3種類のポリシラザン--ペルヒドロポリシラザソ，ポリボロシラザソ，メチルヒドロポリシラザン--のセラミックス複合材用マトリックス原料としての評価

摘要

ビリジン錯体法で合成した3種のポリシラザン--perhydro-polysilazane（PHS），polyborosiazane添加perhydropolysilazane（PHS－B），methylhydropolysilazane（MHS）--について，これらをセラミックス複合材のマトリックス原料として使用する場合に重要な特性一夜化特性，熱分解特阻結晶化温鼠焼成による密度変化耐熱性－を評価した。いずれのポリシラザソも熱硬化性を持ち，400～500Kで硬化した．熱重量分析による焼成収率（窒素雰囲気1400Kでの値）は，液状の試料をそのまま測定した場合，PHS，PHS－Bで約80mass％，MHSで60mass％であった.蒸発や分解しやすい低分子量成分が固定された硬化体は，ポリシラザソをそのまま焼成した場合より10～20mass％高い正味の焼成収率を見せた．過剰ケイ素組成のPHS，PHS－Bは，それぞれ1500，1600Kで窒化による質量増（10～20mass％）を開始したが，過剰ケイ素を持たないMHSは，1723Kまで質量増を見せなかった．焼成体の結晶相は，いずれのポリシラザンも1400K以下で非晶質であったが，PHSで1473K，PHS－Bで1673K，MIiSで1723KからかSi3N4が生成した.焼成体の密度は，いずれのポリシラザソも1000Kで2.4Mg/m~3であったが，α－Si_3N_4結晶の発生とほぼ同じ温度で密度増加を開始した．低弾性の非晶質セラミックス繊維を強化材に使用することを想定し，非晶質マトリックスの使用上限温度を調べた．3種のポリシラザンの中で，最も高温まで非晶質状態を維持したMHS焼成体を，1523，1623，1723K－3鎚ksの加熱試験に付した.1623K-3.6ks焼成で非晶質であった焼成体も，同温度で364ks加熱を続けると密度上昇を見せ，すなわち焼成温度と同温度で使用できないことが確認された．1723K-3.6ks焼成体を，焼成温度より200K低い1523Kで耐熱試験した場合，360ks経過後も密度変化は生じなかった．また100K低い1623Kでも密度増加は小さかった.すなわち，360ks程度の使用を想定した場合，MHS由来の非晶質Sr-N-Cの使用上限温度ほ，1623Kであると判断された.