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Synthesis and properties of ceramic fibers from polycarbosilane/polymethylphenylsiloxane polymer blends

ポリカルボシラン/ポリメチルフェニルシロキサン含有ポリマーブレンドによるセラミックス繊維の合成と性質の調査

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

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

ポリカルボシラン(PCS)にポリシロキサンの1種であるポリメチルフェニルシロキサン(PMPhS)を混合したポリマーブレンドを用いて、炭化ケイ素(SiC)系繊維を作製した。PCSに対してPMPhSは30mass%まで相溶し、そのポリマーブレンドは513K以上で加熱すると透明な液状ポリマーと化した。また、PMPhSを混合すると軟化点も低下した。PCSへのPMPhSの15mass%混合が、平均直径14.4$$mu$$mの細径高分子繊維を得るために適した条件であり、1273Kで焼成した橋かけ高分子繊維のセラミック収率は85.5%であった。細径であるにもかかわらず、引張強度は1273K焼成後で0.78GPaを示すこのSiC系繊維を、さらに1673$$sim$$1773Kで焼成した場合、ナノ結晶粒からなる特有のミクロ構造を持つ多孔質なSiC系繊維が得られ、その表面積は70$$sim$$150m$$^{2}$$/gであった。

We synthesized ceramic fibers based on silicon carbide (SiC) from polymer blends of polycarbosilane (PCS) and polymethylphenylsiloxane (PMPhS). PMPhS was compatible with PCS up to 30 mass%. The polymer blend was formed a transparent melt at temperatures higher than 513 K and the softening point was also lowered by adding PMPhS. 15 mass% of PMPhS to PCS was the most suitable condition for obtaining thin fibers with an average diameter of 14.4 $$mu$$m and the ceramic yield of the cured fiber was 85.5% after pyrolysis at 1273 K. In spite of the small diameter, the resulting tensile strength at 1273 K was rather limited at 0.78 GPa. After high temperature pyrolysis at 1673$$sim$$1773 K, a porous nanocrystalline SiC fiber with a unique microstructure was obtained with surface area of 70$$sim$$150 m$$^{2}$$/g.

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パーセンタイル:68.31

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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