| 研究課題/領域番号 |
05555203
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
草壁 克己 九州大学, 工学部, 助教授 (30153274)
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| 研究分担者 |
光田 進 大阪ガス(株), 開発研究所, マネージャー
林 潤一郎 九州大学, 工学部, 助手 (60218576)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1993年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
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| キーワード | 炭素繊維 / 炭化 / 表面被覆 / セラミック / 炭化ケイ素 / 窒化チタン / 薄膜 / 複合材料 / シリカ / 気相合成 / 不融化 / 耐酸化性 |
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| 研究概要 |
テトラエトキシシランを用いたプラズマ気相合成法を用いれば、40-50℃の温度で炭素繊維前駆体の表面にシリカ薄膜が形成し、これを不融化、炭化することによって平滑で密着性の良いシリカ被覆炭素繊維が生成できることを明らかにした。これをさらに1500℃以上の高温で熱処理することで、シリカが炭素と固相還元反応を行い、炭化ケイ素被覆炭素繊維が形成できた。しかしながら、この炭化ケイ素被覆炭素繊維は密着性が十分でなく、引っ張り強度の低下も著しかった。そこで炭素繊維上に各種の製膜法で被覆を行い、繊維の強度、耐酸化性及びアルミニウムとの複合体を形成する場合に問題である界面におけるアルミニウムの拡散防止の点について研究を進めた。炭素繊維表面に熱CVD法により、直接炭化ケイ素薄膜を形成する方法と、無機高分子であるポリカルボシラン(PC)をシリカ源として、PCのキシレン溶液中に炭素繊維をデイッピング・乾燥し、最後に熱分解する液相法で炭化ケイ素薄膜を形成させた。さらに炭素繊維上に、あらかじめ酸化チタンの薄膜を形成させた後、高温のアンモニア雰囲気中で窒化することによって窒化チタン被覆炭素繊維を得た。これらの被覆法の最適条件を見出し、平滑でしかも密着性の良い薄膜を得ることに成功した。炭素繊維の引っ張り強度は被覆によって低下するが、最適条件で作製すれば製膜法やセラミックスの種類には大きく依存しないことを明らかにした。炭化珪素膜は耐熱化性が向上し、アルミニウムの拡散防止に有効であることを明らかにした。液相法を用いると表面被覆と炭化が同時に進行し、炭化珪素被覆炭素繊維が生成できた。
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