(57)【要約】      （修正有）【課題】歪みが発生しにくく安定して使用可能なＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法の提供。【解決手段】ＳｉＣ繊維を集合させ骨材を形成する骨材形成工程と、上記骨材に炭素前駆体を含浸する第一含浸工程と、上記骨材を熱処理し、上記炭素前駆体を炭素化し炭素マトリックスにする熱処理工程と、上記骨材にシリコンを含浸する第二含浸工程と、上記骨材を焼成し、上記炭素マトリックスと上記シリコンとを反応させＳｉＣ化する焼成工程と、からなるＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法であって、
ＳｉＣ繊維を集合させ骨材を形成する骨材形成工程と、
前記骨材に炭素前駆体を含浸する第一含浸工程と、
前記骨材を熱処理し、前記炭素前駆体を炭素化し炭素マトリックスにする熱処理工程と、
前記骨材にシリコンを含浸する第二含浸工程と、
前記骨材を焼成し、前記炭素マトリックスと前記シリコンとを反応させＳｉＣ化する焼成工程と、
からなることを特徴とするＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法。
【請求項２】
前記焼成工程は、電磁波を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法。
【請求項３】
前記焼成工程は、誘導加熱を用いて行われることを特徴とする請求項２に記載のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法。
【請求項４】
前記ＳｉＣ繊維は、表面にＢＮ被覆を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法。
【請求項５】
前記炭素前駆体は、ピッチ、コプナ樹脂、フェノール樹脂、カーボン粉末の分散液から選ばれる１または１以上の炭素前駆体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法。
【請求項６】
前記ＳｉＣ繊維は、酸素架橋法で製造されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法。
【請求項７】
前記焼成工程は、処理温度が１４１０〜１６００℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材は、耐熱性、耐酸化性を有し、高強度の素材であるので、高温炉用部材、半導体製造装置など様々な分野で使用が期待されている。近年では、ジェットエンジン用部品などへの適用も検討されている。
【０００３】
特許文献１には、繊維強化セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）を溶融シリコンで浸漬処理する発明が記載されている。この発明は、プリフォームが溶融シリコンと接触している間にプリフォームが浸食しないようにする技術である。具体的には、（ａ）プリフォームを溶融シリコン浴中に浸漬するステップと、（ｂ）プリフォームを所定の時間浴内にそのまま置いておくステップと、（ｃ）プリフォームを浴から引き出すステップと、（ｄ）プリフォームを冷却するステップとを含む溶解処理方法である。この方法によれば、この浸漬処理はＣＭＣプリフォームを溶浸するのに必要な時間を著しく短縮するので、溶融シリコンがプリフォームを浸食することになる可能性が減少することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０６４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記記載された発明は、シリコン浴中への浸漬時間が短くなったため、シリコンが溶融あるいは炭素と反応するとプリフォームを侵食する可能性を有している。このため、使用中に高温に曝されるとシリコンが反応あるいは溶融し、歪みを発生させＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を変形させる虞がある。
本発明では、上記課題を鑑み、歪みが発生しにくく安定して使用可能なＳｉＣ／ＳｉＣ複合材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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法は、
（１）ＳｉＣ繊維を集合させ骨材を形成する骨材形成工程と、上記骨材に炭素前駆体を含浸する第一含浸工程と、上記骨材を熱処理し、上記炭素前駆体を炭素化し炭素マトリックスにする熱処理工程と、上記骨材にシリコンを含浸する第二含浸工程と、上記骨材を焼成し、上記炭素マトリックスと上記シリコンとを反応させＳｉＣ化する焼成工程と、からなる。
【０００７】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法によれば、ＳｉＣ繊維を集合させ骨材を形成したのち、骨材に炭素前駆体を含浸し、熱処理して炭素マトリックスを形成している。さらに第二含浸工程で含浸されるシリコンを加えて、ＳｉＣの原材料を骨材間に導入することができる。炭素マトリックスは熱処理によって炭素化して気孔を形成しているので、炭素マトリックスの気孔にＳｉＣマトリックスの原料であるシリコンを効率よく浸入させることができる。
また、焼成によって未反応のシリコンと炭素マトリックスとを反応させＳｉＣ化させているので、歪が発生しにくく安定して使用可能なＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を形成することができる。
【０００８】
さらに、本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法は、以下の態様であることが好ましい。
（２）上記焼成工程は、電磁波を用いて行われる。
電磁波を用いた加熱とは、磁気を用いた誘導加熱あるいはマイクロ波を用いた高周波加熱等が挙げられる。
一般にＳｉＣ繊維が高温に曝されると内部に含まれる不純物がＳｉＣと反応し、ＳｉＣ繊維を劣化させる。特に酸素が含まれていると、酸素がＳｉＣと反応してＣＯ、ＳｉＯなどのガスを生成し、内部に空隙を形成するので強度低下への影響が大きい。このため、焼成などの高温処理は短時間、かつ低温で行われることが好ましい。電磁波を用いた加熱であれば、表面だけでなく内部も加熱しやすくなるので、表面と内部との温度差がつきにくく、ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の熱による劣化を防止することができる。
【０００９】
（３）上記焼成工程は、誘導加熱を用いて行われる。
誘導加熱は、磁場の変化を利用した加熱方法である。誘導加熱は、導電性がないと発熱しないので、固有抵抗の低い炭素マトリックスは発熱しやすく、ＳｉＣは発熱しにくい。このため、炭素マトリックスの多い未反応の部分は発熱しやすく反応が促進され、ＳｉＣ化しやすくなる。一方、一旦ＳｉＣ化すると固有抵抗が高くなり、誘導加熱では発熱しにくくなる。
また、誘導加熱は、磁気による発熱である。磁力線は、ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の中では減衰しにくく、内部でも同様に発熱する。このため、発熱が表面に偏らず、表面が過剰に高温になったり、長時間高温に曝されることを防止できる。
【００１０】
（４）上記ＳｉＣ繊維は、表面にＢＮ被覆を有する。
ＳｉＣ繊維の表面に窒化ホウ素（ＢＮ）被覆を有していると、骨材のＳｉＣ繊維と、マトリックスを構成するＳｉＣとがＢＮ被覆で分離される。このため、マトリックスのクラックがＳｉＣ繊維まで進展しにくく、クラックの成長を防止し、高い強度を得ることができる。
また、ＢＮ被覆は耐熱性が高いうえ、層間剥離をおこしやすいので、ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を構成するＳｉＣ繊維の表面に用いると、クラックの進展を防止する作用があり安定して使用することができる。
【００１１】
（５）上記炭素前駆体は、ピッチ、コプナ樹脂、フェノール樹脂、カーボン粉末の分散液から選ばれる１または１以上の炭素前駆体である。
【００１２】
炭素前駆体は、熱処理によって炭素化するものであればよい。例えば、ピッチ、コプナ樹脂、フェノール樹脂などの有機物のほか、溶媒とカーボン粉末からなるカーボン粉末の分散液でもよい。有機物は熱処理によって分解して炭素化し、カーボン粉末の分散液は、熱処理によって溶媒が揮発し、カーボン粉末が残留する。いずれの場合も炭素前駆体の一部が除去されるので気孔ができ、第二含浸工程でこの気孔にシリコンを取り込むことができる。なお、有機物を使った場合には、炭素マトリックスは互いに一体化している一方、カーボン粉末を用いた場合には、カーボン粉末は互いに結合していないバラバラの粒子で存在する。この場合、後の第二含浸工程で含浸するシリコンによってバラバラの粒子を固定化させることができる。
さらに、カーボン粉末と、有機物とを同時に用いてもよい。カーボン粉末と有機物とを同時に用いると炭化の歩留まりが高く残留するシリコンの量を少なくすることができる。
カーボン粉末は、どのようなものでもよい。例えば、カーボンブラック、コークス粉末、アモルファスコークス粉末、黒鉛粉末などが利用できる。カーボン粉末の５０％体積累積径は、例えば２０μｍ以下であることが好ましい。２０μｍ以下であると、骨材の隙間に容易に含浸することができる。
【００１３】
（６）上記ＳｉＣ繊維は、酸素架橋法で製造されている。
酸素架橋法で製造されているＳｉＣ繊維は、酸素含有量が高く、高温で長時間の熱処理によってＳｉＣ繊維の劣化が起きやすい。本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法によれば、焼成工程において内部で発熱させることができるので表面のＳｉＣ繊維の劣化を防止することができ、酸素架橋法で製造されたＳｉＣ繊維であってもの高強度のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を得ることができる。酸素架橋法で製造されたＳｉＣ繊維の酸素含有量は、例えば１〜２０重量％である。
【００１４】
（７）上記焼成工程は、処理温度が１４１０〜１６００℃である。
焼成工程の処理温度が１６００℃以下であれば、ＳｉＣ繊維の劣化を抑制することができ、焼成工程の処理温度が１４１０℃以上であれば、炭素マトリックスと、シリコンとの反応を十分に行うことができる。さらに、誘導加熱法を併用することにより、反応が完了した部分では、抵抗が高くなるので、発熱が抑制され、長時間高温に曝されることが防止される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法によれば、ＳｉＣ繊維を集合させ骨材を形成したのち、骨材に炭素前駆体を含浸し、熱処理して炭素マトリックスを形成している。さらに第二含浸工程で含浸されるシリコンを加えて、ＳｉＣの原材料を骨材間に導入することができる。炭素マトリックスは熱処理によって炭素化し、気孔を形成しているので炭素マトリックスの気孔にＳｉＣマトリックスの原料であるシリコンを効率よく浸入させることができる。
また、焼成によって未反応のシリコンと炭素マトリックスとを反応させＳｉＣ化させているので、歪が発生しにくく安定して使用可能なＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法の工程フローを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法は、
（１）ＳｉＣ繊維を集合させ骨材を形成する骨材形成工程と、上記骨材に炭素前駆体を含浸する第一含浸工程と、上記骨材を熱処理し、上記炭素前駆体を炭素化し炭素マトリックスにする熱処理工程と、上記骨材にシリコンを含浸する第二含浸工程と、上記骨材を焼成し、上記炭素マトリックスと上記シリコンとを反応させＳｉＣ化する焼成工程と、からなる。
【００１８】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法によれば、ＳｉＣ繊維を集合させ骨材を形成したのち、骨材に炭素前駆体を含浸し、熱処理して炭素マトリックスを形成している。さらに第二含浸工程で含浸されるシリコンを加えて、ＳｉＣの原材料を骨材間に導入することができる。炭素マトリックスは熱処理によって炭素化し、気孔を形成しているので、炭素マトリックスの気孔にＳｉＣマトリックスの原料であるシリコンを効率よく浸入させることができる。
また、焼成によって未反応のシリコンと炭素マトリックスとを反応させＳｉＣ化させているので、歪が発生しにくく安定して使用可能なＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を形成することができる。
【００１９】
さらに、本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法は、以下の態様であることが好ましい。
（２）焼成工程は、電磁波を用いて行われる。
電磁波を用いた加熱とは、磁気を用いた誘導加熱あるいはマイクロ波を用いた高周波加熱等が挙げられる。
一般にＳｉＣ繊維が高温に曝されると内部に含まれる不純物がＳｉＣと反応し、ＳｉＣ繊維を劣化させる。特に酸素が含まれていると、酸素がＳｉＣと反応してＣＯ、ＳｉＯなどのガスを生成し、内部に空隙を形成するので強度低下への影響が大きい。このため、焼成などの高温処理は短時間、かつ低温で行われることが好ましい。電磁波を用いた加熱であれば、表面だけでなく内部も加熱しやすくなるので、表面と内部との温度差がつきにくく、ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の熱による劣化を防止することができる。
【００２０】
（３）焼成工程は、誘導加熱を用いて行われる。
誘導加熱は、磁場の変化を利用した加熱方法である。誘導加熱は、導電性がないと発熱しないので、固有抵抗の低い炭素マトリックスは発熱しやすく、ＳｉＣは発熱しにくい。このため、炭素マトリックスの多い未反応の部分は発熱しやすく反応が促進され、ＳｉＣ化しやすくなる。一方、一旦ＳｉＣ化すると固有抵抗が高くなり、誘導加熱では発熱しにくくなる。
また、誘導加熱は、磁気による発熱である。磁力線は、ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の中では減衰しにくく、内部でも同様に発熱する。このため、発熱が表面に偏らず、表面が過剰に高温になったり、長時間高温に曝されることを防止できる。
【００２１】
（４）ＳｉＣ繊維は、表面にＢＮ被覆を有する。
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、ＳｉＣ繊維の表面にＢＮ被覆を有していると、骨材のＳｉＣ繊維と、マトリックスを構成するＳｉＣとがＢＮ被覆で分離される。このため、マトリックスのクラックがＳｉＣ繊維まで進展しにくく、クラックの成長を防止し、高い強度を得ることができる。
また、ＢＮ被覆は耐熱性が高いうえ、層間剥離をおこしやすいので、ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を構成するＳｉＣ繊維の表面に用いると、クラックの進展を防止する作用があり安定して使用することができる。
【００２２】
（５）炭素前駆体は、ピッチ、コプナ樹脂、フェノール樹脂、カーボン粉末の分散液から選ばれる１または１以上の炭素前駆体である。
【００２３】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、炭素前駆体は、熱処理によって炭素化するものであればよい。例えば、ピッチ、コプナ樹脂、フェノール樹脂などの有機物のほか、溶媒とカーボン粉末からなるカーボン粉末の分散液でもよい。有機物は熱処理によって分解して炭素化し、カーボン粉末の分散液は、熱処理によって溶媒が揮発し、カーボン粉末が残留する。いずれの場合も炭素前駆体の一部が除去されるので気孔ができ、第二含浸工程でこの気孔にシリコンを取り込むことができる。なお、有機物を使った場合には、炭素マトリックスは互いに一体化している一方、カーボン粉末を用いた場合には、カーボン粉末は互いに結合していないバラバラの粒子で存在する。この場合、後の第二含浸工程で含浸されるシリコンによってバラバラの粒子を固定化させることができる。
さらに、カーボン粉末と、有機物とを同時に用いてもよい。カーボン粉末と有機物とを同時に用いると炭化の歩留まりが高く残留するシリコンの量を少なくすることができる。
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、カーボン粉末は、どのようなものでもよい。例えば、カーボンブラック、コークス粉末、アモルファスコークス粉末、黒鉛粉末などが利用できる。カーボン粉末の５０％体積累積径は、例えば２０μｍ以下であることが好ましい。２０μｍ以下であると、骨材の隙間に容易に含浸することができる。
【００２４】
（６）ＳｉＣ繊維は、酸素架橋法で製造されている。
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、酸素架橋法で製造されているＳｉＣ繊維は、酸素含有量が高く、高温で長時間の熱処理によってＳｉＣ繊維の劣化が起きやすい。本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法によれば、焼成工程において内部で発熱させることができるので表面のＳｉＣ繊維の劣化を防止することができ、酸素架橋法で製造されたＳｉＣ繊維であってもの高強度のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を得ることができる。酸素架橋法で製造されたＳｉＣ繊維の酸素含有量は、例えば１〜２０重量％である。
【００２５】
（７）焼成工程は、処理温度が１４１０〜１６００℃である。
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、焼成工程の処理温度が１６００℃以下であれば、ＳｉＣ繊維の劣化を抑制することができ、焼成工程の処理温度が１４１０℃以上であれば、炭素マトリックスと、シリコンとの反応を十分に行うことができる。さらに、誘導加熱法を併用することにより、反応が完了した部分では、抵抗が高くなるので、発熱が抑制され、長時間高温に曝されることが防止される。
【００２６】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、ＳｉＣ繊維を集合させた骨材の形態は、特に限定されない。例えば、ＳｉＣ繊維を抄造した抄造の板、織布、組紐体、フィラメントワインディング体などどのようなものでも利用できる。
【００２７】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、ＳｉＣ繊維は、ポリカルボシランを紡糸したのち、不融化処理、焼成することによって製造される。不融化処理は、酸素による酸素架橋法、電子線による電子線架橋法とがある。酸素架橋は、簡易な方法で大量生産に向いているが、ＳｉＣ繊維中の酸素含有量が高くなり、高温に曝すと酸素とＳｉＣ繊維とが反応し、ＳｉＣ繊維を劣化させる。
電子線架橋法は、酸素を利用せず電子線照射により強制的に架橋する方法であるが、特殊な方法であり生産性が悪い。
【００２８】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、炭素前駆体は、炭素マトリックスとなった後で、シリコンとの親和性の高いものが好ましく、カーボン粉末の分散液の場合、黒鉛粉末の分散液が好ましい。黒鉛とシリコンとの親和性が高いので第二含浸工程でシリコンを十分に含浸させることできる。
また、炭素前駆体が、樹脂である場合には、例えばポリ塩化ビニルを熱分解させたピッチが好ましい。ポリ塩化ビニルを熱分解させたピッチの炭化物は、シリコンとの親和性が特に高く、シリコンを効率よく気孔に吸収することができる。
【００２９】
第一含浸工程では、炭素前駆体を溶液あるいは分散液として含浸する。炭素前駆体が反応しないよう炭素前駆体が熱分解しない程度の温度以下、あるいは溶媒が揮発しない程度の温度以下で行われる。具体的には２５０℃以下が好ましく、さらに好ましくは２００℃以下である。
【００３０】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、熱処理工程の温度は、特に限定されない。炭素前駆体が樹脂である場合には、熱分解させ炭素化する必要があるので、熱処理の温度は６００〜１０００℃であることが好ましい。熱処理の温度が６００℃以上であると、炭素化が進行し、シリコンを含浸するための十分な気孔を形成することができる。熱処理の温度が１０００℃以下であると、ＳｉＣ繊維の劣化はほとんど起こらないうえに、１０００℃までに十分な気孔が形成し、脱水素反応はそれ以上進行しにくいので効率よく気孔を形成することができる。
【００３１】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、第二含浸工程では、溶融したシリコンに炭素マトリックスが形成された骨材を含浸する。シリコンを溶融させるには１４１０℃以上の温度が必要であり、１４１０〜１４５０℃の範囲で行われることが好ましい。
含浸の方法は、短時間で第二含浸工程を完了させるため、シリコン融液に骨材を浸漬する方法を採ることが好ましい。この方法であれば、骨材を長時間高温に曝すことなくシリコンを含浸させることができる。
浸漬の時間は例えば１〜１５分である。１分以上浸漬することにより内部までシリコンを含浸させることができ、１５分以下の浸漬時間であればＳｉＣ繊維の劣化を少なくすることができる。
【００３２】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法において、焼成の方法は特に限定されないが、ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材に対して加熱源を移動させるトンネル炉、加熱源の発熱を利用しない電磁波加熱、電子ビームを用いた電子線加熱が好ましい。これらの方法は、必要な加熱が終了後、低温のエリアにトンネル炉の台車を移動するかあるいは出力を下げることにより速やかに熱を拡散することができるので、ＳｉＣ繊維が必要以上に高温に曝されず、劣化を防止することができる。
焼成の雰囲気は特に限定されない。大気中であっても、アルゴン、窒素などの不活性雰囲気でもよく、真空中でもよい。なお、電子線加熱は真空中で行われる。
【００３３】
以上説明した方法でＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を製造すると、焼成によって未反応のシリコンと炭素マトリックスとを反応させＳｉＣ化させているので、歪が発生しにくく安定して使用可能なＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を形成することができる。
【実施例】
【００３４】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法の実施例について、図を用いて説明する。図１は、本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の製造方法の工程フローを示す説明図である。
【００３５】
＜骨材形成工程＞
ＳｉＣ繊維を１６００本束ねたストランドを用い、ＳｉＣ繊維の織布を形成する。ＳｉＣ繊維の太さは１０μｍである。織布は平織りで構成されている。得られた織布を１０枚重ね、骨材とする。大きさは３００ｍｍ×３００ｍｍ×５ｍｍである。
【００３６】
＜第一含浸工程＞
骨材形成工程で得られた骨材に炭素前駆体であるフェノール樹脂を含浸する。フェノール樹脂はアルコールを溶媒とするものであり、乾燥しアルコールを揮発させる。乾燥した後重ねられた織布は、互いに接着し一体化している。この場合、第一含浸工程は、加熱する必要がなく、室温で行うことができる。
【００３７】
＜熱処理工程＞
第一含浸工程で含浸された炭素前駆体を熱処理し炭素化させる。フェノール樹脂を炭素前駆体に用いた場合には最初に硬化反応がおき、次に脱水素反応が起き炭素化が進む。熱処理工程は９００℃で行う。この工程で、ＳｉＣ繊維が炭素マトリックスによって結合するＳｉＣ／炭素複合材となっている。
【００３８】
＜第二含浸工程＞
次に第二含浸工程で骨材にシリコンを含浸させる。シリコンは、熱処理工程でできた炭素マトリックスの気孔に含浸される。シリコンは、黒鉛ルツボで支えられた石英ルツボの中で溶融した状態であり温度は１４３０℃である。このシリコン融液に、熱処理工程を経た骨材（ＳｉＣ／炭素複合材）を浸漬させ、２分でとり出す。骨材は、シリコン融液に浸漬されている間だけ高温に曝され、取り出し後速やかに冷却される。このため、ＳｉＣ繊維の劣化は最小限にとどめられる。
【００３９】
＜焼成工程＞
次に第二含浸工程の終了した骨材を熱処理し、未反応のシリコンを炭素マトリックスと反応させる。加熱の方法は誘導加熱を用いる。誘導加熱の熱源は、高周波電源につながれたコイルを用いる。コイルは太さがφ１０ｍｍの銅パイプであり、φ１００ｍｍとなるように曲げられている。銅パイプの中には冷却水が循環している。コイルは高周波電源につながれ、骨材と平行となるように配置される。このように配置することにより、磁力線は骨材に浸入し、コイルに沿って誘導電流が流れ、炭素マトリックスとシリコンが反応する。シリコンが反応すると、固有抵抗が高くなるので、発熱しなくなりシリコンと炭素マトリックスとが未反応の領域を選択的に反応させることができる。
【００４０】
以上の方法でＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を製造すると、焼成によって未反応のシリコンと炭素マトリックスとを反応させＳｉＣ化させているので、歪が発生しにくく安定して使用可能なＳｉＣ／ＳｉＣ複合材を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のＳｉＣ／ＳｉＣ複合材は、原子炉用部材のチャンネルボックス、燃料被覆管などのほか、ジェットエンジン部材、ガスタービン用部材に用いられるケーシング、タービンブレードに利用することができる。
【図１】
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