Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS6014820B2 - Manufacturing method for reinforced composite materials - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS6014820B2 - Manufacturing method for reinforced composite materials - Google Patents

Manufacturing method for reinforced composite materials

Info

Publication number
JPS6014820B2
JPS6014820B2 JP53158158A JP15815878A JPS6014820B2 JP S6014820 B2 JPS6014820 B2 JP S6014820B2 JP 53158158 A JP53158158 A JP 53158158A JP 15815878 A JP15815878 A JP 15815878A JP S6014820 B2 JPS6014820 B2 JP S6014820B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
less
metals
hydrogen
tables
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53158158A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5585644A (en
Inventor
聖使 矢島
清人 岡村
統悦 宍戸
良雄 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOKUSHU MUKI ZAIRYO KENKYUSHO
Original Assignee
TOKUSHU MUKI ZAIRYO KENKYUSHO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOKUSHU MUKI ZAIRYO KENKYUSHO filed Critical TOKUSHU MUKI ZAIRYO KENKYUSHO
Priority to JP53158158A priority Critical patent/JPS6014820B2/en
Priority to GB7925601A priority patent/GB2028682B/en
Priority to US06/060,563 priority patent/US4267210A/en
Priority to DE2930557A priority patent/DE2930557C2/en
Priority to GB7938612A priority patent/GB2039787B/en
Priority to US06/092,405 priority patent/US4267211A/en
Priority to DE19792945650 priority patent/DE2945650A1/en
Publication of JPS5585644A publication Critical patent/JPS5585644A/en
Publication of JPS6014820B2 publication Critical patent/JPS6014820B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な強化複合材料の製造法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a novel method for manufacturing reinforced composite materials.

これまでに無機繊維強化材の如き無機強化材を、金属、
セラミック、プラスチックの如き各種マトリックス材料
に複合させた複合材料の例が数多〈報告されてきている
Until now, inorganic reinforcement materials such as inorganic fiber reinforcement materials have been
Many examples of composite materials made of various matrix materials such as ceramics and plastics have been reported.

炭素繊維を例にとれば炭素繊維−アルミニウム、炭素繊
維一酸化マグネシウム、炭素繊維−ェポキシ樹脂などが
挙げられる。しかしながら炭素繊維をアルミニウムに複
合させる例ではアルミニウムマトリックスと炭素繊維が
過度に反応し境界にアルミニウム炭化物が形成され高温
での機械強度の低下を招くことが知られてきている。炭
素繊維一酸化マグネシウム複合の場合でも、炭素繊維の
表面が酸化マグネシウムと過度に反応し、さらに炭素繊
維と酸化マグネシウムの膨張係数の差が大きいために、
母体(マトリックス)にきれっが生じる欠点がある。ま
た炭素繊維ーェポキシ樹脂では両者のぬれ性が完全では
ない。このように母体が反応活性であったり高融点の場
合には、′無機強化材と母体が過度に反応し、プラスチ
ックの場合にはぬれ性が問題となり、得られる複合材料
は必ずしも満足すべきものに至っていないのが現状であ
る。
Examples of carbon fiber include carbon fiber-aluminum, carbon fiber-magnesium monoxide, and carbon fiber-epoxy resin. However, it is known that in cases where carbon fiber is composited with aluminum, the aluminum matrix and carbon fiber react excessively, forming aluminum carbide at the boundary, resulting in a decrease in mechanical strength at high temperatures. Even in the case of carbon fiber magnesium monoxide composites, the surface of carbon fibers reacts excessively with magnesium oxide, and the difference in expansion coefficient between carbon fibers and magnesium oxide is large.
It has the disadvantage of causing cracks in the matrix. Furthermore, the wettability between carbon fiber and epoxy resin is not perfect. In this way, when the matrix is reactive or has a high melting point, the inorganic reinforcing material and the matrix react excessively, and in the case of plastics, wettability becomes a problem, and the resulting composite material is not necessarily satisfactory. The current situation is that this has not been achieved.

本発明は上記のような欠点を有しない、すぐれた性能の
新規な強化複合材料並びにその製造法を提供することを
目的とするものである。
The object of the present invention is to provide a new reinforced composite material of excellent performance and a method for producing the same, which does not have the above-mentioned drawbacks.

本発明によれば、無機強化材の表面に、 【1} 下記式で表わされるポリカルボシランシロキサ
ン(上式中、R,乃至R6はそれぞれ、水素、C4以下
のアルキル基、C4以下のハ。
According to the present invention, on the surface of the inorganic reinforcing material, [1] a polycarbosilane siloxane represented by the following formula (in the above formula, R, to R6 are each hydrogen, an alkyl group of C4 or less, and C4 or less).

アルキル基、フェニル基、C5〜C8シクロアルキル基
、ベンジル基またはビニル基であり;nは5〜1000
0であり;そしてx単位とy単位の繰り返いまランダム
、フロツクの双方を含む)■ 下記式で表わされるポリ
カルボシロキサン(上式中、R,及びR2はそれぞれ、
水素、C4以下のァルキル基、C4以下のハロアルキル
基、フェニル基、C5〜C8のシクロアルキル基、ベン
ジル基またはビニル基であり、nは5〜10000であ
る)‘31 下記式で表わされるボロシロキサン化合物
(上式中、R,及びR2はそれぞれ、水素、C4以下の
アルキル基、C4以下のハロアルキル基、フェニル基、
C5〜C8シクロアルキル基、ベンジル基またはビニル
基であり;nは1〜10000であり;そして a単位とb単位の繰り返いまランダム、フロツクの双方
を含む)■ 下記式で表わされるボロシロキサン化合物
(上式中、R,及びR2はそれぞれ、水素、C4以下の
アルキル基、C4以下のハロアルキル基、フェニル基、
C5〜C8シクロアルキル基、ベンジル基またはビニル
基であり;nは2〜100であり;そして a単位とb単位の繰り返いまランダム、ブロックの双方
を含む)と、脂肪族多価アルコール、芳香族アルコール
、フェノール類、あるいは芳香族カルボン酸から選ばれ
る1種あるいは2種以上の有機化合物を、反応に対して
不活性な雰囲気下において、250〜450℃の範囲内
の温度で反応させることにより得られる敦質ボロシロキ
サン化合物‘51 下記式で表わされるポロシロキサン
化合物(上式中、R,及びR2はそれぞれ、水素、C4
以下のアルキル基、C4以下のハロアルキル基、フェニ
ル基、C5〜C8シクロアルキル基、ベンジル基または
ビニル基であり;nは2〜100であり:そして a単位とb単位の繰り返しはランダム、ブロックの双方
を含む)に対して、Ni、Ti、Zr、Hf、V、Nb
、Ta、Cr、Mo、W、Co及びその他の遷移金属、
アクテナィド金属及びランタナィド金属から選ばれる少
くとも1種の金属の粉末及び/又はこれらの金属からな
る合金の粉末か、もしくは過硫酸塩、有機過酸化物、ま
たはAI、Fe、B、Ga、lnのハロゲン化物のいず
れか少なくとも1種を触媒として加え、非酸化性雰囲気
中で300〜550℃に加熱することにより得られる改
質ポロシ。
an alkyl group, phenyl group, C5-C8 cycloalkyl group, benzyl group or vinyl group; n is 5-1000
0; and repeating x units and y units (including both random and flock) ■ Polycarbosiloxane represented by the following formula (in the above formula, R and R2 are respectively,
Hydrogen, an alkyl group of up to C4, a haloalkyl group of up to C4, a phenyl group, a cycloalkyl group of C5 to C8, a benzyl group, or a vinyl group, and n is 5 to 10,000)'31 Borosiloxane represented by the following formula Compound (in the above formula, R and R2 are each hydrogen, a C4 or less alkyl group, a C4 or less haloalkyl group, a phenyl group,
C5 to C8 cycloalkyl group, benzyl group or vinyl group; n is 1 to 10,000; and repetition of a units and b units includes both random and flock); ■ Borosiloxane compound represented by the following formula (In the above formula, R and R2 are each hydrogen, a C4 or less alkyl group, a C4 or less haloalkyl group, a phenyl group,
C5-C8 cycloalkyl group, benzyl group or vinyl group; n is 2-100; and repeating a units and b units (including both random and block), aliphatic polyhydric alcohol, aromatic By reacting one or more organic compounds selected from group alcohols, phenols, or aromatic carboxylic acids at a temperature within the range of 250 to 450°C in an atmosphere inert to the reaction. The resulting porosiloxane compound '51 is a porosiloxane compound represented by the following formula (in the above formula, R and R2 are hydrogen and C4, respectively).
The following alkyl groups, haloalkyl groups of up to C4, phenyl groups, C5-C8 cycloalkyl groups, benzyl groups or vinyl groups; n is 2 to 100; and the repetition of a units and b units is random, block (including both), Ni, Ti, Zr, Hf, V, Nb
, Ta, Cr, Mo, W, Co and other transition metals,
Powder of at least one metal selected from actenide metals and lanthanide metals and/or powder of alloys consisting of these metals, or persulfates, organic peroxides, or AI, Fe, B, Ga, ln. A modified porosi obtained by adding at least one halide as a catalyst and heating to 300 to 550°C in a non-oxidizing atmosphere.

キサン化合物、及び{6} 下記式で表わされるボロシ
A xane compound, and {6} borosilicate represented by the following formula.

キサン化合物(上式中、R,及びR2はそれぞれ、水素
、C4以下のアルキル基、C4以下のハロアルキル基、
フェニル基、C5〜C8シクロアルキル基、ベンジル基
またはビニル基であり;nは2〜100であり;そして a単位とb単位の繰り返いまランダム、ブロックの双方
を含む)と、脂肪族多価アルコール、芳香族アルコール
、フェノール類、あるいは芳香族カルボン酸から選ばれ
る1種あるいは2種以上の有機化合物を、反応に対して
不活性な雰囲気下において、Ni、Ti、Zr、日1、
V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Co及びその他の遷
移金属、アクテナィド金属及びランタナィド金属から選
ばれる少くとも1種の金属の粉末及び/又はこれらの金
属からなる合金の粉末か、もしくは過硫酸塩、有機過酸
化物、またはAI、Fe、B、Ga、lnのハロゲン化
物のいずれか少なくとも1種の触媒の存在下に、250
〜450ooの範囲内の温度で反応させることにより得
られる敬質ボロシロキサン化合物の上記【11〜{6)
からなる群のセミ無機高分子化合物の少くとも1種を塗
布する第1段工程と、ついでこのものを非酸化性雰囲気
中で400〜2000℃の温度に加熱して、表面に塗布
したセミ無機高分子化合物を熱分解する第2段工程によ
り、主としてSICにより表面が被覆された無機強化材
を作り、この表面被覆無機強化材を金属、セラミックス
及びプラスチックのうちから選ばれる少くとも1種のマ
トリックスと複合させることを特徴とする強化複合材料
の製造法が提供される。
xane compound (in the above formula, R and R2 are each hydrogen, a C4 or less alkyl group, a C4 or less haloalkyl group,
phenyl group, C5-C8 cycloalkyl group, benzyl group or vinyl group; n is 2-100; and repeating a units and b units (including both random and block), and aliphatic polyvalent One or more organic compounds selected from alcohol, aromatic alcohol, phenols, or aromatic carboxylic acids are mixed with Ni, Ti, Zr, Ni, Ti, Zr, etc. in an atmosphere inert to the reaction.
Powder of at least one metal selected from V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Co and other transition metals, actenide metals and lanthanide metals, and/or powder of alloys consisting of these metals, or In the presence of at least one catalyst selected from sulfates, organic peroxides, and halides of AI, Fe, B, Ga, and ln,
The above-mentioned noble borosiloxane compounds [11 to {6] obtained by reacting at a temperature within the range of ~450 oo
A first stage step of applying at least one semi-inorganic polymer compound of the group consisting of The second step of thermally decomposing the polymer compound produces an inorganic reinforcing material whose surface is mainly coated with SIC, and this surface-coated inorganic reinforcing material is covered with at least one matrix selected from metals, ceramics, and plastics. Provided is a method for manufacturing a reinforced composite material, which is characterized in that it is composited with a reinforced composite material.

以下、本発明についてより詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below.

前記の如く、無機強化材と、金属、セラミック及びプラ
スチックのうちから選ばれた少くとも一種のマトリック
スとよりなる強化複合材料自体は知られているが、本発
明の強化複合材料の特徴は、無機強化材として、本発明
特定のセミ無機高分子化合物の熱分解生成物で被覆され
た無機強イり材を使用する点にあり、このような技術は
従来全く知られていなかったものである。本発明の強化
複合材料においては、無機強化材の表面が、本発明で特
定したセミ無機高分子化合物熱分解生成物で被れている
ため、この部分が無機強化材内部を安定に保ち、かつ母
体(マトリックス)とのぬれ性を改善しているものであ
る。従って本発明の複合材料は、従来のものに比べ室温
での強度(引張り、抗折、耐衝撃等)が強いばかりでな
く、高温においてその強度が従来品のように低下せず一
定に保たれるという利点を有する。本発明の強化複合材
料において使用する無機強化材としては、繊維形状を有
する無機強化材が好ましく、例えば、連続繊維、短繊維
またはウィスカ−の如き形状の無機強化材を使用するこ
とが好ましい。
As mentioned above, reinforced composite materials comprising an inorganic reinforcing material and at least one kind of matrix selected from metals, ceramics, and plastics are known, but the characteristics of the reinforced composite material of the present invention are As the reinforcing material, an inorganic reinforcing material coated with a thermal decomposition product of a semi-inorganic polymer compound specific to the present invention is used, and such a technology is completely unknown in the past. In the reinforced composite material of the present invention, the surface of the inorganic reinforcement is covered with the thermal decomposition product of the semi-inorganic polymer compound specified in the present invention, so this part keeps the inside of the inorganic reinforcement stable and It has improved wettability with the matrix. Therefore, the composite material of the present invention not only has stronger strength (tensile, bending, impact resistance, etc.) at room temperature than conventional materials, but also maintains its strength at high temperatures without decreasing like conventional materials. It has the advantage of being The inorganic reinforcing material used in the reinforced composite material of the present invention is preferably an inorganic reinforcing material in the form of fibers, for example, it is preferable to use an inorganic reinforcing material in the form of continuous fibers, short fibers, or whiskers.

また、無機強化材物質としては、公知の任意のものを使
用することができ、代表的なものを例示すれば、非晶質
、多結晶質、単結晶質、あるいは多相費の、Aガラス、
Cガラス、Eガラス、Sガラス、耐アルカリガラス、シ
リカガラス、C、AI203、Be〇、Z^02、BN
、Si3N4、&C、SIC、B/W、SIC/Wの如
きセラミック;あるいは技、Mo、W、AI、Cu、N
b、Ta、Ti、Cr、Cu、Fe、Niの如き金属、
Ti−AI、Cu−山、Cu−Ni、鋼の如き合金をあ
げることができる。また、無機強イり材物質は、必ずし
も繊維形状を有するものに限定されず、フレーク状、チ
ョップ状、粒状等の形状のものでもよい。本発明の強化
複合材料においては、母体(マトリックス)として金属
、セラミックまたはプラスチックのいずれか1種または
2種以上を使用するが、母体としての金属は融点400
℃以上の金属、合金、セラミックとして酸化物、炭化物
、蓬化物、窒化物、棚化物、炭素、黒鉛、ホウ素、セメ
ント、石こう、雲母、石綿および一般のセラミック、プ
ラスチックとしてはポリエステル、ヱポキシ、フェノー
ル、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリィミド
、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルおよび一般のプラス
チックを使用できる。
Further, as the inorganic reinforcing material, any known material can be used. Typical examples include amorphous, polycrystalline, single crystalline, or polyphase A glass. ,
C glass, E glass, S glass, alkali-resistant glass, silica glass, C, AI203, Be〇, Z^02, BN
, Si3N4, &C, SIC, B/W, SIC/W; or technique, Mo, W, AI, Cu, N
b, metals such as Ta, Ti, Cr, Cu, Fe, Ni,
Examples include alloys such as Ti-AI, Cu-Yama, Cu-Ni, and steel. Furthermore, the inorganic reinforcing material is not necessarily limited to having a fiber shape, but may be in the shape of flakes, chops, granules, or the like. In the reinforced composite material of the present invention, one or more of metal, ceramic, or plastic is used as the matrix, and the metal as the matrix has a melting point of 400.
℃ or above as metals, alloys, and ceramics such as oxides, carbides, monoxides, nitrides, shelvings, carbon, graphite, boron, cement, gypsum, mica, asbestos, and general ceramics; as plastics, polyester, epoxy, phenol, Polyacrylonitrile, polystyrene, polyimide, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and common plastics can be used.

母体はこれらに限定されるものではなくサーメツト、ゴ
ム、木材なども勿論使用できる。母体の初期の形状は粉
末状、箔状、板状などが考えられるがプラスチックの場
合は溶液状であってもよい。
The base material is not limited to these, and of course cermet, rubber, wood, etc. can also be used. The initial shape of the matrix may be powder, foil, plate, etc., but in the case of plastic, it may be in the form of a solution.

母体は非晶質、多結晶質、単結晶質、多相質のいずれで
もよい。金属、セラミック、プラスチックは各々単独で
用いてもよいし目的によっては混合して用いてもよい。
本発明の強化複合材料において、無機強化材料の表面を
、熱分解生成物で被覆するために使用するセミ無機高分
子化合物は、主として非酸化性雰囲気中で400〜20
00℃の温度に加熱することにより主としてSIC(非
晶質状態、B型、Q型のいずれかまたはこれらの混合相
)よりなるセラミックに転化するものである。
The matrix may be amorphous, polycrystalline, single crystalline, or polyphasic. Metals, ceramics, and plastics may be used alone or in combination depending on the purpose.
In the reinforced composite material of the present invention, the semi-inorganic polymer compound used to coat the surface of the inorganic reinforced material with a thermal decomposition product is mainly used in a non-oxidizing atmosphere to
By heating to a temperature of 00° C., it is converted into a ceramic mainly composed of SIC (amorphous state, B type, Q type, or a mixed phase thereof).

本発明で使用することのできる上記のセミ無機高分子化
合物は、直鏡状、環状、はしご状、かご状、三次元また
は網目状の化合物である。
The above-mentioned semi-inorganic polymer compound that can be used in the present invention is a straight mirror-shaped, cyclic, ladder-shaped, cage-shaped, three-dimensional or mesh-shaped compound.

本発明で特定する前記(1’〜■のセミ無機高分子化合
物の製造法に関しては、本発明者らが先に出願した、袴
願昭52−092584、(袴開昭54−28309)
、特願昭52−127630(特関昭54−61299
)、袴糠昭53一054036(椿開昭54−1456
42)、袴願昭球−054037(特関昭54一145
643)に開示されている。
Regarding the manufacturing method of the semi-inorganic polymer compounds (1' to ①) specified in the present invention, the present inventors previously applied for Hakama Application No. 52-092584 and (Hakama Kaisho No. 54-28309).
, patent application No. 52-127630 (Special application No. 54-61299)
), Hakama Nukasho 53-054036 (Tsubaki Kaisho 54-1456
42), Hakama Gansho Kyukyu-054037 (Tokusekki Sho 54-1145
643).

本発明の方法で使用するのに特に好ましいセミ無機高分
子化合物として、例えば次の如きものをあげることがで
きる。
Particularly preferred semi-inorganic polymer compounds for use in the method of the present invention include, for example, the following:

x:y=5:1〜200:l n2500〜10000 nZ5〜10000 nら2〜100 n22〜100 nら2〜100 が挙げられる。x:y=5:1~200:l n2500~10000 nZ5~10000 n et al. 2-100 n22~100 n et al. 2-100 can be mentioned.

この場合末端基は水酸基、メチル基、フェニル基のいず
れかである。本発明で使用する好ましいセミ無機高分子
化合物は、主として非酸化性雰囲気中で400〜200
0℃の温度に加熱することにより主としてSIC(非晶
質状態、B型、Q型のいずれかまたはこれらの混合相)
よりなるセラミックに転化するさし、に、焼成残留率が
特に高く、40〜85%である。
In this case, the terminal group is a hydroxyl group, a methyl group, or a phenyl group. Preferably, the semi-inorganic polymer compound used in the present invention has a molecular weight of 400 to 200
By heating to a temperature of 0°C, mainly SIC (amorphous state, B type, Q type, or a mixed phase of these)
During the conversion into ceramic, the firing residue rate is particularly high, ranging from 40 to 85%.

次に、強化複合材料を製造するための本発明の方法につ
いて説明する。本発明の方法では先づ無機強化材の表面
にセミ無機高分子化合物を塗布する。この塗布を実施す
るために、前記セミ無機高分子化合物を例えばベンゼン
、トルヱン、キシレン、ヘキサン、エーテル、テトラヒ
ド。フラン、ジオキサン、クロロホルム、メチレンクロ
ライド、DMS○、DMF、その他セミ無機高分子化合
物を可溶する溶媒に溶解させた溶液、あるいは溶媒を用
いずセミ無機高分子化合物を直接加熱溶融した溶融物を
使用する。そして例えば下記の方法によって塗布を行な
うことができる。‘1〕 密封可能な容器の中に無機強
化材を入れ、常温あるいは高温下で真空にして脱気し、
次いで前記セミ無機高分子化合物の溶融物又は溶液を前
記容器に注入して、充分に前記セミ無機高分子化合物中
に無機強化材を浸澄して含浸被覆物を形成させる。
Next, the method of the present invention for producing reinforced composite materials will be described. In the method of the present invention, first, a semi-inorganic polymer compound is applied to the surface of an inorganic reinforcing material. To carry out this coating, the semi-inorganic polymer compound is used, for example, benzene, toluene, xylene, hexane, ether, tetrahydride. Use a solution prepared by dissolving furan, dioxane, chloroform, methylene chloride, DMS○, DMF, and other semi-inorganic polymer compounds in a solvent, or a molten product obtained by directly heating and melting a semi-inorganic polymer compound without using a solvent. do. The coating can be carried out, for example, by the method described below. '1] Place the inorganic reinforcing material in a sealable container, evacuate it at room temperature or high temperature, and degas it.
Then, the melt or solution of the semi-inorganic polymer compound is poured into the container, and the inorganic reinforcing material is sufficiently immersed in the semi-inorganic polymer compound to form an impregnated coating.

なおガス圧により含浸を加圧して行うと(すなわち圧入
)、含浸を効果的に行うことができる。■ 常温あるい
は高温の無機強化材の表面に前記セミ無機高分子化合物
の溶融物又は溶液をスプレー、刷毛等で塗布して行うこ
ともできる。
Note that impregnation can be effectively performed by pressurizing the material using gas pressure (ie, press-fitting). (2) It can also be carried out by applying the melt or solution of the semi-inorganic polymer compound to the surface of the inorganic reinforcing material at room temperature or high temperature by spraying, brushing, etc.

(3ー 開放容器中に入れたセミ無機高分子化合物の溶
融物又は溶液中に無機強化材を浸潰して被覆して行うこ
ともできる。上記のようにして得られた塗布物を、つい
で400〜2000ooの温度に加熱して表面に塗布し
たセミ無機化合物を熱分解する。
(3- This can also be carried out by soaking the inorganic reinforcing material in a melt or solution of a semi-inorganic polymer compound placed in an open container. The semi-inorganic compound applied to the surface is thermally decomposed by heating to a temperature of ~2000 oo.

加熱は非酸化性雰囲気中で行なう。ヲE酸化性雰囲気と
は、例えば、窒素、アルゴン、水素ガス、又は真空中の
如き雰囲気を意味する。この熱分解によりセミ無機高分
子化合物は、主としてSIC(非晶質状態、B型、Q型
のいずれかまたはこれらの混合相)よりなるセラミック
に転化する。以上のようにして得られた表面被覆を有す
る無機強化材を、ついで母体(マトリックス)へ複合さ
せる。
Heating is performed in a non-oxidizing atmosphere. The oxidizing atmosphere means, for example, an atmosphere such as nitrogen, argon, hydrogen gas, or a vacuum. Through this thermal decomposition, the semi-inorganic polymer compound is converted into a ceramic mainly composed of SIC (amorphous state, B type, Q type, or a mixed phase thereof). The inorganic reinforcing material having the surface coating obtained as described above is then composited into a matrix.

複合させる方法としては、現在確立されている方法のう
ちの任意の方法を採用することができるが、本発明で使
用することのできる代表的な方法を下記の表に示す。こ
の表に示されている方法以外の方法としては、例えば混
合複合法(ハイブリッドコンポジツト)も応用できる。
無機強化材と母体(マトリックス)との比率は、無機強
化材と母体との和を基準とした無機強化材の容量%が、
5〜90%、好ましくは10〜60%であることが好適
である。
Any of the currently established methods can be used as the method for combining, but typical methods that can be used in the present invention are shown in the table below. As a method other than those shown in this table, for example, a mixed composite method (hybrid composite) can also be applied.
The ratio of the inorganic reinforcement to the matrix is determined by the volume % of the inorganic reinforcement based on the sum of the inorganic reinforcement and the matrix.
It is suitable that it is 5 to 90%, preferably 10 to 60%.

本発明の強化複合材料は、室温での強度がすぐれており
、且つ高温特性も良好であり、例えば下記に示す如き用
途に好適に使用することができる。
The reinforced composite material of the present invention has excellent strength at room temperature and good high-temperature properties, and can be suitably used, for example, in the following applications.

{1} 建築用材料−パネル、ドーム、トレーラーハウ
ス、壁、天井材、床材、クーリングタワー、浄化槽「汚
水タンク、給水タンク、給湯用配管、排水管、熱変換用
ヒートパイプ等■ 航空機、宇宙開発用機器材−胴体、
翼、ヘリコプターのドライブシヤフト、ジェットエンジ
ンのコンブレッサー、ロータ、ステータ、ブレード、コ
ンブレッサーケーシング、ハウジング、ノーズコーン、
ロケットノズル、ブレーキ材、タイヤコード等{3}
船舶用材料−ボート、ヨット、漁船、作業用船等■ 路
上輸送機器材料−車輪の前項部、側板、水タンク、便所
ユニット、座席、自動車のボディ、コンテナ、道路機器
、ガードレール、パレット、タンクローリー用タンク、
自転車、オートバイ等畑 耐食機器材料−タンク類、塔
類ダクト、スタッフ類、パイプ類等■ 電気材料一面発
熱体、バリスター、点火器、熱電対等‘7} スポーツ
用品ーボート、洋弓、スキー、スノーモビル、水上スキ
ー、グライダー機体、テニスラケット、ゴルフシヤフト
、ヘルメット、バット、レーシングジャケット等【8}
機械要素ーガスケツト、パツキン、ギヤ、ブレーキ材
、摩擦材、研摩研削材等側 医療用機器材料一義足、義
肢等 ‘10 音響用機器材料ーカンチレバー、トーンアーム
、スピーカーコーン、ボイスコイル(11)原子力用材
料 中性子吸収材、中性子反射材 (12)電子機器部品 プリント配線、部品接合(常温、加熱) (13)真空部品製造 以下、本発明を実施例によって説明する。
{1} Building materials - panels, domes, trailer houses, walls, ceiling materials, flooring materials, cooling towers, septic tanks, sewage tanks, water supply tanks, hot water supply piping, drainage pipes, heat conversion heat pipes, etc.■ Aircraft, space development equipment materials - fuselage,
Wings, helicopter drive shafts, jet engine compressors, rotors, stators, blades, compressor casings, housings, nose cones,
Rocket nozzles, brake materials, tire cords, etc. {3}
Materials for ships - Boats, yachts, fishing boats, work boats, etc. Materials for road transport equipment - Foreparts of wheels, side plates, water tanks, toilet units, seats, car bodies, containers, road equipment, guardrails, pallets, tank trucks tank,
Bicycles, motorcycles, etc. Corrosion-resistant equipment materials - Tanks, tower ducts, staffs, pipes, etc. Electrical materials Single-sided heating elements, varistors, igniters, thermocouples, etc.'7 Sports equipment - Boats, bows, skis, snowmobiles, Water skis, glider aircraft, tennis rackets, golf shafts, helmets, bats, racing jackets, etc. [8]
Mechanical elements - gaskets, gaskets, gears, brake materials, friction materials, abrasive materials, etc. Medical equipment materials - prosthetic legs, artificial limbs, etc. '10 Audio equipment materials - cantilevers, tone arms, speaker cones, voice coils (11) Materials for nuclear power Neutron absorbing material, neutron reflecting material (12) Electronic device parts printed wiring, parts bonding (room temperature, heating) (13) Vacuum parts production The present invention will be described below with reference to Examples.

実施例 1 ホウ酸310夕とジフェニルジクロロシラン1898夕
をnーブチルヱーテル3夕と共に5その三口フラスコに
入れ、100午○で18時間燈拝しながら反応させ冷却
後白色沈殿を得た。
Example 1 310 parts of boric acid and 1898 parts of diphenyldichlorosilane were placed in a three-necked flask together with 3 parts of n-butyl ether, and allowed to react at 100 o'clock for 18 hours while cooling to obtain a white precipitate.

nープチルェーテル除去後、沈殿をメタノールで洗浄し
未反応のホウ酸を除き、その後水洗しポロジフェニルシ
ロキサン化合物1680夕を得た。このボロジフェニル
シロキサン化合物200のこヒドロキノン20夕と過硫
酸アンモニウム1夕を均密に混合し500Mのフラスコ
中で、縄拝しながら、窒素雰囲気中で1時間50℃の昇
温速度で加熱し、300q○で1時間反応させ淡黄色の
セミ無機高分子化合物を得た。上記セミ無機高分子化合
物をテトラヒドロフランに1の重量%溶解した溶液に炭
素繊維東(2000本)を浸した後引上げ、N2中60
0qoまで加熱した。
After removing n-butyl ether, the precipitate was washed with methanol to remove unreacted boric acid, and then washed with water to obtain polydiphenylsiloxane compound 1680. 200 parts of this borodiphenylsiloxane compound, 20 parts of hydroquinone, and 1 part of ammonium persulfate were homogeneously mixed together, and heated in a nitrogen atmosphere at a heating rate of 50°C for 1 hour in a 500 M flask while shaking the mixture. The reaction was carried out at ○ for 1 hour to obtain a pale yellow semi-inorganic polymer compound. Carbon fiber East (2000 pieces) was immersed in a solution of the above semi-inorganic polymer compound dissolved in tetrahydrofuran at 1% by weight, and then pulled up and heated to 60% by weight in N2.
It was heated to 0qo.

この被覆繊維東を純AI箔に4びol%(全体を基準と
する)積層し鋼製ダイスに入れアルゴン気流中で650
o/C、100k9′地にてホットプレスした。得られ
た炭素繊維−アルミ複合材料の抗折強度を下記第2表に
示す。第2表 参考のため未処理の炭素繊維東を純N箔に4びol%(
全体を基準とする)頭層し、650℃、100k9/仇
にてホットプレスして得た複合材料の抗折強度を下段に
示す。
This coated fiber was laminated on pure AI foil by 4 ol% (based on the whole) and placed in a steel die for 650 min in an argon stream.
Hot pressed on o/c, 100k9' ground. The bending strength of the obtained carbon fiber-aluminum composite material is shown in Table 2 below. For reference in Table 2, untreated carbon fibers were added to pure N foil at a concentration of 4 mol% (
The bending strength of the composite material obtained by hot pressing at 650° C. and 100 k9/h is shown in the lower row.

第2表からわかるとおり本発明の複合材料の曲げ強度は
400℃においても低下せず高温での使用に適する。
As can be seen from Table 2, the bending strength of the composite material of the present invention does not decrease even at 400° C., making it suitable for use at high temperatures.

実施例 2 実施例1で用いたセミ無機高分子化合物をテトラヒドロ
フランに7重量%溶解した溶液に炭化珪素連続繊維(ポ
リカルボシランより合成)を1200本に束ねたものを
浸した後引上げ、N2中65000まで加熱した。
Example 2 A bundle of 1,200 continuous silicon carbide fibers (synthesized from polycarbosilane) was immersed in a solution containing 7% by weight of the semi-inorganic polymer compound used in Example 1 dissolved in tetrahydrofuran, and then pulled up and placed in N2 gas. It was heated to 65,000 ℃.

この被覆繊維東を一端封じのシリカガラス管に充填後上
部より溶融AI(75000)を流し込み真空引きし泡
抜きした。得られた炭化珪素繊維(4Wol%)ーアル
ミ複合材料の引張強度を下記第3表に示す。下段は未処
理の炭化珪素繊維東に対して上記と同様のアルミ溶浸を
行なった複合材料の引張強度である。第3表 実施例 3 実施例1で用いたセミ無機高分子化合物熱分解生成物被
覆炭素繊維をェポキシ樹脂に45vol%複合させ硬化
剤を用いて硬化させた。
After filling the coated fibers into a silica glass tube with one end sealed, molten AI (75000) was poured into the tube from the top and vacuumed to remove bubbles. The tensile strength of the obtained silicon carbide fiber (4Wol%)-aluminum composite material is shown in Table 3 below. The lower row shows the tensile strength of a composite material obtained by infiltrating untreated silicon carbide fibers with aluminum in the same manner as above. Table 3 Example 3 The carbon fiber coated with the thermal decomposition product of the semi-inorganic polymer compound used in Example 1 was composited with epoxy resin at 45 vol % and cured using a curing agent.

得られた複合材料の抗折強度は、未処理の炭素繊維を用
いた榎合材料の抗折強度の約1.9苦であった。実施例
4 グリセリン102夕とジクロロジフエニルシラン365
夕をnーブチルェーテル500の‘に溶解し90〜10
0℃で加熱リフラックスさせながら24時間反応を続け
た。
The bending strength of the obtained composite material was about 1.9 times lower than that of the composite material using untreated carbon fibers. Example 4 Glycerin 102 and dichlorodiphenylsilane 365
Dissolve the solution in 500% n-butyl ether and add 90~10%
The reaction was continued for 24 hours while heating and refluxing at 0°C.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 無機強化材の表面に、 (1) 下記式で表わされるポリカルボシランシロキサ
ン▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、R_1乃至R_6はそれぞれ、水素、C_4
以下のアルキル基、C_4以下のハロアルキル基、フエ
ニル基、C_5〜C_8シクロアルキル基、ベンジル基
またはビニル基であり;nは5〜10000であり;そ
してx単位とy単位の繰り返しはランダム、ブロツクの
双方を含む)(2) 下記式で表わされるポリカルボシ
ロキサン▲数式、化学式、表等があります▼(上式中、
R_1及びR_2はそれぞれ、水素、C_4以下のアル
キル基、C_4以下のハロアルキル基、フエニル基、C
_5〜C_8のシクロアルキル基、ベンジル基またはビ
ニル基であり、nは5〜10000である。 )(3) 下記式で表わされるボロシロキサン化合物▲
数式、化学式、表等があります▼(上式中、R_1及び
R_2はそれぞれ、水素、C_4以下のアルキル基、C
_4以下のハロアルキル基、フエニル基、C_5〜C_
8シクロアルキル基、ベンジル基またはビニル基であり
; nは2〜100であり;そして a単位とb単位の繰り返しはランダム、ブロツクの双
方を含む)(4) 下記式で表わされるボロシロキサン
化合物▲数式、化学式、表等があります▼(上式中、R
_1及びR_2はそれぞれ、水素、C_4以下のアルキ
ル基、C_4以下のハロアルキル基、フエニル基、C_
5〜C_8シクロアルキル基、ベンジル基またはビニル
基であり; nは2〜100であり;そして a単位とb単位の繰り返しはランダム、ブロツクの双
方を含む)と、脂肪族多価アルコール、芳香族アルコー
ル、フエノール類、あるいは芳香族カルボン酸から選ば
れる1種あるいは2種以上の有機化合物を、反応に対し
て不活性な雰囲気下において、250〜450℃の範囲
内の温度で反応させることにより得られる改質ボロシロ
キサン化合物(5) 下記式で表わされるボロシロキサ
ン化合物▲数式、化学式、表等があります▼(上式中、
R_1及びR_2はそれぞれ、水素、C_4以下のアル
キル基、C_4以下のハロアルキル基、フエニル基、C
_5〜C_8シクロアルキル基、ベンジル基またはビニ
ル基であり; nは2〜100であり;そして a単位とb単位の繰り返しはランダム、ブロツクの双
方を含む)に対して、Ni、Ti、Zr、Hf、V、N
b、Ta、Cr、Mo、W、Co及びその他の遷移金属
、アクテナイド金属及びランタナイド金属から選ばられ
る少くとも1種の金属の粉末及び/又はこれらの金属か
らなる合金の粉末か、もしくは過硫酸塩、有機過酸化物
、またはAl、Fe、B、Ga、Inのハロゲン化物の
いずれか少なくとも1種を触媒として加え、非酸化性雰
囲気中で300〜550℃に加熱することにより得られ
る改質ボロシロキサン化合物、及び(6) 下記式で表
わされるボロシロキサン化合物▲数式、化学式、表等が
あります▼(上式中、R_1及びR_2はそれぞれ、水
素、C_4以下のアルキル基、C_4以下のハロアルキ
ル基、フエニル基、C_5〜C_8シクロアルキル基、
ベンジル基またはビニル基であり; nは2〜100で
あり;そして a単位とb単位の繰り返しはランダム、ブロツクの双
方を含む)と、脂肪族多価アルコール、芳香族アルコー
ル、フエノール類、あるいは芳香族カルボン酸から選ば
れる1種あるいは2種以上の有機化合物を、反応に対し
て不活性な雰囲気下において、Ni、Ti、Zr、Hf
、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Co及びその他の
遷移金属、アクテナイド金属及びランタナイド金属から
選ばれる少くとも1種の金属の粉末及び/又はこれらの
金属からなる合金の粉末か、もしくは過硫酸塩、有機過
酸化物、またはAl、Fe、B、Ga、Inのハロゲン
化物のいずれか少なくとも1種の触媒の存在下に、25
0〜450℃の範囲内の温度で反応させることにより得
られる改質ボロシロキサン化合物の上記(1)〜(6)
からなる群のセミ無機高分子化合物の少くとも1種を塗
布する第1段工程と、ついでこのものを非酸化性雰囲気
中で400〜2000℃の温度に加熱して、表面に塗布
したセミ無機高分子化合物を熱分解する第2段工程によ
り、主としてSiCにより表面が被覆された無機強化材
を作り、この表面被覆無機強化材を金属、セラミツクス
及びプラスチツクのうちから選ばれる少くとも1種のマ
トリツクスと複合させることを特徴とする強化複合材料
の製造法。
[Claims] 1. On the surface of the inorganic reinforcing material, (1) Polycarbosilane siloxane represented by the following formula ▲ There are numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (In the above formula, R_1 to R_6 are hydrogen, C_4, respectively)
The following alkyl groups, haloalkyl groups of up to C_4, phenyl groups, C_5 to C_8 cycloalkyl groups, benzyl groups or vinyl groups; n is 5 to 10,000; and the repetition of x units and y units is random, block (2) Polycarbosiloxane represented by the following formula▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(In the above formula,
R_1 and R_2 are hydrogen, an alkyl group of C_4 or less, a haloalkyl group of C_4 or less, a phenyl group, C
It is a cycloalkyl group, benzyl group or vinyl group of _5 to C_8, and n is 5 to 10,000. )(3) Borosiloxane compound represented by the following formula ▲
There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (In the above formula, R_1 and R_2 are hydrogen, an alkyl group of C_4 or less, C
Haloalkyl group of _4 or less, phenyl group, C_5 to C_
8 cycloalkyl group, benzyl group or vinyl group; n is 2 to 100; and the repetition of a unit and b unit includes both random and block) (4) A borosiloxane compound represented by the following formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the above formula, R
_1 and R_2 are hydrogen, an alkyl group of C_4 or less, a haloalkyl group of C_4 or less, a phenyl group, C_
5 to C_8 cycloalkyl group, benzyl group, or vinyl group; n is 2 to 100; and the repetition of the a unit and b unit includes both random and block), an aliphatic polyhydric alcohol, an aromatic Obtained by reacting one or more organic compounds selected from alcohols, phenols, or aromatic carboxylic acids at a temperature within the range of 250 to 450°C in an atmosphere inert to the reaction. Modified borosiloxane compound (5) Borosiloxane compound represented by the following formula▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(In the above formula,
R_1 and R_2 are hydrogen, an alkyl group of C_4 or less, a haloalkyl group of C_4 or less, a phenyl group, C
_5 to C_8 cycloalkyl group, benzyl group or vinyl group; n is 2 to 100; and repetition of a unit and b unit includes both random and block), Ni, Ti, Zr, Hf, V, N
b, powder of at least one metal selected from Ta, Cr, Mo, W, Co and other transition metals, actenide metals and lanthanide metals and/or powder of alloys consisting of these metals, or persulfate; , an organic peroxide, or a halide of Al, Fe, B, Ga, or In, as a catalyst, and heated to 300 to 550°C in a non-oxidizing atmosphere. Siloxane compounds, and (6) Borosiloxane compounds represented by the following formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (In the above formula, R_1 and R_2 are hydrogen, an alkyl group of C_4 or less, a haloalkyl group of C_4 or less, respectively) phenyl group, C_5 to C_8 cycloalkyl group,
is a benzyl group or a vinyl group; n is 2 to 100; and the repetition of a units and b units includes both random and block), and an aliphatic polyhydric alcohol, an aromatic alcohol, a phenol, or an aromatic One or more organic compounds selected from group carboxylic acids are reacted with Ni, Ti, Zr, Hf in an atmosphere inert to the reaction.
, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Co, and other transition metals, actenide metals, and lanthanide metal powders and/or alloy powders consisting of these metals, or In the presence of at least one catalyst selected from persulfates, organic peroxides, and halides of Al, Fe, B, Ga, and In, 25
Modified borosiloxane compounds (1) to (6) above obtained by reacting at a temperature within the range of 0 to 450°C
A first stage step of applying at least one semi-inorganic polymer compound of the group consisting of In the second step of thermally decomposing the polymer compound, an inorganic reinforcing material whose surface is mainly coated with SiC is produced, and this surface-coated inorganic reinforcing material is coated with at least one matrix selected from metals, ceramics, and plastics. A method for manufacturing a reinforced composite material characterized by combining with.
JP53158158A 1978-07-28 1978-12-23 Manufacturing method for reinforced composite materials Expired JPS6014820B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53158158A JPS6014820B2 (en) 1978-12-23 1978-12-23 Manufacturing method for reinforced composite materials
GB7925601A GB2028682B (en) 1978-07-28 1979-07-23 Method for producing corrosion-heat-and oxidation-resistant materials
US06/060,563 US4267210A (en) 1978-07-28 1979-07-25 Method for producing corrosion-, heat- and oxidation-resistant materials
DE2930557A DE2930557C2 (en) 1978-07-28 1979-07-27 Process and coating compound for the production of a corrosion, heat and oxidation resistant material
GB7938612A GB2039787B (en) 1978-11-13 1979-11-07 Producing corrosion resistant articles
US06/092,405 US4267211A (en) 1978-11-13 1979-11-08 Process for producing corrosion-, heat- and oxidation-resistant shaped article
DE19792945650 DE2945650A1 (en) 1978-11-13 1979-11-12 METHOD FOR PRODUCING A CORROSION, HEAT AND OXIDATION RESISTANT MOLDED BODY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53158158A JPS6014820B2 (en) 1978-12-23 1978-12-23 Manufacturing method for reinforced composite materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5585644A JPS5585644A (en) 1980-06-27
JPS6014820B2 true JPS6014820B2 (en) 1985-04-16

Family

ID=15665527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53158158A Expired JPS6014820B2 (en) 1978-07-28 1978-12-23 Manufacturing method for reinforced composite materials

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6014820B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6079052U (en) * 1983-11-07 1985-06-01 イズミ工業株式会社 Fiber reinforced plastic piston bin
JPS60232184A (en) * 1984-05-01 1985-11-18 株式会社 小賀坂スキ−製作所 Ski
JPH0633187B2 (en) * 1986-06-17 1994-05-02 宇部興産株式会社 Inorganic fiber reinforced ceramic composite and method for producing the same
JPH02292574A (en) * 1990-03-31 1990-12-04 Izumi Ind Ltd Manufacture for fiber-reinforced plastic-made piston pin

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5585644A (en) 1980-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4267210A (en) Method for producing corrosion-, heat- and oxidation-resistant materials
US4248814A (en) Process for producing ceramic sintered bodies
US4267211A (en) Process for producing corrosion-, heat- and oxidation-resistant shaped article
JPS6028781B2 (en) Method for producing heat-resistant ceramic sintered bodies
US20070093587A1 (en) Silicon carbide precursors and uses thereof
US4336215A (en) Sintered ceramic body and process for production thereof
JPH07507989A (en) Silicon oxycarbonitride produced by thermal decomposition of polycyclosiloxanes in ammonia
CN109867793B (en) Preparation method of high-temperature-resistant polymer containing carborane and silane structures and application of high-temperature-resistant polymer in oxidation-resistant coating
US4147538A (en) Cobalt or cobalt alloy composite materials reinforced with continuous silicon carbide fibers and a method for producing the same
CN1986491A (en) High heat conductivity and high strength dense heterogeneous foamed SiC/Cu material and its preparing method
JPS6014820B2 (en) Manufacturing method for reinforced composite materials
EP0832047A1 (en) Silicon carboxide composite reinforced with ceramic fibers having a surface enriched in boron nitride
EP1226203A1 (en) Poly(silyleneethynylene phenyleneethynylene) and methods for preparing same
JPS6010098B2 (en) Method for manufacturing silicon carbide fiber reinforced aluminum composite material
US5308421A (en) Method for forming fiber-reinforced glass composite protective layers on insulating bodies
JPH07506082A (en) How to make black glass
JPH06256066A (en) Prepreg, method for producing prepreg, cured prepreg, prepreg fired body, method for producing prepreg fired body, densification method for prepreg fired body
JPS6311381B2 (en)
JPS5951516B2 (en) Manufacturing method for ceramic sintered bodies
JP2002255648A (en) Method for producing high-strength SiC fiber / SiC composite material
JPS6225737B2 (en)
JPS5940786B2 (en) Manufacturing method for ceramic sintered bodies
JPH07187787A (en) Production of composite material reinforced with carbon fiber
JPH05170577A (en) Oxidation resistant coating method of carbon fiber reinforced carbon composite material using coating method
JPS609982B2 (en) Manufacturing method for ceramic sintered bodies