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論文

Swelling of radiation-cured polymer precursor powder for silicon carbide by pyrolysis

武山 昭憲; 出崎 亮; 杉本 雅樹; 吉川 正人

Journal of Asian Ceramic Societies (Internet), 3(4), p.402 - 406, 2015/12

Ceramic yield, density, volume change and pore size distribution were measured for radiation- and thermally cured (poly carbo silan) PCS powder when they were pyrolyzed in the temperature ranges between 673 and 973 K. Higher ceramic yield was obtained for radiation-cured powder due to smaller amount of evolved gas. Temperature dependence of volume change and the total pore volume show the formation and disappearance of pores in the powders were determined by the volume shrinkage and evolution of decomposed gases. Volume shrinkage narrowed the pore size distribution for radiation-cured powder. For thermally cured powder, the narrowing of size distribution was disturbed by aggregated pores. Smaller amount of evolved gas from radiation-cured powder relative to thermally cured powder prevented the aggregation of pores and provided the narrow size distribution.

論文

Development of silicon carbide micro-tube from precursor polymer by radiation oxidation

杉本 雅樹; 出崎 亮; 田中 茂; 岡村 清人*

Key Engineering Materials, 247, p.133 - 136, 2003/00

SiC繊維の前駆体高分子であるポリカルボシラン繊維を電子線により表層のみ酸化架橋し、未架橋の内部を溶出した後セラミック化することでSiCチューブを合成可能である。ポリカルボシランの放射線酸化機構を元に繊維中空化のメカニズムについて考察した。

論文

Fine SiC fiber synthesized from organosilicon polymers; Relationship between spinning temperature and melt viscosity of precursor polymers

出崎 亮; 成澤 雅紀*; 岡村 清人*; 杉本 雅樹; 田中 茂; 森田 洋右; 瀬口 忠男; 伊藤 正義*

Journal of Materials Science, 36(23), p.5565 - 5569, 2001/12

 被引用回数:36 パーセンタイル:77.69(Materials Science, Multidisciplinary)

ポリカルボシラン(PCS)とポリビニルシラン(PVS)のポリマーブレンドから、繊維径が市販品の約1/2の非常に細い炭化ケイ素(SiC)繊維を合成した。この細いSiC繊維は、ポリマーブレンドの組成、及び紡糸温度を最適化することによって得られる。これらの条件を最適化するため、ポリマーブレンドの温度と溶融粘度の関係を調べた。その結果、最適な紡糸温度範囲は溶融粘度が5-10Pa・sとなる温度範囲であることを明らかにした。さらに、PVSをPCSにブレンドすることにより、PCSのみの場合よりも低い温度で溶融紡糸が可能になり、また、ポリマー系の紡糸性が改善されてより細いポリマー繊維を得ることができた。PVSの最適なブレンド量は15-20wt%であった。

論文

Development of SiC/SiC composites from Si-based polymer blend by radiation application

杉本 雅樹; 田中 茂; 伊藤 正義*; 岡村 清人*

High Temperature Ceramic Matrix Composites, p.357 - 361, 2001/10

放射線を用いたSiC繊維強化SiC複合材料の合成方法に関する研究を行った。SiC繊維へSiC微粉末を混合したケイ素系ブレンドポリマーを含浸し放射線で不融化して焼成する方法により、1回の含浸-焼成の工程でセラミック複合材の合成が可能となった。また、低粘性のケイ素高分子を再充填しセラミック化を2回繰り返すのみで、さらに高密度化が達成され200MPaの曲げ強度を有するセラミック複合材を合成できた。

論文

Fine silicon carbide fibers synthesized from polycarbosilane-polyvinylsilane polymer blend using electron beam curing

出崎 亮*; 成澤 雅紀*; 岡村 清人*; 杉本 雅樹; 森田 洋右; 瀬口 忠男; 伊藤 正義*

Journal of Materials Science, 36(2), p.357 - 362, 2001/01

 被引用回数:15 パーセンタイル:54.95(Materials Science, Multidisciplinary)

ポリカルボシランとポリビニルシランをブレンドしたポリマーから真空中での電子線不融化を用いて炭化ケイ素(SiC)繊維を合成した。得られたSiC繊維は、平均繊維径が8.5$$mu$$mと非常に細く、また、アルゴンガス中1673Kで熱処理後に3.2GPaの高い引張り強度を示した。しかしながら、このSiC繊維は、1773K以上の温度で熱処理すると、繊維中に取り込まれた酸素に起因する、繊維表面での$$beta$$-SiCの粒成長が起こり、引張り強度が低下した。

論文

Fine silicon carbide fiber synthesized from a silicon-based polymer blend using radiation curing

出崎 亮; 杉本 雅樹; 田中 茂; 森田 洋右; 成澤 雅紀*; 岡村 清人*; 伊藤 正義*

High Temperature Ceramic Matrix Composites, p.35 - 40, 2001/00

セラミック複合材料の代表的な強化繊維であるSiC繊維は、ポリカルボシラン(PCS)を出発物質として、溶融紡糸,不融化,焼成の過程を経て合成される。その繊維径は10-15$$mu$$mである。強化繊維は、通常2次元,3次元の織物に製織されるが、10 $$mu$$m以上の繊維径、高弾性率を有するSiC繊維では、3次元的な複雑形状の織物を作製することが困難である。より複雑な形状の織物を作製するためには、より細く、しなやかなSiC繊維を開発する必要がある。そこで本研究では、出発物質の紡糸性を改善するため、PCSにポリビニルシラン(PVS)を紡糸助剤としてブレンドした。PVSをブレンドすることにより、PCSのみの場合(約600K)よりも低い、約490Kでの溶融紡糸が可能になり、さらに出発物質の紡糸性を改善することができることを明らかにした。PVSのブレンド量は20wt%が最適で、この時最も細い、平均8$$mu$$mのポリマー繊維が得られた。その後、電子線不融化,焼成の処理を行い、このPCS-PVSポリマーブレンド繊維から平均繊維径6$$mu$$mのSiC繊維が得ることができた。

論文

Ceramic fibers from polymer precursors

成沢 雅紀*; 下尾 聰夫*; 岡村 清人*; 杉本 雅樹; 瀬口 忠男

Fine Ceramic Fibers, p.207 - 229, 1999/00

高耐熱性複合材の強化繊維として最も期待されているセラミックファイバーは、前駆体ポリマーの溶融紡糸、不融化、焼成の工程で製造される。この不融化工程に放射線照射を応用することで、低酸素かつ高耐熱性のSiC繊維が合成可能であることが明らかになっている。本稿では、前駆体ポリマーからセラミックの繊維の合成過程の反応機構について解説し、放射線不融化を用いた際の反応機構及び得られるSiC繊維の特性について述べた。

論文

Use of blended precursors of poly(vinylsilane) in polycarbosilane for silicon carbide fiber synthesis with radiation curing

成澤 雅紀*; 出崎 亮*; 北野 修平*; 岡村 清人*; 杉本 雅樹; 瀬口 忠男; 伊藤 正義*

Journal of the American Ceramic Society, 82(4), p.1045 - 1051, 1999/00

 被引用回数:21 パーセンタイル:76.84(Materials Science, Ceramics)

炭化ケイ素繊維は、セラミック複合材等への応用が期待されており、さらなる高強度化及びハンドリング性の向上が求められている。本論文では、ポリビニルシランをポリカルボシランに混合したポリマーを用いてより細く高強度な高耐熱炭化ケイ素繊維の合成を試み、その放射線不融化の条件及びその際の反応について検討するとともに、得られた炭化ケイ素繊維の強度及び耐熱性について考察した。

論文

Development of SiC fiber-reinforced SiC composites by radiation-cured preceramic polymer

杉本 雅樹; 森田 洋右; 瀬口 忠男; 岡村 清人*

Key Engineering Materials, 164-165, p.11 - 14, 1999/00

放射線を製造工程に応用することで、新規なセラミック複合材料の合成法を開発した。PCSと$$beta$$SiC微粉末を溶媒でスラリー状とし、SiC織布に含浸して成形体を作成した。これを電子線で不融化した後、1200$$^{circ}$$Cまで焼成してSiC/SiC複合材料が合成できた。本発表では、その製造方法及びその特徴について述べ、得られた複合材の特徴について検討する。

論文

SiC-based fibers synthesized from hybrid polymer of polycarbosilane and polyvinylsilane

出崎 亮*; 成澤 雅紀*; 岡村 清人*; 杉本 雅樹; 森田 洋右; 瀬口 忠男; 伊藤 正義*

Key Engineering Materials, 164-165, p.39 - 42, 1999/00

ポリカルボシランとポリビニルシランをブレンドしたハイブリッドポリマー繊維に真空中電子線を照射して不融化処理を行い、焼成してSiC系繊維を合成した。そのセラミックス化の過程を、ガス分析、ラジカル測定、FT-IR測定、TG-DTA測定などから調べた。

論文

High performance ceramic fiber synthesis from organic fiber by radiation application

杉本 雅樹; 瀬口 忠男; 岡村 清人*

Proc. of RadTech Asia'97, p.410 - 413, 1997/00

有機高分子からセラミックSiC繊維への製造工程の不融化処理を放射線照射で行うことにより、繊維中の酸素量を制御でき、高耐熱性の繊維が合成できることを述べる。またその繊維の不融化及び焼成反応過程を、分解ガス、ラジカル、力学特性より解析し反応機構と繊維の特性について考察する。

論文

Sinber- a silicon nitride fiber with excellent thermal resistance, tensile strength and electrical resistivity

神村 誠二*; 渡辺 清*; 笠井 昇; 瀬口 忠男

Hitachi Cable Rev., 0(15), p.79 - 82, 1996/08

シリコンナイトライド(Si$$_{3}$$N$$_{4}$$)繊維を放射線照射利用により開発した。ポリカルボシラン繊維を原料とし、電子線照射で不融化処理した後、アンモニアガス中で焼成し合成した。これは2GPaの強度、10$$^{13}$$$$Omega$$-kmの高電気絶縁性、1300$$^{circ}$$Cまでの耐熱性を有するものである。用途として、家電、原子力、製鉄などの高温環境用電線絶縁材料に適している。シンバー(Sinber)という商品名を登録した。

論文

Synthesis of silicon carbide fibers from blended precursor of organosilicon polymers with radiation curing

成沢 正木*; 北野 修平*; 岡村 清人*; 杉本 雅樹; 瀬口 忠男; 伊藤 正義*

Progress in Advanced Materials and Mechanics (Proc. of ICAM-96), 0, p.121 - 125, 1996/00

10~20%ポリビニルシランを混合したポリカルボシランを紡糸して、放射線照射で不融化処理し、炭化ケイ素繊維を合成した。ポリビニルシランを混合することにより、細径の繊維を合成できた。

論文

Radiation application for silicon carbide fiber synthesis from polycarbosilane fiber with controlled oxygen content

瀬口 忠男; 杉本 雅樹; 岡村 清人*

Progress in Advanced Materials and Mechanics (Proc. of ICAM-96), 0, p.221 - 225, 1996/00

放射線照射を利用して、ポリカルボシラン繊維から炭化ケイ素を合成したが、放射線照射の方法を変ることにより、酸素濃度を大きく変化させ、濃度と繊維内の分布を制御することができた。この制御により、耐熱性や強度が変化した。

論文

Oxygen-free ceramic fibers from organosilicon precursors and E-beam curing

市川 宏*; 岡村 清人*; 瀬口 忠男

High-Temperature Ceramic-Matrix Composites II (HT-CMC2), 0, p.65 - 74, 1995/00

ポリカルボシラン(PCS)繊維を電子線照射で不融化して、C/Siの比の異なるSiC繊維を合成した。この繊維は2073Kの耐熱性と420GPaの弾性率を示した。また、空気雰囲気での耐熱性(耐酸化性)では1673Kに十分耐えることがわかった。

論文

Reaction mechanisms of silicon carbide fiber synthesis by heat treatment of polycarbosilane fibers cured by radiation, II; Free radical reaction

杉本 雅樹; 下尾 聰尾*; 岡村 清人*; 瀬口 忠男

Journal of the American Ceramic Society, 78(7), p.1849 - 1852, 1995/00

 被引用回数:36 パーセンタイル:84.65(Materials Science, Ceramics)

有機ケイ素高分子を前駆体として得られるSiC系繊維は高強度及び耐熱性を有し、セラミックス基複合材料などの強化繊維として期待されている。放射線不融化ポリカルボシランからSiC繊維への無機化過程で生成するラジカルの挙動をESRを用いて解析し、その反応機構を解明した。この研究において、無機化過程では多量のラジカルが生成し、その一部が焼成後得られるSiC繊維中に残存することが明らかになった。

論文

Reaction mechanisms of silicon carbide fiber synthesis by heat treatment of polycarbosilane fibers cured by radiation, I; Evolved gas analysis

杉本 雅樹; 下尾 聰尾*; 岡村 清人*; 瀬口 忠男

Journal of the American Ceramic Society, 78(4), p.1013 - 1017, 1995/00

 被引用回数:69 パーセンタイル:93.88(Materials Science, Ceramics)

有機ケイ素高分子を前駆体として得られるSiC系繊維は高強度及び耐熱性があり、セラミックス基複合材料の強化繊維として期待されている。ポリカルボシランを放射線により不融化し、その無機化過程をガス分析で解析してSiC繊維の合成反応機構を解明した。この研究により、無機化は2段階の反応で進行し、繊維中の酸素濃度により反応の最適条件が異なることを明らかにした。

論文

Heat resistant SiC-fiber synthesis and reaction mechanisms from radiation-cured polycarbosilane fiber

瀬口 忠男; 杉本 雅樹*; 岡村 清人*

High Temperature Ceramic Matrix Composites; 6th European Conf. on Composite Materials: HT-CMC, p.51 - 57, 1993/00

ケイ素系有機物の繊維を電子線照射して不融化処理することにより、1700$$^{circ}$$Cに耐えるSiC繊維を合成することができた。また、有機物からセラミック繊維への反応課程をガス分析とラジカルの生成挙動で解析し、反応の起る温度域と反応の構造を解明した。この研究により、セラミック反応の最適条件を把握できた。

論文

Synthesis of heat-resistant SiC fiber by radiation processing

瀬口 忠男; 笠井 昇; 岡村 清人*

Proc. of the 4th Int. Symp. on Advanced Nuclear Energy Research (JAERI-CONF 1/JAERI-M 92-207), p.62 - 65, 1992/12

電子線照射技術を利用して、有機高分子繊維から耐熱性の炭化ケイ素繊維を合成した。ヘリウムガス雰囲気で照射する方法でポリカルボシラン繊維を架橋させ、酸素を含まない炭化ケイ素繊維を合成する技術を開発した。この繊維の耐熱性は1700$$^{circ}$$Cであり、強度は最大3GPaを有するものであった。

論文

Thermal stability of the low oxygen silicon carbide fibers derived from polycarbosilane

武田 道夫*; 今井 義一*; 市川 宏*; 石川 敏功*; 笠井 昇; 瀬口 忠男; 岡村 清人*

Ceramic Engineering and Science Proceedings,Part 1, p.209 - 217, 1992/00

電子線照射で不融化処理してポリカルボシランから合成した炭化ケイ素繊維の熱特性を調べた。酸素濃度を減少されることにより、耐熱性が向上し、1500$$^{circ}$$Cで1h処理した後の強度は2.8GPa、ヤング率は270GPaであった。また、空気中で加熱下の強度は1200$$^{circ}$$Cで2GPa、1500$$^{circ}$$Cで1.4GPaを保持し、他のセラミック繊維では得られない耐熱性であることがわかった。

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