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ケイ化モリブデンとC/Cコンポジット界面でのアロイングと熱伝導率の変化

硅化钼与C/C复合材料界面合金化及导热系数变化

基本信息

批准号：
11124241
负责人：
山本修
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kanagawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11124241/
关键词：
炭素ケイ化モリブデン反応熱伝導率耐酸化性コーティング

项目摘要

高い熱伝導性を示す炭素繊維/炭素複合材料(C/Cコンポジット)の開発に伴い、核融合炉のプラズマ対向材料として使用され始めている。しかし、核融合反応により発生する中性子によって、C/Cコンポジットの熱伝導率は著しく低下することや高熱負荷による浸食等の問題も指摘されている。これらの問題を解決する方法の1つとして、C/Cコンポジットとケイ化モリブデンとをコンポジット界面でアロイングし、得られたC/C基材の界面付近の相同定及び熱伝導率を調べた。その結果、炭素織り布に対して水平方向の基材とケイ化モリブデンを加熱処理した場合、基材の反応面には黒鉛、ケイ化モリブデン、酸化モリブデン及び炭化ケイ素の4相が確認された。炭化ケイ素の濃度は基材の深さ方向に向かって減少し、その生成割合は処理時間の増加に伴い増加した。垂直方向の基材とケイ化モリブデンを1h加熱処理した場合、基材反応面には黒鉛とケイ化モリブデンの2相が検出された。しかし、3及び6h加熱処理基材の反応面には前述した2相に加えて酸化モリブデン及び炭化ケイ素も認められ、炭化ケイ素の生成割合は加熱処理時間の増加に伴い増加し、基材の深さ方向に減少した。これら検出された各生成相はC/C基材中のマトリックス部分に生成しており、繊維部分での反応は認められなかった。水平方向の基材の熱伝導率は温度の上昇に伴い減少し、加熱処理時間の増加に伴い低下することが分かった。垂直方向の基材の1h加熱処理の場合も熱伝導率は温度の上昇に伴い低下したが、3h加熱処理基材の熱伝導率は1h処理基材より高く、6h加熱処理基材の熱伝導率は未加熱処理、1及び3h処理基材より高いことが明らかとなった。

Carbon fiber/carbon composites (C/C composites) with high thermal conductivity are developed and used in nuclear fusion furnaces. The thermal conductivity of the nuclear fusion reactor is low and the thermal load is high. The method of solving this problem includes: 1. fixing the interface of C/C substrate and adjusting the thermal conductivity. As a result, the carbon fabric is suitable for heating the substrate in the horizontal direction, and the four phases of black lead, white lead, acid lead and carbon lead are confirmed on the reverse surface of the substrate. The concentration of carbon dioxide decreases with the depth of the substrate, and the formation and treatment time increases with the increase of the substrate. When the substrate is heated for 1 h in the vertical direction, the substrate is heated for 2 h in the opposite direction. During the heat treatment, the reverse surface of the substrate increases with the increase of the heat treatment time and decreases with the increase of the depth direction of the substrate. Each phase of the C/C substrate is formed in the opposite direction. The thermal conductivity of the substrate in the horizontal direction decreases with increasing temperature and decreases with increasing heat treatment time. In the case of 1 h heat treatment of substrate in vertical direction, the thermal conductivity decreases with the increase of temperature, and the thermal conductivity of 3h heat treatment substrate decreases with the increase of 1 h treatment substrate, and the thermal conductivity of 6h heat treatment substrate decreases with the increase of temperature.