1996 Fiscal Year Annual Research Report
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07650800
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| Research Institution | OSAKA PREFECTURE UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
岡村 清人 大阪府立大学, 工学部, 教授 (70005974)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下尾 聡夫 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (10081374)
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| Keywords | 複合材料 / セラミックス / セラミック繊維 / 炭化ケイ素 / 高温熱分解 / 微細組織 |
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| Research Abstract |
長繊維焼結型セラミック系複合材料の合成に際して、強化繊維として、市販のSi-Ti-C-O系繊維(商品名チラノ)及びSi-C-O系繊維(商品名ニカロン)を用いた。これらの繊維は製法上、酸素を含有しており、非晶質構造であり、1300ﾟC以上の高温で、炭化ケイ素(SiC)の粒成長が律速となる高温熱分解反応が起こり、一酸化炭素と一酸化ケイ素の無機ガスが発生し、繊維形状が変化し、引張強度が大きく低下する。この熱分解反応は、酸素含有量と密接な関連性があるが、繊維表面に形成される酸化層や窒化層とも関係がある。
本研究を行うに当たってまず最初に、酸素含有量と高温熱分解反応との関連性を繊維合成の際の焼成条件と関連させて調べた。その結果、体酸素含有繊維(1%酸素)において、焼成速度を遅くして合成した場合、繊維表面に炭素層が形成し、高温熱分解が非常に抑制され、複合材料の強化繊維として優れていることが明らかにされた。一方、高酸素濃度(13%)の場合は、焼成速度に依存しない。本研究では続いて、アルミナ粉末や焼結体中でのこれらの繊維の高温熱分解挙動を調べ、繊維の酸化被膜や窒化被膜がより一層熱分解を抑制することを明らかにした。さらに続いて、高酸素濃度(13%)のチラノ繊維を、1300ﾟC、酸素中、急加熱により酸化被膜層を形成させた後、この繊維の束を1700ﾟC、アルゴン中でホットプレス装置を用いて、長繊維焼結型セラミックス系複合材料を合成した。その際、企業に協力していただいた。その試料の酸化試験を1300ﾟ, 1400ﾟ, 1500ﾟCの温度で20時間、酸素気流中で行った。酸化による質量増加は0.02, 0.06, 0.07mass%で、僅かであり、試料の内部組織などに変化及び特性の低下は観察されなかった。本年度の研究により、長繊維焼結型セラミックス系複合材料が合成できること、またこの複合材料が耐酸化性および高温特性に優れていることを明らかにした。
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[Publications] 下尾聡夫,前田孝志,岡村清人: "N_2雰囲気下におけるアルミナ粉末中でのS_4^L-C-O系繊維の熱分解挙動" J. Ceram. Soc. Japan. 108巻3号. 169-173 (1996)
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[Publications] 下尾聡夫,岡村清人: "アルミナ基複合材料中のSi-C-O系繊維の熱分解挙動" J. Ceram. Soc. Japan. 104巻・5号. 451-453 (1996)
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[Publications] T. Shimoo, K. Okamura, T. Hayata: "Effect of atircshlere on Pyrolysis of Nicalon" J. Mater. Sci.31巻,8号. 4407-4413 (1996)
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[Publications] T. Shimoo, K. Okamura: "Pyiolytis behauior of Si-C-O fibre in alumin Pocoder." J. Mater. Sci.31巻,10号. 5113-5118 (1996)
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[Publications] 下尾聡夫,塚田一郎,成澤雅紀,瀬口忠男,岡村清人: "種々の加熱速度で焼成された低酸素SiC系繊維の特性評価" J. Ceram. Soc. Japan. 104巻,11号. 1070-1074 (1996)
