(57)【要約】【課題】製造段階で高い温度に曝すことなく、ＳｉＣ繊維の強度低下を少なくすることができる高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法を提供する。【解決手段】ＳｉＣ繊維とＳｉＣマトリックスからなるＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法であって、上記ＳｉＣ繊維の表面にｈ−ＢＮ被膜を形成するコーティング工程と、上記ＳｉＣ繊維に形状を付与し繊維集合体を形成する賦形工程と、上記繊維集合体を骨材としてＣＶＤ法または前駆体法でＳｉＣマトリックスを形成するマトリックス形成工程と、からなることを特徴とするＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ繊維とＳｉＣマトリックスとからなるＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法であって、
前記ＳｉＣ繊維の表面にｈ−ＢＮ被膜を形成するコーティング工程と、
前記ＳｉＣ繊維に形状を付与し繊維集合体を形成する賦形工程と、
前記繊維集合体を骨材としてＣＶＤ法または前駆体法でＳｉＣマトリックスを形成するマトリックス形成工程と、
からなることを特徴とするＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法。
【請求項２】
前記コーティング工程は、ｈ−ＢＮ粒子を含有するスラリーを塗布する塗布法であることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法。
【請求項３】
前記コーティング工程は、ｈ−ＢＮの原料ガスを熱分解するＣＶＤ法であることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法。
【請求項４】
前記繊維集合体は、織布、ブレーディング成形体、及び、フィラメントワインディング成形体のいずれかで構成される請求項１〜３のいずれかに記載のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法。
【請求項５】
前記ＳｉＣ繊維は、複数本がまとまってＳｉＣ繊維束を構成している請求項１〜４のいずれかに記載のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミック材料は、耐熱性、化学的安定性、機械的特性に優れている。そのため、これらのセラミック材料は、原子力分野、航空・宇宙分野、発電分野等の過酷な環境下や、ポンプメカニカルシール等の一般的な分野で使用される材料として開発が進められている。これらのセラミック材料のうち、ＳｉＣは、上記の特性に優れていることから、広範囲な分野において有望視されている構造材料である。
【０００３】
ただし、ＳｉＣ自体は脆い材料であるため、ＳｉＣ繊維とＳｉＣマトリックスとからなるＳｉＣ繊維／ＳｉＣ複合材料が提案されている。しかしながら、ＳｉＣ繊維／ＳｉＣ複合材料であっても、ＳｉＣマトリックスに亀裂が生じると、マトリックス中に亀裂が進展し、ＳｉＣ繊維にまで亀裂が伝播することがあった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、ＳｉＣ繊維表面に炭素、窒化ホウ素及び炭化ケイ素の少なくとも１種を含む被覆層が形成されてなる被覆ＳｉＣ繊維に対し、ＳｉＣ微粉末及び焼結助剤を含み、かつ、有機ケイ素高分子を含まないスラリーを含浸させることにより予備成形体を得る第１工程と、上記予備成形体を加圧焼結させる第２工程を含むことを特徴とするＳｉＣ繊維強化型ＳｉＣ複合材料の製造方法が開示されている。
具体的には、ＳｉＣ繊維は、その表面に炭素、窒化ホウ素及び炭化ケイ素の少なくとも１種を含む被覆層が形成されているとされており、被覆層は、ａ）荷重伝達（負荷された荷重を繊維とマトリックスに分配）、ｂ）亀裂進展抑制機能、ｃ）繊維とマトリックスの間の物質拡散の抑制等の効果を発揮することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７０４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法により製造される複合材料では、ＳｉＣ微粉末及び焼結助剤を用い加圧焼結が、５ＭＰａ以上の圧力下１６００〜１９００℃で行われている。ＳｉＣ自体は、耐熱性、強度の高い素材であるが、ＳｉＣ繊維には不純物として原材料である有機珪素化合物を由来とする酸素を含有している。酸素を含有するＳｉＣは、１４００℃程度からＳｉＯ、ＣＯを生成する酸素の脱離反応がおき始め、内部に微細な気孔を形成し、強度低下をもたらす原因となっている。このため、酸素含有量の少ないＳｉＣ繊維を用いること、製造段階も含めできるだけ高温に曝さないことがＳｉＣ繊維の高い強度を維持するために重要である。特許文献１に記載の方法は、製造段階で１６００〜１９００℃で加圧焼結を行っているため、実際に使用する温度以上に高温に曝され、ＳｉＣ繊維が含有する酸素の脱離反応によってＳｉＣ繊維の強度低下をもたらす原因となっている。
上記課題を鑑み、本発明では、製造段階で高い温度に曝すことなく、ＳｉＣ繊維の強度低下を少なくすることができる高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法は、
（１）ＳｉＣ繊維とＳｉＣマトリックスとからなるＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法であって、
上記ＳｉＣ繊維の表面にｈ−ＢＮ被膜を形成するコーティング工程と、
上記ＳｉＣ繊維に形状を付与し繊維集合体を形成する賦形工程と、
上記繊維集合体を骨材としてＣＶＤ法または前駆体法でＳｉＣマトリックスを形成するマトリックス形成工程と、からなる。
【０００８】
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法では、焼結プロセスを経ることなく、高い処理温度を必要としない前駆体法またはＣＶＤ法でＳｉＣのマトリックスを形成している。このため、ＳｉＣ繊維中に含有する酸素の脱離反応の影響を最小限に抑えることができ、ＳｉＣ繊維の強度低下を小さくすることができる。なお前駆体法とはＳｉＣ前駆体を上記骨材に含浸したのち焼成し熱分解させる製造方法であり、ＣＶＤ法とはＳｉＣ原料ガスをＣＶＤ炉内で熱分解させる製造方法である。
また本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法は、ＳｉＣ繊維の表面にｈ−ＢＮ被膜を形成するコーティング工程を有している。ｈ−ＢＮとは、六方晶系の窒化ホウ素であり、ｃ軸方向にファンデルワールス力で結合する劈開性を有する素材である。このため、ｈ−ＢＮ被膜をＳｉＣ繊維の表面に有していると、マトリックスとＳｉＣ繊維とは互いに強く結合していないのでマトリックスに発生したクラックをＳｉＣ繊維に進展しにくくすることができる。また、ｈ−ＢＮ被膜は、劈開性を有しているので、マトリックスのクラックの先端に発生する応力を、ＳｉＣ繊維の広い範囲に分散させ、応力集中を起こりにくくする効果が特に強く高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。
【０００９】
（２）上記コーティング工程は、ｈ−ＢＮ粒子を含有するスラリーを塗布する塗布法である。
コーティング工程を、ｈ−ＢＮ粒子を含有するスラリーを塗布する塗布法で行うことにより、ＳｉＣ繊維を過剰に高温に曝すことがなく、高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。
【００１０】
（３）上記コーティング工程は、ｈ−ＢＮの原料ガスを熱分解するＣＶＤ法である。
ＣＶＤ法は、原料ガスを熱分解させて目的の被膜を得る方法であり、粉末原料を使用する焼結法と比較して、反応に必要な温度が低いことが特徴である。このため、コーティング工程を、ｈ−ＢＮの原料ガスを熱分解するＣＶＤ法で行うことにより、ＳｉＣ繊維を過剰に高温に曝すことがなく、高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。
【００１１】
（４）上記繊維集合体は、織布、ブレーディング成形体（組紐成形体ともいう）、及び、フィラメントワインディング成形体のいずれかで構成される。
織布、ブレーディング成形体、及び、フィラメントワインディング成形体のいずれかで構成された繊維集合体を骨材とすることで、ＳｉＣ繊維を用いて目的の形状を形成するとともに、ＳｉＣ繊維の配向方向を適宜設定することによって強度を高めることができる。
【００１２】
（５）上記ＳｉＣ繊維は、複数本がまとまってＳｉＣ繊維束を構成している。
ＳｉＣ繊維が複数本まとまってＳｉＣ繊維束を構成していると、繊維間にできる空間を少なくすることができる。このため、ＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料のＳｉＣ繊維の比率を高めることができ、高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法では、焼結プロセスを経ることなく、高い処理温度を必要としない前駆体法またはＣＶＤ法でＳｉＣのマトリックスを形成している。このため、ＳｉＣ繊維中に酸素を含有していても、酸素の脱離反応を最小限に抑えることができ、ＳｉＣ繊維の強度低下を小さくすることができる。このため、高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造工程を示すフロー図であり、図１（ａ）は、賦形工程、コーティング工程、マトリックス形成工程の順の製造プロセス、図１（ｂ）は、コーティング工程、賦形工程、マトリックス形成工程の順の製造プロセスである。
【００１５】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の記載に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００１６】
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法について説明する。
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法は
（１）ＳｉＣ繊維とＳｉＣマトリックスとからなるＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法であって、
上記ＳｉＣ繊維の表面にｈ−ＢＮ被膜を形成するコーティング工程と、
上記ＳｉＣ繊維に形状を付与し繊維集合体を形成する賦形工程と、
上記繊維集合体を骨材としてＣＶＤ法または前駆体法でＳｉＣマトリックスを形成するマトリックス形成工程と、からなる。
【００１７】
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法では、焼結プロセスを経ることなく、高い処理温度を必要としない前駆体法またはＣＶＤ法でＳｉＣのマトリックスを形成している。このため、ＳｉＣ繊維中に含有する酸素の脱離反応の影響を最小限に抑えることができ、ＳｉＣ繊維の強度低下を小さくすることができる。なお前駆体法とはＳｉＣ前駆体を上記骨材に含浸したのち焼成し熱分解させる製造方法であり、ＣＶＤ法とはＳｉＣ原料ガスをＣＶＤ炉内で熱分解させる製造方法である。
また本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法は、ＳｉＣ繊維の表面にｈ−ＢＮ被膜を形成するコーティング工程を有している。ｈ−ＢＮとは、六方晶系の窒化ホウ素であり、ｃ軸方向にファンデルワールス力で結合する劈開性を有する素材である。このため、ｈ−ＢＮ被膜をＳｉＣ繊維の表面に有していると、マトリックスとＳｉＣ繊維とは互いに強く結合していないのでマトリックスに発生したクラックをＳｉＣ繊維に進展しにくくすることができる。また、ｈ−ＢＮ被膜は、劈開性を有しているので、マトリックスのクラックの先端に発生する応力を、ＳｉＣ繊維の広い範囲に分散させ、応力集中を起こりにくくする効果が特に強く高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。  なお、ｈ−ＢＮ被膜は、Ｘ線回折法で確認することができる。
【００１８】
さらに、本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法は、以下の態様であることが好ましい。
（２）上記コーティング工程は、ｈ−ＢＮ粒子を含有するスラリーを塗布する塗布法である。
コーティング工程を、ｈ−ＢＮ粒子を含有するスラリーを塗布する塗布法で行うことにより、ＳｉＣ繊維を過剰に高温に曝すことがなく、高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。
【００１９】
（３）上記コーティング工程は、ｈ−ＢＮの原料ガスを熱分解するＣＶＤ法である。
ＣＶＤ法は、原料ガスを熱分解させて目的の被膜を得る方法であり、粉末原料を使用する焼結法と比較して、反応に必要な温度が低いことが特徴である。このため、コーティング工程を、ｈ−ＢＮの原料ガスを熱分解するＣＶＤ法で行うことにより、ＳｉＣ繊維を過剰に高温に曝すことがなく、高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。
【００２０】
（４）上記繊維集合体は、織布、ブレーディング成形体、及び、フィラメントワインディング成形体のいずれかで構成される。
織布、ブレーディング成形体、及び、フィラメントワインディング成形体のいずれかで構成された無機繊維集合体を骨材とすることで、ＳｉＣ繊維を用いて目的の形状を形成するとともに、ＳｉＣ繊維の配向方向を適宜設定することによって強度を高めることができる。
【００２１】
（５）上記ＳｉＣ繊維は、複数本がまとまってＳｉＣ繊維束を構成している。
ＳｉＣ繊維が複数本まとまってＳｉＣ繊維束を構成していると、繊維間にできる空間を少なくすることができる。このため、ＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料のＳｉＣ繊維の比率を高めることができ、高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。
【００２２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造工程を示すフロー図であり、図１（ａ）は、賦形工程、コーティング工程、マトリックス形成工程の順の製造プロセス、図１（ｂ）は、コーティング工程、賦形工程、マトリックス形成工程の順の製造プロセスである。
【００２３】
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法において、ＳｉＣ繊維としては、ＮＧＳアドバンストファイバー社製Ｈｉ−Ｎｉｃａｌｏｎ、宇部興産社製Ｔｙｒａｎｎｏ−ＳＡ等を使用することができる。
【００２４】
ＳｉＣ繊維の直径は、ＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の用途に応じて適宜設定できるが、５〜２５μｍであることが望ましい。ＳｉＣ繊維の直径が５μｍ以上であると、表面の傷、内部の気孔の影響を小さくすることができるので、高強度の複合材料を得ることができる。ＳｉＣ繊維の直径が２５μｍ以下であると、ＳｉＣ繊維が曲がっても表面の延び率を小さくすることができるので破断しにくくすることができる。ＳｉＣ繊維束を構成するＳｉＣ繊維の本数は、例えば５０〜２０００本である。
【００２５】
ＳｉＣ繊維の直径は、ＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより測定することができる。
【００２６】
［コーティング工程］
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法において、コーティング工程は、ｈ−ＢＮ粒子を含有するスラリーを塗布する塗布法と、ｈ−ＢＮの原料ガスを熱分解させるＣＶＤ法のいずれでも利用することができる。
塗布法及びＣＶＤ法は、ＳｉＣ繊維に形状を付与する賦形工程の前の素線の段階、ＳｉＣ繊維を繊維集合体とした賦形工程の後いずれでも適用することができる。
さらにＳｉＣ繊維に形状を付与する賦形工程の後でコーティング工程を適用する場合には、塗布法は液状のスラリーを用い浸透性を有しているので、内部まで浸透しやすく効率的に行うことができる。
【００２７】
塗布法を適用する場合、ｈ−ＢＮの粉を水、アルコールなどの溶媒に分散させたスラリーをＳｉＣ繊維または繊維集合体に塗布する。賦形工程の前にコーティング工程を適用する場合にはＳｉＣ繊維に直接塗布することとなり、賦形工程の後にコーティング工程を適用する場合には、繊維集合体に塗布することになる。
【００２８】
ＣＶＤ法を適用する場合、ｈ−ＢＮの原料ガスを用いて、ＳｉＣ繊維または繊維集合体にｈ−ＢＮを沈積させる。ｈ−ＢＮの原料ガスは、ホウ素源と窒素源を用いる。ホウ素源は、ジボラン、デカボラン、トリメチルボロン、トリメチルボレート（ＴＭＢ）などが利用できる。窒素源は、窒素ガス、アンモニアなどが利用できる。また、ホウ素源と窒素源を同時に有するアンモニアボランを利用することができる。
ＣＶＤ法における製膜温度は特に限定されないが、例えば１０００〜１５００℃が好ましく、１０００〜１３００℃がさらに好ましい。１０００℃以上であれば、原料ガスを効率的に分解することができ、１３００℃以下であれば酸素を含有するＳｉＣ繊維を用いた場合であっても、劣化させにくくすることができる。
賦形工程の前にコーティング工程を適用する場合にはＳｉＣ繊維に沈積することとなり、賦形工程の後にコーティング工程を適用する場合には、繊維集合体に沈積することになる。
【００２９】
［賦形工程］
賦形工程では、ＳｉＣ繊維からなる繊維集合体を形成する。
具体的には、繊維集合体は、織布、ブレーディング成形体、または、フィラメントワインディング成形体からなる。ＳｉＣ繊維は、単繊維で用いてもよいが、ＳｉＣ繊維を束にしたＳｉＣ繊維束を利用することが望ましい。
織布は、ＳｉＣ繊維またはＳｉＣ繊維束を用い、織布を形成する。織布は、平織り、綾織りなどどのような形態でも利用することができる。
【００３０】
例えば、織布の場合、ＳｉＣ繊維を５０〜２０００本束ねたＳｉＣ繊維束を織布してシート状にしたものを繊維集合体とすることができる。
【００３１】
ブレーディング成形体の場合は、ＳｉＣ繊維またはＳｉＣ繊維束を用い、ブレーディング機（組紐機ともいう）を用いてブレーディング成形体を形成する。
【００３２】
フィラメントワインディング成形体の場合は、ＳｉＣ繊維またはＳｉＣ繊維束を用い、マンドレルに巻回することによりフィラメントワインディング成形体を形成する。
【００３３】
［マトリックス形成工程］
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法において、マトリックス形成工程では、前駆体法またはＣＶＤ法を利用することができる。
【００３４】
まず前駆体法について説明する。
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法に前駆体法を適用する場合、前駆体法はＳｉＣ繊維からなる繊維集合体に、前駆体のスラリーを含浸し、含浸体を得る含浸工程と、上記含浸体を焼成する焼成工程とを含む。
【００３５】
以下、マトリックス形成工程における前駆体法について詳しく説明する
【００３６】
準備した繊維集合体に、前駆体を含むスラリーを含浸し、含浸体を得る（含浸工程）。
【００３７】
含浸の方法としては、ディップ、吹き付け、塗布、コーター、真空加圧含浸等の方法が挙げられるが、いずれの方法であってもよい。
【００３８】
スラリーに含まれる前駆体は、有機珪素化合物であってもよいし、ＳｉＣ粒子を含有する有機珪素化合物であってもよい。
【００３９】
前駆体が有機珪素化合物である場合、有機珪素化合物を焼成することによって、ＳｉＣからなるマトリックスを形成することができる。
【００４０】
有機珪素化合物としては、例えば、ポリカルボシラン、ポリビニルシラン、ポリメチルシラン等のケイ素系ポリマーが挙げられる。
【００４１】
前駆体法において、スラリー中の有機珪素化合物の濃度は特に限定されないが、２０〜６５重量％であることが望ましく、４０〜６５重量％であることがより望ましい。２０重量％以上であると、高い収率を得ることができ、６５重量％以下である場合、粘度を低くすることができるので、骨材内部まで浸透させやすくすることができる。
【００４２】
マトリックス前駆体が、ＳｉＣ粒子を含有する場合、マトリックス形成工程で焼成した際の収率を高めることができ、緻密なマトリックスを容易に得ることができる。
【００４３】
ＳｉＣ粒子を用いる場合、ＳｉＣ粒子の平均粒子径は、１０〜１０００ｎｍであることが望ましく、２５０〜８００ｎｍであることがより望ましい。ＳｉＣ粒子が１０ｎｍ以上であるとスラリー中の固形分濃度を高めることができる。またＳｉＣ粒子が１０００ｎｍ以下であるとスラリーの浸透性を高めることができ、骨材内部まで前駆体を浸透させることができる。
なお、ＳｉＣ粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定器を用いて測定することができる。
【００４４】
スラリー中のＳｉＣ粒子の含有量は特に限定されないが、固形分量で２５〜６５重量％であることが望ましく、４５〜６５重量％であることがより望ましい。
【００４５】
続いて、含浸体を焼成する（焼成工程）。
【００４６】
焼成温度は、適宜設定することができるが、１０００〜１５００℃であることが望ましく、１１００〜１３００℃であることがより望ましい。
【００４７】
含浸体の焼成は、非酸化性雰囲気下で行えばよく、例えば、不活性ガス雰囲気下、還元性雰囲気下、真空雰囲気下等で行うことができる。これらのなかでは、水素等の還元性雰囲気下、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
【００４８】
次にマトリックス形成工程においてＣＶＤ法を適用する場合、ＳｉＣの原料ガスを用いて、繊維集合体にＳｉＣマトリックスを沈積させる。ＳｉＣマトリックスの原料ガスは、珪素源と炭素源を用いる。珪素源は、例えばシラン系ガスを用いることができ、クロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシランなどのハロゲン化シラン、炭素源はメタン、エタン、プロパン、エチレンなどの炭化水素などが利用できる。また、メチルトリクロロシランなどの炭素源と珪素源を同時に持つ原料ガスを使用してもよい。
ＣＶＤ法における製膜温度は特に限定されないが、例えば１０００〜１５００℃が好ましく、１０００〜１３００℃がさらに好ましい。１０００℃以上であれば、原料ガスを効率的に分解することができ、１３００℃以下であれば酸素を含有するＳｉＣ繊維を用いた場合であっても、劣化させにくくすることができる。
【００４９】
以上の工程を経ることにより、高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を製造することができる。
【００５０】
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法においては、ＳｉＣマトリックスとしてＳｉＣ繊維間にＳｉＣ層が形成されるだけでなくＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の表面にＳｉＣ層が形成されていてもよい。ＳｉＣ層は、ＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料にＣＶＤ処理を施すことにより形成することができる。
【００５１】
以下、本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法及び本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法によって得られるＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の作用効果について説明する。
【００５２】
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法では、焼結プロセスを経ることなく、高い処理温度を必要としない前駆体法またはＣＶＤ法でＳｉＣのマトリックスを形成している。このため、ＳｉＣ繊維中に含有する酸素の脱離反応の影響を最小限に抑えることができ、ＳｉＣ繊維の強度低下を小さくすることができる。なお前駆体法とはＳｉＣ前駆体を上記骨材に含浸したのち焼成し熱分解させる製造方法であり、ＣＶＤ法とはＳｉＣ原料ガスをＣＶＤ炉内で熱分解させる製造方法である。
また本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料の製造方法は、ＳｉＣ繊維の表面にｈ−ＢＮ被膜を形成するコーティング工程を有している。ｈ−ＢＮとは、六方晶系の窒化ホウ素であり、ｃ軸方向にファンデルワールス力で結合する劈開性を有する素材である。このため、ｈ−ＢＮ被膜をＳｉＣ繊維の表面に有していると、マトリックスとＳｉＣ繊維とは互いに強く結合していないのでマトリックスに発生したクラックをＳｉＣ繊維に進展しにくくすることができる。また、ｈ−ＢＮ被膜は、劈開性を有しているので、マトリックスのクラックの先端が発生させる応力を、ＳｉＣ繊維の広い範囲に分散させ、応力集中を起こりにくくする効果が特に強く高強度のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料は、原子力分野、航空・宇宙分野、発電分野等の過酷な環境下で使用することできる。例えば、本発明のＳｉＣ繊維強化ＳｉＣ複合材料は、原子力用構造部材、ジェットエンジン用のタービンブレード、ケーシングなどに使用することができる。
【図１】
2017088418.tif 000003