|
本研究ではPIP法やCVI法を用いて複合材料を作製し、材料の密度変化による弾性率と内部摩擦の特性・高温までの温度依存性・強度特性について調べ、高減衰能材料としての適用について検討することを目的とした。また、高温特性を改善するため、材料表面に露出しているC原子をSi気相反応でSiCに改質も行った。
強化繊維はニカロン長繊維(SiC:直径14mm)を用い、500本の繊維束で8枚朱子織したシートを3枚重ねにし、PIP法のマトリックス溶液はフェノール樹脂溶液にSiC粉末(SiCpow)とC粉末を添加させ、その混合重量比を3種類変化させて1mm厚さのSiC/SiCpowC複合材料を作製した。さらに、密度向上のためフェノール樹脂含浸を繰り返し、最高密度2.0g/cm^3を得ることができた。CVI法では最高密度2.5g/cm^3まで得ることができた。弾性率は密度の増加とともに上昇する傾向を示すが、PIP法では最大で47GPa、CVI法では150GPaを得た。一方、内部摩擦は密度の増加とともに減少する傾向を示した。これは、材料中の内部欠陥が減少することによってエネルギー伝達が向上し、振動が起こりやすくなったためと考えられ、制振抑制には寄与しなかった。しかし、CVI法によって1150℃で作製した材料では900℃付近に内部摩擦のピークを検出することができ、900℃以上の高温における高減衰能材料の指針を得ることができた。この時の曲げ強度は450MPaの高強度が得られた。
PIP法で作製した材料の表面層にはCが露出しているため、耐酸化性への改質が求められている。このため、Siの気相反応によってCをSiCに改質した。その結果、SiC層の厚さは0.5μmまで改質し、曲げ強度も10%向上させることができた。
|
