭素複合材料に樹脂若しくはピッ
チを含浸させて炭化させる工程、又は化学的気相蒸着法
により炭素を沈積させる工程と、前記セラミックスを生
成させる工程とを少なくとも１回行う請求項３記載の炭
素繊維強化複合材料の製造方法。