(57)【要約】炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料の内面及び外面の両方に低濃度で実質的に均一に分散されている結晶質炭化珪素を含む炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料、該複合材料を製造する方法、及び工業的回転部品、自動車、トラック、列車及び航空機のためのブレーキ材料における該複合材料の使用。炭素／炭素複合材料全体に均一に分散されている結晶質炭化珪素が少量であると、摩擦係数が変化しないか又はわずかに増加しつつも、磨耗が減少することを発見した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料の内面及び外面の両方に低濃度で実質的に均一に分散されている結晶質炭化珪素を含む、内面及び外面を有する炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料。
【請求項２】
該炭化珪素が、該複合材料の総重量を基準にして０．００１ 〜 １．００重量％の濃度で存在する請求項１記載の炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料。
【請求項３】
該複合材料が、磨耗率０．０１ 〜 ０．１３ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4及び摩擦係数０．２７ 〜 ０．４を有する請求項１記載のＣ／Ｃ複合材料。
【請求項４】
該炭化珪素が、該複合材料の総重量を基準にして０．００１ 〜 ０．５重量％の濃度で存在する請求項２記載のＣ／Ｃ複合材料。
【請求項５】
該複合材料が、磨耗率０．０３ 〜 ０．１２ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4及び摩擦係数０．２８ 〜 ０．３９５を有する請求項３記載のＣ／Ｃ複合材料。
【請求項６】
該複合材料中に存在する該ＳｉＣが、少なくとも９０重量％結晶質である請求項１記載のＣ／Ｃ複合材料。
【請求項７】
該複合材料中に存在する該ＳｉＣが、約１００重量％結晶質である請求項１記載のＣ／Ｃ複合材料。
【請求項８】
炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料プレフォームに対して、珪素と炭素とから成るプレセラミック化合物の溶液を含浸させる工程；及び
該Ｃ／Ｃ複合材料を、プレセラミック化合物を炭化珪素へと転化させるのに充分な条件下で熱処理する工程
を含む、該Ｃ／Ｃ複合材料の内面及び外面の両方に低濃度で実質的に均一に分散されている結晶質炭化珪素を含む該Ｃ／Ｃ複合材料を調製する方法。
【請求項９】
該炭化珪素が、該複合材料の総重量を基準にして０．００１ 〜 １．００重量％の濃度で存在する請求項８記載の方法。
【請求項１０】
該プレセラミック化合物が、ポリカルボシラン、オルガノポリシラザン、ポリカルボシロキサン、及びそれらの混合物から成る群より選択されるポリマーである請求項８記載の方法。
【請求項１１】
ジベンゾイルペルオキシド、ビス−ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、ビス−２−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ｔ−ブチルペルベンゾエート、２，５−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−２，３−ジメチルヘキサン及びｔ−ブチルペルアセテートから成る群より選択される架橋促進剤を用いて、該ポリマーを架橋させる請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
該ポリマーが、架橋剤を添加すると非反応性となる反応性珪素中心を有する請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
該架橋剤が、ジイソシアネートである請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
該ポリマーがポリ（メチルビニル）シラザンであり、該架橋剤が１，６−ジイソシアネートであり、該架橋促進剤がジクミルペルオキシドである請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
該溶液中に存在する該プレセラミック化合物の濃度が、０．０５ 〜 １０重量％である請求項８記載の方法。
【請求項１６】
該プレセラミック化合物が、オルト珪酸アルキルである請求項８記載の方法。
【請求項１７】
濃縮した強酸溶液を用いて該オルト珪酸アルキルを架橋させる工程を更に含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
該複合材料中の該ＳｉＣが、少なくとも９０重量％結晶質である請求項８記載の方法。
【請求項１９】
該複合材料中の該ＳｉＣが、少なくとも約１００重量％結晶質である請求項８記載の方法。
【請求項２０】
炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料プレフォームに対して、珪素と炭素とから成るプレセラミック化合物の溶液を含浸させる工程；及び
該Ｃ／Ｃ複合材料を、プレセラミック化合物を炭化珪素へと転化させるのに充分な条件下で熱処理する工程
を含む方法によって調製される、該Ｃ／Ｃ複合材料の内面及び外面の両方に低濃度で実質的に均一に分散されている結晶質炭化珪素を含むＣ／Ｃ複合材料。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料の内面及び外面の両方に実質的に均一に分散されている結晶質炭化珪素を、炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料の総重量を基準にして０．００１ 〜 １．００重量％の量で含む炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料と、該複合材料を製造する方法と、工業的回転部品、自動車、トラック、列車及び航空機のためのブレーキ材料における該複合材料の使用とを含む。
【０００２】
発明の背景
当業者は、炭素から製造された例えばブレーキディスクのような摩擦制動部材の利点を認めている。更に進歩した製造技術では、炭素材料は、炭素繊維と有機ポリマーとの混合物を成形し、次にポリマーバインダーを熱分解させることにより製造される。カーボン材料の利点は、低密度である（死荷重が実質的に低減されるので航空機のような乗物にとって特に有用である）ことに加えて、耐熱性が高いことである。
【０００３】
Yamazakiら（米国特許第５，４６２，８００号）は、Ｃ／Ｃ複合材料の表面にＳｉＯ（一酸化珪素）ガスを導入し、ＳｉＯを熱分解グラファイト（及び一部炭素繊維）と反応させて炭化珪素層を形成させることによる、炭素マトリクス／炭素繊維複合材料における炭化珪素層の形成を教示している。Yamazaki らによると、炭化珪素は３０００μｍの深さまで形成され、結果として、ＳｉＣは、前記複合材料のみの外面上に実質的に存在する。
【０００４】
Barnard らに与えられた米国特許第５，６６５，８４８号は、炭化珪素のマトリクス中に炭素含有繊維を含む複合材料を教示している。炭素繊維のアセンブリには、オルガノポリシラザン／架橋剤／促進剤プレセラミック混合物を含浸させて、「プレプレグ」を形成させる。次に、そのプレプレグを一連の加熱工程に曝して、最終セラミック複合材料を形成させる。最終セラミック複合材料は非晶質のチャー(char)のマトリクスを含む。
【０００５】
Kaya らに与えられた米国特許第５，４５９，１１４号は、金属繊維又はセラミック繊維のプレフォームにオルガノポリシラザンタイプのポリマーの混合物を含浸させる工程を繰り返すことを含むセラミックを製造する方法を教示している。任意には、オルガノポリシラザンを含浸させる前に、織物を含む金属又はセラミックの繊維の表面を炭素で隠蔽することができる。更に、Kaya ら は、オルガノポリシラザン含浸工程の前又は後に、耐熱性セラミックを化学蒸着させる工程を教示している。最終複合材料は、オルガノポリシラザンチャーの非晶質マトリクスを含む。
【０００６】
これらの特許で作られた大量の炭化珪素は、摩擦係数が高く、また磨耗率が高いと考えられる。上記特許は、多孔質プレフォーム又は最終物を、その全体にわたって分散されている、すなわち内面及び外面の両方で分散されている少量（１重量％未満）の結晶質炭化珪素で被覆して、摩擦係数を変化させずに又はわずかに増加させつつも、磨耗率を低減させる方法には取り組んでいない。
【０００７】
発明の概要
本発明者は、部品全体にわたって均一に分散されている少量の結晶質炭化珪素によって、摩擦係数を変化させずに又はわずかに増加させつつも、磨耗が低減されることを見出した。また、この材料の特性は、外面が磨耗した後でも、使用中一定のままである。
【０００８】
本発明は、Ｃ／Ｃ複合材料の内面及び外面の両方に実質的に均一に分散されている結晶質炭化珪素（炭化珪素の量は、炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料の総重量を基準にして０．００１ 〜 １．００重量％の濃度範囲にある）を含む炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料と、該複合材料を製造する方法と、工業的回転部品、自動車、トラック、列車及び航空機のためのブレーキ材料における該複合材料の使用とを含む。
【０００９】
本発明の利点は、下記の詳細な説明から更に明らかになる。しかしながら、本発明の精神及び範囲内にある様々な変更及び改良は、以下の詳細な説明から当業者には明らかとなるので、本発明の好ましい態様を示している詳細な説明及び特定の実施例は例示のみとして記載してある。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明の一部は、Ｃ／Ｃ複合材料の内面及び外面の両方に実質的に均一に分散されている結晶質炭化珪素（炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料の総重量を基準にして０．００１ 〜 １．００重量％の濃度範囲で存在する）を含むＣ／Ｃ複合材料に関するものである。好ましくは、炭化珪素の濃度範囲は０．０１ 〜 ０．５重量％である。
【００１１】
本発明の一部は、磨耗率０．０１ 〜 ０．１３インチ／ｓ／ｓ ｘ １０-4及び摩擦係数０．２７ 〜 ０．４を有する、炭化珪素を含むＣ／Ｃ複合材料に関するものである。好ましくは、磨耗率は０．０３ 〜 ０．１２インチ／ｓ／ｓ ｘ １０-4及び摩擦係数は０．２８ 〜 ０．３９５である。
【００１２】
本発明の一部は、Ｃ／Ｃ複合材料中に存在するＳｉＣが、少なくとも６０重量％結晶質、好ましくは少なくとも９０重量％結晶質、最も好ましくは約１００重量％結晶質であるＣ／Ｃ複合材料に関するものである。
【００１３】
本発明の一部は、内面及び外面の両方に実質的に均一に分散されている結晶質炭化珪素を含むＣ／Ｃ複合材料を調製する方法に関するものであって、該方法は：Ｃ／Ｃ複合材料プレフォームを、珪素と炭素とから成るプレセラミック化合物の溶液と接触させる工程；及びそのＣ／Ｃ複合材料を、プレセラミック化合物を炭化珪素へと転化させるのに充分な温度まで加熱する工程を含む。前記方法では、炭化珪素の量は、複合材料の総重量を基準にして０．００１ 〜 １．０重量％（乾燥状態で）である。
【００１４】
プレセラミック化合物は、ポリマー又は小さな分子であることができ、明確には限定されないが、熱処理時に炭化珪素を形成することが必要である。プレセラミックポリマーのタイプは、明確には限定されないが、珪素・炭素結合を有する必要があり、また珪素の量は、過剰の珪素は炭素繊維を攻撃するので、珪素が過剰とならない程度の量であるべきである。珪素の炭素に対する割合は、炭素含有架橋剤を添加することによって調節できる。プレセラミック小分子のタイプは、好ましくは、オルト珪酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）のようなオルト珪酸アルキルである。
【００１５】
珪素及び炭素から成るプレセラミックポリマーは、ポリカルボシラン、オルガノポリシラザン、ポリカルボシロキサン、又はそれらの混合物であることが好ましい。
本発明で有用なオルガノポリシラザン（又はシラザンポリマー）は、一般的に、当業において公知である。本発明のオルガノポリシラザンは、一般的に、［Ｒ2ＳｉＮＨ］，［ＲＳｉ（ＮＨ）1.5］及び／又は［Ｒ3Ｓｉ（ＮＨ）1/2］（式中、各Ｒは、水素、１ 〜 ２０個の炭素原子を含むアルキル基、アリール基、及びアルケニル基から成る群より独立に選択される）タイプの単位を含む。当然、本発明において有用なオルガノポリシラザンは、他のシラザン単位を含んでいてもよい。そのような単位としては、例えば、［ＭｅＳｉ（ＮＨ）1.5］， ［Ｍｅ2ＳｉＮＨ］， ［ＶｉＳｉ（ＮＨ）1.5］， ［Ｖｉ2ＳｉＮＨ］，［ＰｈＭｅＳｉＮＨ］， ［ＰｈＶｉＳｉＮＨ］， ［ＭｅＶｉＳｉＮＨ］， ［ＨＳＩ（ＮＨ）1.5］，及び［Ｈ2ＳｉＮＨ］などが挙げられる。オルガノポリシラザンの混合物は、本発明の実施において用いることもできる。
【００１６】
本発明のオルガノポリシラザン及びそれらの調製方法は、当業における公知の技術によって用意できる。適当なプレセラミックシラザンポリマー又はオルガノポリシラザンは、その内容を本明細書に引用したものとする米国特許第４，５４０，８０３号（１９８５年９月１０日発行）及び第４，５４３，３４４号（１９８５年９月２４日発行）におけるCannadyの方法によって調製することができる。本発明で用いるのに適する他のオルガノポリシラザンは、その内容を本明細書に完全に引用したものとする米国特許第４，３１２，９７０号（１９８２年１月２６日発行）、第４，３４０，６１９号（１９８２年７月２０日発行）、第４，３９５，４６０号（１９８３年７月２６日発行）、及び第４，４０４，１５３号（１９８３年９月１３日発行）におけるGaulの方法によって調製することができる。また、適当なオルガノポリシラザンとしては、その内容を本明細書に完全に引用したものとする、米国特許第４，４８２，６８９号（１９８４年１１月１３日発行）における Haluskaの方法及び米国特許第４，３９７，８２８号（１９８３年８月９日発行）におけるSeyferthらの方法によって調製されるオルガノポリシラザンも挙げられる。更に他のオルガノポリシラザンとしては、その開示を本明細書に完全に引用したものとする、欧州特許第３５１，７４７号におけるGerdauらによるオルガノポリシラザン、米国特許第４，５４３，３４４号のオルガノポリシラザン、欧州特許第３３２，３７４号のオルガノポリシラザン、及び米国特許第４，６５６，３００号及び第４，６８９，２５２号におけるLebrunによるオルガノポリシラザンも挙げられる。
【００１７】
本発明で有用なポリカルボシランは一般的に当業者において公知である。好ましいポリカルボシランは、その内容を本明細書に完全に引用したものとする、Schillingらに与えられた米国特許第４，４１４，４０３号、Burnsらに与えられた米国特許第４，７６１，４５８号及びSartoriらに与えられた米国特許第５，０８７，６８５号において開示されている。
【００１８】
本発明で有用なポリカルボシロキサンは、一般的に、当業者において公知である。好ましいポリカルボシロキサンは、その内容を本明細書に完全に引用したものとする、Yajimaらに与えられた米国特許第４，２８９，７２０号及びOnoderaらに与えられた米国特許第６，１４７，２４３号において開示されている。
【００１９】
プレセラミックポリマーを架橋する方法は、特に限定されておらず、ポリマーのタイプによって決まる。いくつかのポリマーは、熱のみ及び任意には架橋促進剤（硬化剤）を用いて架橋できる。例えば、ポリ（メチル−ビニル）シラザンのようなポリマーは、架橋促進剤としてジクミルペルオキシドを用いて架橋することができる。
【００２０】
本発明で有用な架橋促進剤は、当業において公知であり、例えばジベンゾイルペルオキシド、ビス−ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、ビス−２−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ｔ−ブチルペルベンゾエート、２，５−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−２，３−ジメチルヘキサン及びｔ−ブチルペルアセテートのような有機過酸化物が挙げられる。
【００２１】
架橋促進剤は、有効な量で、すなわち、ポリマーにおける架橋を誘発させるのに充分な量で存在する。而して、架橋促進剤の実際量は、用いられる促進剤の活性度及び存在するポリマーの量によって決まる。しかしながら、通常は、ペルオキシド硬化促進剤は、硬化される化合物の重量を基準として、約０．１ 〜 ５．０重量％、好ましくは約２．０重量％の量で存在する。
【００２２】
溶媒は、プレセラミックポリマーのための溶媒として、また存在する場合は、架橋剤及び促進剤のための溶媒として機能し、且つこれらの種の転位を引き起こさない任意のものを含んでいてもよい。そのような溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、オクタンなどのようなアルカン；塩化メチレン、クロロホルム、臭化メチレンなどのようなハロゲン化アルカン；テトラヒドロフランのようなエーテル；ベンゼン、トルエン、キシレンなどのような芳香族炭化水素；メタノール、エタノール、エチレングリコールなどのようなアルコール；及びアセトン、メチルエチルケトンなどのようなケトンが挙げられる。溶液中のプレセラミックポリマーの濃度は、好ましくは０．０５ 〜 １０重量％、更に好ましくは０．１ 〜 ５重量％である。
【００２３】
本発明の一部は、実質的に均一に分散されている炭化珪素の層を含み、且つ溶媒除去後に重量が０．００５ 〜 １．０重量％増加するＣ／Ｃ複合材料を調製する方法に関するものである。好ましくは、Ｃ／Ｃ複合材料は、溶媒除去後に重量が０．０１ 〜 ０．３重量％増加する。
【００２４】
プレセラミックポリマーは、それらの構造にしたがって、異なる硬化（架橋）機構を有する。ビニル基に作用する遊離基機構を介して架橋するポリ（メチルビニル）シラザンを用いることが最も好ましい。遊離基は、ジクミルペルオキシドのような有機ペルオキシドの分解によって発生する。
【００２５】
架橋工程の温度は、用いられるプレセラミックポリマー及び架橋促進剤のタイプにしたがって異なる。好ましくは、その温度は５０ 〜 ２００℃である。
プレセラミックポリマーが炭化水素へと転化する分解工程は、部品を、少なくとも１５００℃、好ましくは１６００℃まで加熱することによって行なう。部品が反応性炭素を含む場合、分解工程は、アルゴン又は窒素のような不活性雰囲気下で行なう。
【００２６】
本発明の一部は、実質的に均一に分散されている炭化珪素の層を含むＣ／Ｃ複合材料を調製する方法に関するものであり、その場合、前記Ｃ／Ｃ複合材料の密度は、炭化珪素を加えた後でも、実質的に一定のままである。
【００２７】
本明細書で使用される「プレフォーム」という用語は、炭素繊維を有機ポリマーと混合し、その混合物を分解させ、次に、それに対して化学蒸着（ＣＶＤ又はＣＶＩ）によって炭素を堆積させて任意に高密度化させることにより調製される炭素複合材料と定義される。このプレフォームは開放空隙を有する多孔質材料である。空隙空間の量は：（１）更に有機ポリマーを加えて、その混合物を分解させ；（２）炭素を更に化学蒸着させるか；又は（３）少なくとも一度、工程（１）及び／又は工程（２）を繰り返すことによって減少させることができる。
【００２８】
プレセラミックポリマーは、プレフォーム段階でＣ／Ｃ複合材料に加えることができ、又はＣ／Ｃ複合材料の空隙空間が上記段落で説明した工程（１）〜（３）のいずれかによって減少した後に加えることができる。工程（１）〜（３）のいずれかの後で、プレセラミックポリマーを加えると、Ｃ／Ｃ複合材料が活性炭を含有することに注目すべきである。活性炭が存在する場合、プレセラミックポリマーの分解工程は、酸素と活性炭との間の反応に起因する一酸化炭素の生成を防止するために、不活性雰囲気（例えば、アルゴン又は窒素）下で行なう必要がある。
【００２９】
プレフォーム段階でＣ／Ｃ複合材料に対してプレセラミックポリマーを加える場合、該複合材料における炭素濃度を増加させるために、またプレセラミックポリマー上にある反応性珪素原子が該複合材料の繊維と直接反応する可能性を低下させるために、架橋剤を用いる。架橋剤及びプレセラミックポリマーは、充分な流量及び最終硬化を提供するのに望ましいほとんど任意の割合で配合することができる。しかしながら、一般的には、架橋剤は、プレセラミックポリマーの重量を基準として、少なくとも約０．０１重量％、好ましくは約０．０１ 〜 約５０重量％の量で存在する。架橋剤のタイプは、プレセラミックポリマーと反応する任意の化合物であることができる。好ましくは、１，６−ジイソシアナトヘキサンのようなジイソシアネートを用いる。
【００３０】
プレセラミック化合物がオルト珪酸アルキルであるとき、複合材料の内面及び外面上で炭化珪素を形成させる方法は、オルト珪酸アルキルの性質により、プレセラミックポリマーを用いる方法とは、いくつかの点で異なる。まず最初に、オルト珪酸アルキルを、典型的にはエタノールのようなアルコール溶媒である溶媒中に溶かす。次に、濃縮した強酸（例えば、ＨＣｌ、ＨＣｌＯ4、Ｈ2ＳＯ4、ペルフルオロ酢酸、燐酸など）を加えて、沈殿反応を開始させる。その溶液をプレフォームに加える前に沈殿反応が始まるので、沈殿開始のタイミングは重要である。プレフォームを加える前に、沈殿反応を進行させ過ぎると、沈殿粒子が大きくなり過ぎて、プレフォームの小さな細孔に入ることができない。而して、好ましくは、溶液をプレフォーム中に含浸させる直前に沈殿反応を開始させる。一旦プレフォームに溶液を加えたら、沈殿反応が実質的に完了するまで、典型的には２４時間、プレフォームを溶液中に静置させる。次に、含浸させた部品を溶液から取り出し、溶媒を除去する。更に次に、部品を炭素ＣＶＤに曝して密度を増加させる工程と任意には同時に行なう分解工程で炭化珪素が形成される。
【００３１】
本発明のある面では、Ｃ／Ｃ複合材料の内面及び外面の両方において炭化珪素が形成される。その本発明の面は、ブレーキにおいてこの材料を用いることから生じる摩擦が、該複合材料の表面を磨耗させるときに、都合がよい。外面だけでなく内面も炭化珪素を含有することにより、全体的な機械的性質が低下しない。例えば、ブレーキの外面が摩滅したときでも、磨耗率は実質的に一定のままである。
【００３２】
本発明の更なる適用範囲は、以下に記載した詳細な説明から明らかとなる。しかしながら、本発明の好ましい態様を示している詳細な説明及び特定の実施例は、説明することのみを目的として掲げてある。なぜならば、本発明の精神及び範囲内にある様々な変更及び改良は、この詳細な説明から当業者には明白だからである。
【００３３】
実施例
Research Dynamometer Model TE-１３５２を用いて、効力及び磨耗率に関して、以下の実施例で調製されるＣ／Ｃ複合材料を試験した。慣性は０．１３２３スラッグ・ｆｔ2に設定した。ブレーキをかけた速度は６４００回転／分であった。ブレーキが付与した力は５００ポンドであった。リサイクル温度は１４０℃であり、停止している間に、部品を３００±３０秒間冷却した。
【００３４】
効力は、以下の式：
μ ＝ ２．３９９／ｔ
（式中、ｔは停止時間（秒）である）によって得られる摩擦係数に等しい。
【００３５】
磨耗率は、１００回の停止における厚さの損失をインチ／表面積／停止回数（ｉｎ／ｓ／ｓ）の単位で測定する。
アンドープトブレーキは、典型的には、磨耗率０．１４ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4及び効力０．２８５ 〜 ０．３５０を有する。
【００３６】
実施例＃１
不織布プレフォーム（Honeywell Aircraft Landing Systems，Inc．から市販されている不織布プレフォームCARBENIX（登録商標）４０００シリーズブランド）に対して、ヘプタン中CERASET（登録商標）プレセラミックポリマー（ポリ（メチルビニル）シラザン）（Honeywell Advanced Composites，Inc．）１％と１，６−ジイソシアナトヘキサン２％との溶液を含浸させた。次に、その部品を室温で乾燥させて溶媒を除去した。プレフォームは、加工におけるこの工程で、４０容積％の多孔率を有していた。溶媒除去後に部品の重量は０．１９７％増加した。その部品を、１５０℃で１時間加熱することによって硬化させた。CERASETプレセラミックポリマーの炭化珪素への分解は、アルゴン雰囲気下で１６００℃に加熱することによって行なった。転化が完了したら、標準的なＣＶＤ法を用いてプレフォームを高密度化した。部品におけるＳｉＣの量は、部品の総重量を基準にして０．０２９重量％であった。
【００３７】
性能に関する結果から、ブレーキは、０．０７ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4の磨耗率を有することが分かった。典型的な磨耗率０．１４ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4を有するアンドープトブレーキと比べると、二倍向上している。また、ドープトブレーキの効力（摩擦係数）は０．３８９であって、典型的に効力０．２８５ 〜 ０．３５０を有するアンドープトブレーキと比べると、この点でも向上している。
【００３８】
実施例＃２
溶液がヘプタン中CERASET５％溶液であった以外は、不織布プレフォーム（CARBENIX（登録商標）４０００シリーズ）を実施例１と同じ仕方で処理した。部品の重量は、溶媒除去後に１．５１重量％増加した。部品中に存在するＳｉＣ の量は、部品の総重量を基準にして０．２２２重量％であった。
【００３９】
この材料は、磨耗率０．１１ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4及び効力（摩擦係数）０．３１１を有していた。
実施例＃３
すべてＣＶＤ加工されたCARBENIX４０００シリーズ炭素・炭素ブレーキを、以下のようにして処理した：
硬化開始剤としてヘプタン中CERASET０．５重量％とジクミルペルオキシド１％との溶液を調製した。その溶液中に、高密度化されたブレーキ材料を５分間浸漬した。溶液から取り出した後、部品を室温で乾燥させて、ヘプタンを除去した。
【００４０】
最終炭化工程において、シラザンをＳｉＣへと転化させた。部品中のＳｉＣ量は、部品の総重量を基準にして０．００５重量％であった。
ブレーキ材料から３つの試験部品を作製し、磨耗に関して試験した。その結果は：それぞれ、効力０．３０、０．３０及び０．２８であり、磨耗率（ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4）０．０４０、０．１００及び０．０９０であった。
【００４１】
実施例＃４
この実施例では、ＳｉＣ層を作製するためのシリカ源としてＴＥＯＳ試薬を使用している。
【００４２】
２５０ｍｌエタノール中でＴＥＯＳを５２．５ｇ迅速に混合し、その中に濃ＨＣｌを３０ｍｌを入れ攪拌して調製した混合物を、不織布プレフォーム（Honeywell Aircraft Landing Systemsから市販されているCARBENIX４０００シリーズブランド）に含浸させた。その混合物を一旦プレフォームに含浸させ、次に、プレフォーム全体を混合物中に入れたままで、２４時間静置した。その後、混合物から部品を取り出し、２４時間乾燥させてから、７５℃で３時間加熱した。次に、その部品を充分な密度になるまで炭素ＣＶＤに曝した。部品中のＳｉＣ量は、部品の総重量を基準にして０．７０８重量％であった。
【００４３】
完成部品を機械加工して３つの試験片にし、実施例＃１のようにして試験した。測定された磨耗率は０．０８８、０．１１３及び０．１６７ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4であり、対応する効力は０．３２７、０．３１２及び０．２４７であった。この実施例からは、未改変材料を下回る磨耗率を有し得ることが分かる。
【００４４】
比較実施例＃１
この比較実施例は、Ｃ／Ｃ複合材料中における炭化珪素の量を１．０重量％超に増加させることによる有害効果を示している。
【００４５】
不織布プレフォーム（Honeywell Aircraft Landing Systemsから市販されている不織布プレフォームのCARBENIX４０００シリーズブランド）を、架橋促進剤としての純粋なCeraset-SN及び１％ジクミルペルオキシドと、架橋剤としての２％１，６−ジイソシアナトヘキサンとの中に浸漬した。室温で２0分間浸漬した後、前記液体からプレフォームを取り出し、乾燥させた。その部品を、乾燥させ、実施例＃１と同様な仕方で硬化させ分解させた。部品中のＳｉＣ量は、部品の総重量を基準にして１２．０重量％であった。
【００４６】
部品は、効力０．４３５及び磨耗率０．７８ｉｎ／ｓ／ｓ ｘ １０-4を有していた。  効力の値は、標準に比べてはるかに大きく、また磨耗率は、アンドープト部品から得られた磨耗率に比べて、容認できないほど高い。
【００４７】
以上、本発明を説明してきたが、同じことを、多くの方法において変化させ得ることは明らかである。そのような変態は、本発明の精神及び範囲から逸脱していると考えるべきではなく、また当業者には明らかであると考えられるすべての改良は、請求の範囲内に包含されることを意図している。
【国際公開パンフレット】
2004533388.tif 000002
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【国際調査報告】
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