High-temperature pyrolysis of ceramic fibers derived from polycarbosilane-polymethylhydrosiloxane polymer blends with porous structures

PCS-PMHSポリマーブレンドから得られた多孔質セラミックスファイバーの高温焼成

北 憲一郎; 成澤 雅紀*; 中平 敦*; 間渕 博*; 伊藤 正義*; 杉本 雅樹; 吉川 正人

Kita, Kenichiro; Narisawa, Masaki*; Nakahira, Atsushi*; Mabuchi, Hiroshi*; Ito, Masayoshi*; Sugimoto, Masaki; Yoshikawa, Masahito

ポリカルボシラン(PCS)と高分子量のポリヒドロメチルシロキサン(PMHS-h)からポリマーブレンドを作製し、粘度測定,質量変化率,発生ガス量等を測定した。その中で、260Cにおいて粘度が極小値を示す、PMHS-hを15mass%混合させたポリマーブレンドを選び、これを紡糸して熱酸化不融化後に1273Kで焼成した。得られたファイバーのSEM観察を行ったところ、ファイバー断面に均一に複数の孔が存在していた。引張強度は約2.14GPaを示した。このファイバーを1773Kでさらに焼成したところ、通常のSiCファイバー表面に形成されるはずの-SiC結晶塊が観察されず、引張強度は0.56GPaと非常に高い値を示した。1273Kの焼成後に1773Kで再焼成する新手法をPMHS-hとPCSのポリマーブレンドに適用することにより、高強度・高耐熱性の複数孔を有するSiC系セラミックスファイバーが作製可能であることがわかった。

The polymer blends of polycarbosilane (PCS) and polymethylohydrosiloxane with high molecular weight (PMHS-h) were prepared by freeze-drying process. Melt viscosity, themogravimetric analysis, and gas evolution from the polymer blends were analyzed. The polymer blend of HSah15 (15 mass% PMHS-h to PCS) was melt-spun to fiber form, curing by thermal oxidation and pyrolyzed at various temperatures up to 1773 K. The fibers were investigated by tensile tests, FE-SEM observation, and XRD (X-ray diffraction) analysis. After pyrolysis at 1273 K, there were amounts of pores in the cross sections of the fiber derived from HSah15, and after pyrolysis at 1773 K, no remarkable -SiC crystal were formed on the outside surface of the fiber derived from HSah15.