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電気泳動堆積法を応用した炭化ケイ素長繊維強化炭化ケイ素複合材の作製

研究課題

研究課題/領域番号 17656219
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 複合材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

矢野 豊彦  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (80158039)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードセラミックス / 複合材料・物性 / 繊維強化 / 電気泳動法 / 炭化ケイ素 / アルミナ / 長繊維強化複合材 / 電気泳動堆積法 / カーボン被膜 / ホットプレス法 / 密度 / 機械的性質
研究概要

SiCが導電性を示すことに注目して、電気泳動堆積により、SiC織布を電極として、はじめに繊維コーティングとなる物質を均一に堆積し、次いで、繊維織布の間隙を埋めるためのマトリックス材料であるSiCを堆積させ、それを用いてSiC長繊維強化SiC複合材料を作製するプロセスを開発することを目的とし、下記のことを明らかにした。
(1)連続電気泳動堆積実験:平成17年度の実績に基づき、コーティング材料厚さが0.5ミクロン程度に設定し、引き続き、コーティング材及びマトリックス材を堆積させる条件を検討した。その結果、ゾル状カーボンを用いることで良好なコーティングが作製できること、またSiCと焼結助剤を含むマトリックス成分の沈積は0.5V/mm、 pH10、20分で良好にできることが分かった。
(2)ホットプレスによる複合材料の作製とその複合材の評価:(1)により得られた堆積後の織布と、別途シート成型法により作製したSiCグリーンシートを交互に積層し、300℃で24時間脱脂・乾燥後、ホットプレス法にて焼結体を作製した。焼結温度1700℃、保持時間1時間、圧力40MPaでAr雰囲気で焼結することにより比較的高密度の焼結体が得られることが明らかとなった。焼結体の相対密度は85-90%であり、最大強度は150-180MPaであった。また、破壊様式は、非脆性破壊を示し、その程度は、焼結温度や、カーボン被覆条件に依存することが明らかとなった。組織観察から、マトリックス成分の含浸の程度と繊維引き抜けの程度を明らかにした。焼結温度が高い、1750℃での焼結では、脆性的な破壊に至ることが分かった。
(3)電気泳動沈積法を応用したアルミナ長繊維強化アルミナマトリックス複合材の作製:同様な手法にて、アルミナ長繊維強化アルミナマトリックス複合材の作製を試み、製造プロセスを明らかにした。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2007 2005 その他

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Reaction Sintering of Two-Dimensional Silicon Carbide Fiber-Reinforced Silicon Carbide Composite by Sheet Stacking Method2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshida, H.Mukai, M.Imai, K.Hashimoto, Y.Todam, H.Hyuga, N.Kondo, H.Kita, T.Yano
    • 雑誌名

      J. Nucl. Mater. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of Two Dimensional Silicon Carbide Fiber- Reinforced Silicon Carbide Composite by Electrophoretic Deposition and Hot-Pressing2007

    • 著者名/発表者名
      Katsumi Yoshida, Hideki Matsumoto, Masamitsu Imai, Kazuaki Hashimoto, Yoshitomo Toda, Toyohiko Yano
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication and Mechnical Properties of In-Situ Monazite-Corted Alumina Fiber-Reinforced Alumina/YAG Composites2007

    • 著者名/発表者名
      Kozue Matsukawa, Masamitsu Imai, Toyohiko Yano
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 電気泳動堆積法による炭化ケイ素繊維の炭素被覆と炭化ケイ素/炭化ケイ素複合材料の作製2005

    • 著者名/発表者名
      松本英輝, 吉田克己, 橋本和明, 戸田善朝, 今井雅三, 矢野豊彦
    • 雑誌名

      日本セラミックス協会2005年年会公演予稿集

      ページ: 96-96

    • NAID

      130006974722

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 電気泳動法を利用した炭化ケイ素長繊維強化炭化ケイ素複合材の作製と機械的性質2005

    • 著者名/発表者名
      松本英輝, 吉田克己, 橋本和明, 戸田善朝, 今井雅三, 矢野豊彦
    • 雑誌名

      日本セラミックス協会2005年年会公演予稿集

      ページ: 314-314

    • NAID

      130006974288

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Reaction Sintering of Two-Dimensional Silicon Carbide Fiber-Reinforced Silicon Carbide Composite by Sheet Stacking Method

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshida, H.Mukai, M.Imai, K.Hashimoto, Y.Todam, H.Hyuga, N.Kondo, H.Kita, T.Yano
    • 雑誌名

      J.Nucl.Mater. (掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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