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

https://doi.org/10.1016/j.jascer.2015.08.003

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.

Synthesis of a minute SiC product from polyvinylsilane with radiation curing, 1; Radiation curing of polyvinylsilane

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

Journal of Materials Science, 39(18), p.5689 - 5694, 2004/09

https://doi.org/10.1023/B:JMSC.0000040077.94183.ac

液体のケイ素系ポリマーであるポリビニルシラン(PVS)について線照射効果を調べ、放射線架橋を利用してSiC微小成型体を作製するための最適な架橋条件を検討した。照射温度として室温と液体窒素温度(77K)を検討した。両者の場合において、真空中、線を3-4MGy以上照射することにより、室温で固体状であり、かつ成型された形状を維持したままPVSを架橋させることが可能であることを明らかにした。室温での照射の方がPVSの架橋効率が高いことを明らかにした。型枠に注入したPVSに真空中、室温で線を3.6MGy照射し、その後Ar中1273Kで焼成することにより、型枠と相似形であり、30-60mの大きさのSiC微小成型体を得ることができた。

Minute SiC products synthesized from polyvinylsilane with radiation curing

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

International Symposium in Honor of Professor K. Okamura: Collected Abstracts, 3 Pages, 2003/04

液体のケイ素系ポリマーであるポリビニルシラン(PVS)から放射線不融化を用いて微小なSiC成型体を合成した。PVSを、1辺または直径が50mで深さが10mである型枠に注入した。これに真空中室温で線を3.6MGy照射した後、Ar中1273Kで1時間焼成を行い、微小SiC成型体を合成した。得られたSiC成型体は型枠とほぼ相似形で、1辺または直径が約30mであった。

Radiation curing of polyvinylsilane as a precursor for SiC-based material

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

Key Engineering Materials, 247, p.129 - 132, 2003/00

ポリビニルシラン(PVS)は室温で液体のケイ素系ポリマーであり、微小・複雑形状のSiC成型体のプレカーサーとして応用が期待されている。SiC成型体の合成において、焼成中に形状を維持するためにポリマーを架橋させる必要がある。われわれはPVSの架橋に放射線照射を用いた。ところが、室温で電子線を照射すると、PVSが発泡してしまう問題があった。本報では、線照射によるPVSの架橋を試み、PVSの発泡を抑制するための条件を見出すため、照射温度の影響について調べた。そして、液体窒素温度(77K)でも室温でも線照射によって発泡のない状態でPVSが架橋されることを明らかにした。また、ゲル分率測定,TGAの結果から、室温での照射の方が77Kよりも効率的にPVSが架橋されることを明らかにした。

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。

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、1200C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。

超耐熱セラミック繊維の開発

瀬口 忠男

インテリジェント材料, 5(3), p.45 - 52, 1995/00

超耐熱性セラミック繊維である炭化ケイ素繊維を放射線照射利用で開発した。これは高分子のポリカルボシラン繊維を前駆体として合成されるが、高分子繊維の不融化処理を電子線照射で行うことにより、不純物としての酸素の濃度を0.5%以下に低減させて、得られる炭化ケイ素繊維の分解温度を2000C以上の高温側にシフトさせることができた。この結果、強度が約3GPaで、1700Cに耐える炭化ケイ素繊維が得られた。

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

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1995.tb08898.x

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。

Properties of the low oxygen content SiC fiber on high temperature heat treatment

武田 道夫*; 今井 光夫*; 市川 宏*; 石川 敏勝*; 瀬口 忠男; 岡村 清人*

Ceram. Eng. Sci. Proc., 12(7-8), p.1007 - 1018, 1991/00

放射線照射してポリカルボシラン繊維を不融化処理して、焼成したSiC繊維は酸素濃度が0.4%以下となり、高温での熱分解をきわめて少なくすることができた。1773~2273Kで熱処理した場合にも、繊維形状はもとより、柔軟性を保持していた。1773Kでの熱処理後の強度は2.5GPaでヤング率は250GPaであった。

Annual Report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry Japan Atomic Energy Research Institute, No.10; April 1, 1976 - March 31, 1977

大阪研究所*

JAERI-M 7355, 85 Pages, 1977/10

JAERI-M-7355.pdf:2.21MB

本報告は大阪研究所において昭和51年度に行なわれた研究活動について述べたものである。主な研究題目は、均一系および固体触媒存在下における一酸化炭素と水素の放射線化学反応、高線量率電子線照射によるビニル・モノマーの重合、繊維の難燃化等を目的とした放射線グラフト重合あるいは架橋反応によるキュアリング、フィルム線量計の較正方法の開発、および上記の研究と関連して重合反応、高分子分解、架橋ならびにグラフト重合に関する基礎研究などである。