SiC/SiC複合材料の熱的・機械的特性に及ぼすカーボンナノファイバー添加の影響

Effect of dispersion with carbon nanofiber on thermal and mechanical properties of SiC/SiC composites

田口 富嗣; 長谷川 良雄*; 山本 博之; 社本 真一  

Taguchi, Tomitsugu; Hasegawa, Yoshio*; Yamamoto, Hiroyuki; Shamoto, Shinichi

SiC繊維強化SiC(SiC/SiC)複合材料は、高温強度特性に優れ、中性子照射後の誘導放射能が低いことから核融合炉用構造材料への応用が期待されている。しかしながら、熱伝導率が低いために、耐熱衝撃特性が悪いといった欠点があり、構造材料としての安全性に問題があった。そこで、われわれはSiC/SiC複合材料の高熱伝導化を行うことを目的とした。具体的には、高熱伝導率を有するカーボンナノファイバー(CNF)をSiC/SiC複合材料に添加し、化学蒸気浸透法により複合材料を作製した。これにより、SiC/SiC複合材料の熱伝導率が室温において、2倍以上に向上した。これは、CNFの添加により、複合材料内に存在する100m以上の大きな気孔の数量が減少したためと考えられる。一方、曲げ強度は、CNFを添加しない材料と比べ、わずかに減少した。

The effect of dispersion with carbon nanofiber (CNF) on porosity, thermal and mechanical properties of SiC/SiC composites were investigated. The SiC/SiC composites dispersed with CNF have lower porosity compared to those without CNF. On the other hand, the bending strength of SiC/SiC composites with CNF was slightly decreased compared to that without CNF. The thermal conductivity of SiC/SiC composites with CNF was twice as high as that without CNF. The reason is considered that the number of pore larger than 100 m existing among the SiC fiber bundles was decreased by dispersing CNF in SiC/SiC composites.