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2008 年度 実績報告書

ポリメチルシルセスキオキサンからの新規不融化法を介したセラミックス繊維の合成

研究課題

研究課題/領域番号 20560627
研究機関大阪府立大学

研究代表者

成澤 雅紀  大阪府立大学, 工学研究科, 准教授 (00244658)

キーワード前駆体法 / セラミックス繊維 / シリコンオキシカーバイド / 不融化過程 / 金属塩化物 / 耐熱性評価 / 溶融紡糸 / ポリメチルシルセスキオキサン
研究概要

ポリメチルシルセスキオキサン溶融紡糸過程に関して、150℃が最適温度であること、一方該当温度での長時間の保持は、融液の硬化を引き起こすため、熱硬化性に鑑みた紡糸条件の選択が細径繊維を得るためには必須であることを明らかにした。現在、紡糸直後において11-12μ、焼成後には10μを割る条件を設定することが可能となっている。不融化に関しては、シラノール基と気相におけるルイス酸との反応が架橋機構として有力であり、架橋剤としてはSiCl_4、条件としてはSiCl_4ゾーンと繊維ゾーンに温度差をつける2ゾーン不融化が、繊維の可撓性を増す方法として有力であることが分かった。耐熱性としては、酸化雰囲気、数分程度の短時間であるなら、1300-1400℃においても繊維形状を保つことが確認されている。しかし該当温度において数時間単位での長期間、熱処理、保持を行うと、繊維表面被膜の肥厚化がもたらされ、皮膜内にクラックが発生する。またカーボンブラックが共存した炭素活量の高い還元雰囲気では、耐熱性は概ね1200℃付近が上限と考えられ、1300℃を超えると、繊維表面における炭化物(アルゴン雰囲気)や窒化物(窒素雰囲気)の析出が見られ、繊維の細りも観測される。本繊維が実用に適する環境としては、多少、酸素活量の高い雰囲気が必要とされるものと推察される。引張り強度においては、市販のSi-C-0繊維には現在のところ及ぼないものの、コスト、紡糸、不融化工程におけるハンドリングの容易さから見て将来の断熱材、フィルター材料として充分なポテンシャルを秘めているものと思われる。さらに炭素含有量の低減により、皮膜の肥厚化の防止、強度の向上を計画している。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Investigation of Curing Process on Melt Spun Polymethyl-silsesquioxane Fiber as Precursor for Silicon Oxycarbide Fibers2009

    • 著者名/発表者名
      M. Narisawa, R. Sumimoto, K. Kita, H. Mabuchi, Y. -W. Kim, M. Sugimoto, M. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research 66

      ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of SiC Based Fibers with Continuous Pore Structure by Meltspinning and Controlled Curing Method2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kita, M. Narisawa, H. Mabuchi, M. Itoh, M. Sugimoto, M. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research 66

      ページ: 5-8

    • 査読あり
  • [学会発表] A1基フイラーによって促進されたシリコーン樹脂前駆体のセラミックス化過程2009

    • 著者名/発表者名
      成澤雅紀, 門寛之, 間渕博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2009年年会
    • 発表場所
      野田
    • 年月日
      20090316-20090318
  • [学会発表] Investigation of Curing Process on Melt Spun Polymethyl-silsesquioxane Fiber as Precursor for Silicon Oxycarbide Fibers2008

    • 著者名/発表者名
      M. Narisawa, R. Sumimoto, K. Kita, H. Mabuchi, Y. -W. Kim, M. Sugimoto, M. Yoshikawa
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Advanced Synthesis and Processing Technology for Materials
    • 発表場所
      Wuhan, China
    • 年月日
      20081114-20081117
  • [学会発表] Synthesis of Sic Based Fibers with Continuous Pore Structure by Meltspinning and Controlled Curing Method2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kita, M. Narisawa, H. Mabuchi, M. Itoh, M. Sugimoto, M. Yoshikawa
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Advanced Synthesis and Processing Technology for Materials
    • 発表場所
      Wuhan, China
    • 年月日
      20081114-20081117
  • [学会発表] ポリメチルシルセスキオキサン(PMSQ)からのSi-O-Cセラミックス繊維合成における溶融紡糸および各種不融化条件の影響2008

    • 著者名/発表者名
      住本竜一, 北憲一郎, 成澤雅紀, 間渕博, 杉本雅樹, 吉川正人
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20080924-20080926
  • [学会発表] 溶融紡糸プロセスの制御と電子線照射不融化による炭化ケイ素マイクロチューブ構造の生成2008

    • 著者名/発表者名
      北憲一郎, 成澤雅紀, 間渕博, 杉本雅樹, 吉川正人
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20080924-20080926
  • [学会発表] 金属塩化物蒸気不融化法を利用したSi-O-C繊維およびSi-O-C-X繊維の合成2008

    • 著者名/発表者名
      成澤雅紀, 住本竜一, 佐藤弥生, 北憲一郎, 間渕博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      20080917-20080919

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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