炭化ケイ素繊維の高温強度改善

提高碳化硅纤维的高温强度

• 批准号: 02229218
• 负责人: 岡村 清人
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02229218/
• 关键词: 炭化ケイ素繊維; 前駆体法; ポリカルボシラン; 放射線不融化; 架橋; 引張強度

炭化ケイ素系繊維は,ケイ素,炭素,酸素からなる,非晶質構造を有する高強度繊維である.酸素は熱酸化不融化の際に,炭化ケイ素系繊維の出発物質であるポリカルボシラン系に導入され,繊維に約10wt%存在している.しかし1573K以上の高温度領域で熱分解反応が起り,一酸化ケイ素と一酸化炭素の無機ガスが発生し,繊維形態が変化し,強度が急激に低下する.本研究で,酸素を伴わない,電子線やガンマ線照射の架橋による不融化方法の開発実験を行い,酸素をほとんど含有しない炭化ケイ素系繊維の合成を試みた.ポリカルボシラン系が電子線とガンマ線の放射線を用いて照射され,放射線架橋により不融化された.放射線照射により生成したラジカルの濃度と挙動を電子スピン共鳴で解析し,さらに照射中の分解生成ガスをガスクロマトグラフィ-により調べた.次ぎに放射線照射不融化されたポリカルボシラン系を,アルゴン中1473Kで焼成して低酸素濃度(2〜3wt%)の炭化ケイ素系繊維を合成した.また照射後,真空中523Kと1273Kで熱処理を行った後,上記の条件で焼成して,より低い酸素濃度(1wt%以下)炭化ケイ素系繊維を得た.これらの繊維をアルゴン中,1773Kで熱処理して耐熱性を調べた.繊維の引張試験は室温で行われ,本年度購入したテンシロン用デ-タ処理装置を用いて,引張試験,ヤング率が求められた.これらの得られた炭化ケイ素系繊維は,高強度,高ヤング率を有し,特に低酸素のものほど高い値を示した.そして1573K以上の熱処理において力学的特性がほとんど低下しなかった.熱酸化不融化法とは異なる新しい概念で,放射線不融化法が開発され,高温で熱分解し難い低酸素濃度の炭化ケイ素系繊維が得られたことは新しい点である.来年度は酸素濃度と特性の関係を明らかにして,繊維の高性能化を目指す.

Carbonized ケ alkyl series 繊 dimension,ケ alkyl, carbon, acidin らなる らなる, amorphous structure を has する high-strength 繊 dimension である. Acid element は hot acidification not melt the の に, carbonized ケ イ element of 繊 d の で 発 substance あ る ポ リ カ ル ボ シ ラ ン department に import さ れ, 繊 d に about 10 wt % exist し て い る. し か し above 1573 k の で high temperature field thermal decomposition against 応 が り, a acidification ケ イ element と a acidification carbon の inorganic ガ ス が 発 し, が 繊 d form - し, が strength Acute に low する. This study で, acid を with わ な い, electronic line や ガ ン の マ irradiation bridging に よ る don't melt method の open 発 be 験 を い, acid element を ほ と ん ど contains し な い carbonized ケ イ element of 繊 d の synthetic を try み た. ポ リ カ ル ボ シ ラ ン が electronic line と ガ ン マ line の radiation を with い て irradiation さ れ, radiation bridging に よ り don't melt さ れ た. Radiation に よ り generated し た ラ ジ カ ル の concentration と 挙 dynamic を electronic ス ピ ン resonance で parsing し, さ ら に の decomposition generated in irradiation ガ ス を ガ ス ク ロ マ ト グ ラ フ ィ - に よ り adjustable べ た. Time ぎ に radiation doesn't melt さ れ た ポ リ カ ル ボ シ ラ ン を, ア ル ゴ ン in 1473 k で 焼 into し て low acid levels (2 ~ 3 wt %) の carbonized ケ イ element of 繊 d を synthetic し た. ま た after irradiation, the vacuum of 523 k と 1273 k で hot 処 を line っ た after written の conditions で 焼 into し て, よ り low い acid levels (1 wt %) carbonized ケ イ element of 繊 d を た. こ れ ら の 繊 d を ア ル ゴ ン, 1773 k で hot 処 Richard し て を heat resistance adjustable べ た. 繊 d の extension and test line は room-temperature で わ れ, this year to buy し た テ ン シ ロ ン use デ - タ を 処 manage device with い て, extension and test, ヤ ン グ rate が o め ら れ た. こ れ ら の have ら れ た carbonized ケ イ element 繊 d は, high strength, high ヤ ン グ rate を し, trevor に low acid element の も の ほ ど high い numerical を shown し た. そ し て above 1573 k の hot 処 に Youdaoplaceholder0 お て the properties of mechanics がほとん are low and <s:1> な った った. Hot acidification not melt method と は different な る new し で い concept, radiation doesn't melt method が open 発 さ れ, high temperature and the thermal decomposition of で し difficult い low acid levels の carbonized ケ イ element of 繊 d が have ら れ た こ と は new し い point で あ る. The <s:1> acid concentration と characteristic <s:1> of the coming year is related to を light ら に に て て,繊 dimension <s:1> high-performance を target す す.

项目成果

佐藤 光彦,瀬口 忠男,岡村 清人: "低酸素濃度SiC系繊維の微細構造" 粉体および粉末冶金. 37. 376-380 (1990)

Mitsuhiko Sato、Tadao Seguchi、Kiyoto Okamura：“低氧浓度 SiC 纤维的微观结构”粉末与粉末冶金学 37. 376-380 (1990)。

下尾 聡夫,杉本 雅樹,岡村 清人: "炭化ケイ素系繊維の熱分解速度に及ぼす結晶性の影響" 日本セラミックス協会学術論文誌. 98. 1324-1329 (1990)

Satoshi Shimoo、Masaki Sugimoto、Kiyoto Okamura：“结晶度对碳化硅纤维热分解速率的影响”日本陶瓷学会杂志 98. 1324-1329 (1990)。

K.Okamura,M.Sato,T.Seguchi,S.Kawanishi: "Preparation of HighーTemperature Strength SiC Fiber" Proceedings of the Third International Conference on Composite Interfaces,May21ー24,1990,Cleveland,Ohio,USA. 209-218 (1990)

K. Okamura、M. Sato、T. Seguchi、S. Kawanishi：“高温强度 SiC 纤维的制备”，第三届国际复合材料界面会议论文集，1990 年 5 月 21-24 日，美国俄亥俄州克利夫兰 209。 - 218（1990）

佐藤 光彦,山村 武民,瀬口 忠男,岡村 清人: "炭化ケイ素繊維前駆体としてのポリカルボシランの放射線架橋におけるラジカルの挙動" 日本化学会誌. NO.5. 554-556 (1990)

Mitsuhiko Sato、Taketami Yamamura、Tadao Seguchi、Kiyoto Okamura：“作为碳化硅纤维前体的聚碳硅烷的辐射交联中的自由基行为”日本化学学会杂志第 554-556 号。

下尾 聡夫,杉本 雅樹,岡村 清人: "ポリカルボシランを前駆体とするSiC系繊維の熱分解機構" 日本金属学会誌. 54. 802-808 (1990)

Satoshi Shimoo、Masaki Sugimoto、Kiyoto Okamura：“使用聚碳硅烷作为前驱体的 SiC 纤维的热分解机理”日本金属学会杂志 54. 802-808 (1990)。