JPH02164743A - マイカマトリツクスまたは中間層を含む繊維強化複合品およびその製造方法 - Google Patents

マイカマトリツクスまたは中間層を含む繊維強化複合品およびその製造方法

Info

Publication number
JPH02164743A
JPH02164743A JP1276973A JP27697389A JPH02164743A JP H02164743 A JPH02164743 A JP H02164743A JP 1276973 A JP1276973 A JP 1276973A JP 27697389 A JP27697389 A JP 27697389A JP H02164743 A JPH02164743 A JP H02164743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
ceramic
fiber
crystals
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1276973A
Other languages
English (en)
Inventor
George H Beall
ジョージ　ハルシー　ビオール
Kenneth Chyung
ケネス　チャング
Steven B Dawes
スティーヴン　ブルース　ドウズ
Kishor P Gadkaree
キッショー　パラショッタム　ガッカリー
Syed N Hoda
サイド　ニューラル　ホーダ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Corning Glass Works
Original Assignee
Corning Inc
Corning Glass Works
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc, Corning Glass Works filed Critical Corning Inc
Publication of JPH02164743A publication Critical patent/JPH02164743A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/002—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of fibres, filaments, yarns, felts or woven material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/19—Alkali metal aluminosilicates, e.g. spodumene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/553—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on fluorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/624—Sol-gel processing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/6263—Wet mixtures characterised by their solids loadings, i.e. the percentage of solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62844—Coating fibres
    • C04B35/62847—Coating fibres with oxide ceramics
    • C04B35/62849—Silica or silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62886—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents by wet chemical techniques
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63416—Polyvinylalcohols [PVA]; Polyvinylacetates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63424—Polyacrylates; Polymethacrylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/4584—Coating or impregnating of particulate or fibrous ceramic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/02—Fibres; Filaments; Yarns; Felts; Woven material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/02—Fibres; Filaments; Yarns; Felts; Woven material
    • C03C2214/03—Fibres; Filaments; Yarns; Felts; Woven material surface treated, e.g. coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/20—Glass-ceramics matrix
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/441—Alkoxides, e.g. methoxide, tert-butoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
    • C04B2235/445—Fluoride containing anions, e.g. fluosilicate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5224—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5228—Silica and alumina, including aluminosilicates, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5244—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5248—Carbon, e.g. graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/902—High modulus filament or fiber

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複合品に関し、さらに詳細には望ましい強靭な
破壊挙動を示す、無機繊維で強化されたマイカ含有セラ
ミックマトリックス材料品に関する。
（従来技術） ガラスセラミックマトリックスを含む繊維強化セラミッ
クマトリックス複合品は公知である。例えば、米国特許
第４，６１５，９８７号、第４，５８９．９００号およ
び第４，７５５．７９８号の各々は、マトリックスがア
ルカリ土類アルミノ珪酸塩ガラスセラミック組成から成
る、炭化珪素繊維および／またはホイスカー強化ガラス
セラミック複合物を開示している。
上記の特許および他の先行特許あるいは文献に記載され
ているような繊維強化セラミックマトリックス複合物の
ための見込まれる用途には、熱エンジンのような高温環
境中の構造要素としての使用などがある。これらおよび
他の用途にとって、使用される材料は、高温下と同様に
周囲温度下でも良好な強度と靭性を示さなければならな
い。
特に微小亀裂応力点を越える応力下での酸化環境中にお
ける８００℃−１０００℃の範囲の温度への暴露後の炭
化珪素強化セラミックマトリックス複合物において認識
される重要な問題は高温脆化である。これらの材料は所
望する作動範囲の温度への暴露後に大きい靭性と強度を
示さず、脆くなり、元の材料に典型的なゆっくりとした
破損ではなくて突発的破壊を起こしやすくなる。脆化の
正確な機構は完全には説明されていないが、繊維−マト
リックス界面の酸化劣化が原因であると考えられる。例
えば、Ｒ，Ｌ、Ｓｔｅｗａｒｔ等、　“Ｆｒａｃｔｕｒ
ｅ　ｏｒＳｔＣＦｉｂｅｒ／Ｇｌａｓｓ−Ｃｅｒａｎ＋
ｉｃ　　Ｃｏｎｐｏｓｉｔｅｓ　　ａｓ　　ａ　　Ｆｕ
ｎｃｔｆｏｎ　　ｏｌ’　　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　
　　　、　　Ｆｒａｃｔｕｒｅ　　Ｍｅｃｈａ口ｉｃｓ
　　ｏｒＣｅｒａｍｉｃｓ、　Ｒ，Ｃ，Ｂｒａｄｔ等編
集、７巻、　３１−５１ページ、　１９８６年を参照の
こと。
複合物材料またはその中に取り込まれた繊維の挙動を改
良するため、その繊維にコーティングを施すことが知ら
れている。例えば、米国特許第４゜８４２．２７１号に
開示されているように、ＳｉＯ２゜Ｚｒ　Ｏｆ　、ムラ
イトおよびきん青石などのセラミックマトリックス材料
中に取り込むべき炭化珪素繊維または他の繊維に窒化ホ
ウ素コーティングが施されている。前記特許における繊
維コーティングの目的は、高温下において、複合物の室
温強度および靭性を確保することである。
他のコーティング系およびコーティングマトリックスの
組合せもまた公知である。例えば、米国特許第４．３９
７．９０１号は、腐蝕性条件に耐性のある複合品を与え
るために、通常、炭素繊維から成る織繊維または非織繊
維の支持体に熱分解カーボン、拡散珪素および炭化珪素
の連続コーティングを設けた複合品およびその製造方法
を記載している。
米国特許第４．４０５．６６５号は、内側コーティング
が炭素と選択された金属炭化物の混合物から成り、外側
コーティングが金属炭化物のみから成る、炭素繊維のた
めの同様なコーティング系を記載している。この２重コ
ーティング系は、セラミックまたは特に金属マトリック
ス材料中に埋め込まれる繊維に改良された繊維保護性を
付与することを意図している。
米国特許第４．８０５．５６６号は、アルミノホウ珪酸
塩繊維などのセラミック繊維上に窒化ホウ素表面コーテ
ィングを施す方法を開示している。この窒化ホウ素表面
コーティングは、ガラスまたはセラミックマトリックス
に対する繊維の反応結合を減じるのに有効であり、それ
によってこの複合物系における必要な強化機構を確保す
ることができると報告されている。米国特許第３，６６
９．３３５号は、従来の製品より高い延性を示す製品を
与えるため、ガラスマトリックス材料に取り込むことが
できる金属コーテッド繊維および金属−ガラスコーテッ
ド繊維を記載している。
繊維に与えるマトリックスの有害な影響を緩和するため
に、複合物中に使用されるセラミックマトリックス材料
の挙動を改良するための試みがなされてきた。例えば、
米国特許第４．４６５．１７９号は、繊維−マトリック
ス間の相互作用を低減するために、炭化珪素繊維を含む
セミツクマトリックス複合物にタンタルまたはニオブ添
加物を導入することを示唆している。
高温暴露中または高温暴露後に脆化したセラミックマト
リックス複合物の物性試験において、材料の破壊特性の
変化を伴う破壊靭性の減少が通常見られる。このように
して、主要な破壊モードは、マトリックスからの繊維プ
ルアウト（ｐｕｌｌｏｕｔ）に特徴づけられるものから
木目状破壊（νｏｏｄｙ　ｔｒａｃｔｕｒｅ）または究
極的に脆性破壊が起るものに変化する。木目状破壊表面
には応力軸に平行な亀裂成長が現われ、局部剪断破損を
示すが、繊維プルアウトは示さない。脆性破壊表面には
、複合物が組成変形を示さないので、単に平面的な破壊
表面が現われる。
これらの複合物における脆性破壊挙動の兆候は、破壊靭
性の重大な減少と共に起こる。この減少した靭性の１つ
の指標は、その時見られる歪度または試料伸び率の降下
（いわゆる材料の微小亀裂降伏点）である。これについ
ては後に詳述する破壊靭性に影響を与えると考えられる
要因には、マトリックス中および繊維−マトリックス界
面で起る亀裂撓みはもとより、マトリックスからの繊維
プルアウトに対する摩擦抵抗の度合を含む、繊維剥離お
よび繊維プルアウト挙動がある。高温において繊維剥離
またはプルアウトを確実なものとするマトリックスおよ
び／または繊維強化材への改良が、良好な高温靭性を示
す複合物を開発するのに大きく役立つ。このことが、よ
り高温での炭化珪素繊維の望ましいプルアウト挙動を確
保することを意図したコーティングを開発する動機の一
部である。
（発明の目的） 従って本発明の目的は、酸化雰囲気中の高温において、
改良された繊維プルアウト挙動および／または改良され
た靭性保持を示す繊維強化セラミックマトリックス複合
物を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、高温における繊維のプルア
ウト特性を改良するためのセラミックマトリックス複合
物における強化用無機繊維を処理する方法を提供するこ
とである。
（発明の構成） 本発明は、板状珪酸塩結晶を含む繊維／マトリックス界
面をセラミックマトリックス複合物中に介在させること
によって、酸化条件下での安定性の高温における改良さ
れた繊維プルアウト挙動との組合せを得ることができる
という発見に基づくものである。この望ましい挙動は、
複合物が高温に暴露された後であっても、マトリックス
からの繊維の分離およびプルアウトを可能にする板状珪
酸塩結晶中の襞開面の存在に帰因する。
複合物中に導入される界面は、個々の繊維をとり囲む薄
いコーティングの形態で設けることができ、あるいは繊
維のまわりの界面ゾーンを含むマトリックス全体が板状
珪酸塩セラミック材料から構成されてもよい。本発明の
界面に有用な板状珪酸塩結晶の好ましい例はマイカ結晶
、特に珪酸塩ガラスまたは他の適当な組成の酸化物混合
物を現場で結晶化して作った合成フルオルマイカ結晶で
ある。
マイカ結晶は、マイカ結晶を含むセラミック体における
分岐（ｂｒａｎｃｈｉｎｇ）および亀裂撓み、そして剥
離を起すことが知られている。たとえマイカ結晶が繊維
／マトリックス界面と完全に平行に整合していなくても
、マイカ含有層の剪断剥離を許すべくセラミックマトリ
ックス複合物にとって有利となるように前記挙動が利用
できることがわかった。さらに、これらの板状珪酸塩材
料には固有の耐酸性があるため、前記材料を用いた界面
は高温酸化条件下の破壊に対して耐性を有する。
本発明による繊維／マトリックス界面ゾーンの特筆すべ
き利点は、使用される板状珪酸塩結晶において、結晶を
剥離するのに必要な襞間エネルギーを、いくつかのカリ
ウム金雲母に見られるように大変低い値から、ある種の
バリウム含有マイカのように大変高い値まで変化させる
ことができることである。このことは、剪断強さまたは
結合強さを制御する機会を与え、それによって界面の剪
断強さまたは結合強さを制御し、従って繊維プルアウト
挙動を制御することができるようになる。
本発明は、結晶質セラミック、ガラスセラミックおよび
ガラスから成る群より選択されるセラミック材料から実
質的に成るマトリックス相と、そのマトリックス相内に
配された多数のアモルファスまたは結晶質無機繊維から
実質的に成る繊維強化相とを含むセラミックマトリック
ス複合品を包含する。さらなる特徴として、この複合品
は無機繊維の表面に極めて近接して配された板状珪酸塩
結晶の層を含み、この層が無機繊維とマトリックス相の
間の板状珪酸塩界面を構成している。複合品のマトリッ
クスの組成は随意に板状珪酸塩界面と同じでもよく、す
なわち、このマトリックス自体が、この複合品にとって
必須の特徴である板状珪酸塩界面を与えてもよい。
本発明はまた、無機アモルファスまたは結晶質強化用繊
維をガラス、ガラスセラミックまたはセラミックマトリ
ックス材料に組み合せて複合体を作る前に、板状珪酸塩
材料の結晶またはその結晶の酸化物先駆体から実質的に
成る少くとも１つのコーティングを前記繊維に施すこと
を含む繊維強化複合体の製造方法を包含する。前記酸化
物先駆体は、適切な加熱処理によって所望する板状珪酸
塩結晶を含む層に転換できる酸化物混合物、酸化物ゲル
またはガラスから構成することができる。
本発明に、使用される繊維強化材またはマトリックス材
料は特定のものに制限されない。従って、本発明に使用
するのに特に好ましい繊維は炭化珪素繊維であるが、い
かなる公知の強化用無機繊維を使用してもよい。
適切なセラミックマトリックス材料にいかなる選択され
た繊維強化材を入れた場合でも、本発明の板状珪酸塩界
面は、使用された特定の繊維またはマトリックスの組成
にかかわりなく、その繊維の繊維プルアウト挙動を向上
させる耐酸化性層を与える。
従来技術において、炭化珪素強化セラミックマトリック
ス複合物の破壊靭性は一部、接合物製造中に炭化物繊維
とマトリックスの間に生じる比較的弱い炭素質界面によ
り得られることが理論づけられている。性質上グラファ
イト的であると考えられているこの界面は、複合物材料
の機械的破損の最中に繊維プルアウトを許す。これによ
り、強靭な破壊挙動およびゆっくりとした破損特性が複
合物に付与される。これは、モノリシックガラスおよび
セラミック材料の示す突発的な脆性破損とは対照的であ
る。
本発明の板状珪酸塩（繊維／マトリックス）界面は、板
状珪酸塩結晶によって形成された弱い酸化物界面を介在
させることによって、従来の複合物に存在するグラファ
イトベースの界面を代替するかまたは補うことを意図し
ている。この結晶は、従来の複合物の炭素ベースの界面
より酸化に対してより安定である。
これらマイカ材料の襞間挙動による利点は、マイカ結晶
質材料またはガラスあるいはガラスに熱結晶である酸化
物ゲルで強化用繊維をコーティングするか、あるいは単
にマイカガラスセラミックなどの板状珪酸塩組成をマト
リックス材料として使用することによって得られる。マ
イカガラスセラミックの剪断破損は、従来のセラミック
マトリックス複合物の製造に用いられるある種のより耐
火性の高いガラスおよびセラミック材料より小さい応力
で起る傾向があるが、選択された用途において、繊維強
化マイカ複合物の向上された靭性はこの不都合を償って
余りあるものである。
本発明における界面（またはマトリックス）材料の特に
好ましい例は、合成フルオルマイカ（ｓｙｎｔｈｅｔｌ
ｃ　ｔｌｕｏｒｎｉｃａ）ガラスセラミック材料から成
る。公知のこれら材料は、通常、フッ素含有ガラス先駆
体の結晶化によって生じた均一に分配された２次元マイ
カ結晶を含む。前記２次元マイカ結晶は小さい襞間エネ
ルギーを有するが、結晶の方向を横切る方向に関して極
めて強い。
米国特許第３．６８９．２９３号は、フルオルマイカ結
晶の１つのタイプとその結晶が内に生じる新規なガラス
セラミック材料を開示している。この特許に述べられて
いるように、フルオルマイカの結晶構造は広範に研究さ
れており、その−膜化された構造式ハＸｏ、ｓ−＋　Ｙ
２−３　Ｚａ　Ｏ誹Ｆｚ　テ表ワサレる。ここで、Ｘは
比較的大きなカチオン、つまり半径１．０〜１．８　Ａ
のカチオンを表わし、Ｙはもう少し小さいカチオン、つ
まり半径０．６〜０．９　Ａのカチオンを表わし、Ｚは
小さいカチオン、つまり半径０，３〜０．５Ａのカチオ
ンを表わす。Ｚで表わされるカチオンは４つの酸素と配
位供給する。Ｘカチオンは十二面体配位をしており、Ｙ
カチオンは八面体配位をしている。
マイカ構造の基本単位は、各ＺＯ４四面体がその４つの
酸素のうちの３つを平面内の他のＺＯ４四面体と共有す
ることによって形成された六角板状ｚ２０５である。全
てのマイカと同様にフルオルマイカにおいても、２つの
板状ｚ２０．がＹカチオンによって結合されている。各
板状Ｚ２０゜においては頂点の酸素と関連している量大
フッ素イオンとが互いの方向に向き合っている。Ｙカチ
オンは、２つの酸素と各板状Ｚ２０．からの１つのフッ
素とに八面体配位結合している。得られたマイカは、２
つの四面体板（Ｔ）と１つの八面体板（０）から成るの
で、このマイカ層は２−１またはＴ−０−Ｔ層と呼ばれ
ている。フッ素イオンと四面体板の関連している頂点の
酸素は八面体板のアニオンをオフセット（ｏｆ’ｆｓｅ
ｔ）　Ｉ、ている。マイカ層自体は、いわゆる中間層部
位内の比較的大きいＸカチオンによって互いに結合され
ている。これらのＸカチオンは通常カリウムであるが、
Ｎａ＋、Ｒｂ”　Ｃｓ”、Ｃａ÷２　　Ｓｒ＋２および
Ｂ、＋２などの大きなアルカリ金属カチオンおよびアル
カリ土類金属カチオンであることもある。
この特許が示すように、少量の残余ガラス中に分散され
たフルオルマイカ結晶から実質的に成るガラスセラミッ
ク品が特に限定された組成範囲に亘る比較的安定なオパ
ールガラスから製造できる。
この組成範囲は、酸化物基準の重量％で表わして、約２
５−６０％のＳｌ　０ｚ　、　１５−３５％のＲ２Ｏ３
（ここでＲ２Ｏ３は３−１５％のＢ２Ｏ３と５−２５％
のＡｌ２Ｏ３から成る）　、　２−２０％のＲ２０（こ
こでＲ２０は０−１５％のＮａ　２０．０−１５％のＫ
２Ｏ，０．０−１５％のＲｂ２Ｏおよび０−２０％のＣ
ｓ２Ｏから成る）。
４−２５％のＭｇ　０．０−７％のＬｉ　２０　（Ｍｇ
　Ｏ＋Ｌ１２０の合計は６−２５％）、および４−２０
％のＦから実質的に構成される。
この組成のガラスから結晶化するマイカにおいて、ｘ、
ｙおよびＺカチオンの部位は、通常、以下のように満た
される：Ｘ部位・・・Ｋ、Ｎａ、Ｒｂ。
Ｃｓ；Ｙ部位・Ｍｇ　、Ａ１．Ｌｌ　　、Ｚ部位−Ａ　
１゜Ｂ、Ｓｌ、Ｘ線回折分析によって認められるマイカ
の基本構造はフルオロ金雲母固溶体に相当する。
記載された組成範囲内のフルオロ金雲母固溶体は少くと
も３つのフルオロ金雲母型を含む。それは、通常フルオ
ロ金雲母（ＫＭｇ　３　ＡＪ　Ｓ　１３０Ｂ　Ｆ２）お
よびホウ素フルオロ金雲母（ＫＭｇ３ＢＳｉ　３０ｗ　
Ｆｚ　）およびサブポタシック（ｓｕｂｐｏｔａｓｓｉ
ｃ）金雲母（正確な組成はわかっていないがＫ。
！　Ｍｇ　ｚ　ＡＪ！ｏ、５ｉＢｓ１３０１１１　Ｆ２
に近い化学式を含むものと思われる）である。さらに、
これらの余震母種と例えばボリリシオナイト（ｐｏｌｙ
ｌｉｔｈｌｏｎｌｔｅ　：　ＫＬｌ　２　Ａｆ’　Ｓｉ
　４０．２　Ｆ２　）などのりシアフルオルマイカ（ｌ
ｉｔｈｌａ　ｒｌｕｏｒｍｉｃａ）との間にかなりの固
溶体が存在すると考えれる。
この特許に述べられているように、基本ガラス組成に、
ｐ２０５．ＺｒＯ２，Ｂａｄ、ＳｒＯ。
Ｃａｂ、　　Ｆｅｄ、　　ＺｎＯ，Ｃｄ　　Ｏ，ＧｅＯ
２，５ｎ０２およびＰｂＯなどの他の酸化物を合計約１
０重量％まで加えてもよい。ガラスおよびマイカガラス
セラミックの両方において望ましい特性を得るための好
ましい組成範囲は、重量％で表わして、３５−４８％ノ
ＳＩ　ｏ２．５−１５％”Ｂｚ　０３　、１４−２２％
（７）ＡＩ！ｚ　０３　、１５−２５　％＋７）Ｍｇ　
０．３−８　％（７）Ｋ２Ｏおよび５−１０％のＦがら
実質的に成る。
本発明によるマトリックスまたは繊維／マトリックス界
面として有用なもう１つの望ましいマイカ材料はテトラ
シリシックフルオルマイカ（ｔｅｔｒａｓｉｌｉｃｌｃ
　ｆ’ｌｕｏｒｍｉｃａ）から成る。このような材料は
、例えば米国特許第３．７３２．０８７号に記載されて
おり、この特許は主要結晶相としてテトラシリシックフ
ルオルマイカ結晶を含むガラスセラミック品を開示して
いる。
これらのガラスセラミックはＸＹ２．、Ｚ、Ｑ、◎Ｆ２
の一般的構造式を有している。さらに、これらのガラス
セラミックは、バッチがら計算された酸化物基準の重量
％で表わして、４５−７０％の５１０２　、８−２０％
のＭｇ　０．８−１５％のＭｇ　Ｆ２．５−２５％のＲ
２０（ここでＲＯは０−２０％）、Ｋ２Ｏ，０．　０−
２３％のＲｂ２Ｏおよび０−２５％のＣ５ｚＯから成る
群より表示された割合で選択さる１つ以上の酸化物から
成る）　、　０−２０％のＲＯ（ここでＲＯはＳｒＯ。
ＢａＯおよびＣｄＯから成る群より選択される１つ以上
の酸化物から成る）、Ｒ２０＋ＲＯの合計５−３５％、
およびＡｓ　Ｚ　０５と５ｂ２ｏ、から成る群より選択
された０−１Ｏ％の酸化物から実質的に構成される組成
を有する透明からオパールの比較的安定なガラスから作
り得る。
これらのガラスから結晶化するフルオルマイカにおいて
、Ｘ、ＹおよびＺカチオン部位は以下のように満たされ
ると考えられる：Ｘ部位・・・Ｋ、　　Ｒｂ、Ｃｓ、Ｓ
ｒ、ＢａまたはＣｄ；Ｙ部位−Ｍｇのみ；Ｚ部位・・・
Ｓｌのみ。推定化学式ＫＭｇ２．ｓＳｉ、Ｏ，Ｆ２のテ
トラシリシックマイカを基本とするこれらのマイカは、
フルオロ金雲母（Ｋ　Ｐｖ１ｇ３Ａｊ！５１３Ｏ１０Ｆ
ｚ）やホウ素フルオロ金雲母（ＫＭｇ　３　Ｂ　Ｓ　１
３０鱒Ｆ２）のようにマイカ層の六角板状Ｚ２０．内で
ＳＩに代わるＡ１またはＢによる代替を示さないので、
テトラシリシックと称される。従って、Ｘ線回折により
認められる本発明のガラスセラミックにおけるマイカの
基本構造はホウ素フルオロ金雲母に近い回折パターンを
有するところの金雲母型であるが、その四面体板はもっ
ばら５ｉ０４四面体から成る。
基本ガラス組成に、Ｆ２０５　、　Ｚｒ　０２　、　Ｆ
ｃＯ，Ｚｎ　Ｏ，Ｇｅ　０２　、Ｍｎ　Ｏ，Ｌａ２０３
およびＳｎ　０２などの他の酸化物を合計約１０重量％
まで加えることができ、これらは、例えば、基礎ガラス
および残余ガラス相の特性をコント０−ルする際などに
有用である。特に好ましいガラスは、重量％で表わして
、約５５−６５％のＳｌ　ｏ２．１２−２０％のＭｇ　
０．９−１５％のＭｇ　Ｆ２．５−１６％のＫ２Ｏ，Ｋ
２Ｏ，０−９％のＢａＯおよび０．５−８％のＡｓ　２
０５から実質的に成るものである。
本発明による板状珪酸塩マトリックスまたは繊維／マト
リックス界面を与えるのに有用なもう１つのマイカ材料
は、ストロンチウムフルオルマイカガラスセラミックと
して知られている一群の材料から得られる。米国特許節
３．７５６．８３８号に開示されたこれらの材料は、ア
ルカリ金属およびＢ２Ｏ３をほとんど含まない比較的耐
火性のトリジリシック（ｔｒｌｓｌｌｉｃｌｃ）マイカ
結晶を含み、その組成は、Ｒｏ、５−Ｉ　Ｍｇ　１．０
−２．５　　（ＡＪ！　Ｓｌ　３０Ｂ　）Ｆｚ　　（こ
こでＲはＳｒおよびＢａから成る群より選択される重ア
ルカリ土類金属である）の結晶式で示される固溶体から
成る。
アルカリおよびホウ素を含まない耐火性フルオルマイカ
結晶相を高率に生じさせるために、これらのガラスセラ
ミックを可能なマイカ固溶体組成範囲に極めて近いガラ
ス組成から生じさせる。通常、これらは、酸化物基準の
重量％で約３０−６５％のＳｔ　ｏ２．５−２６％のＡ
ｆ’ｚ　０３　、１０−３５％のＭｇ　０．３−３０％
のＲＯ（ここでＲＯは３−３０％のＳｒＯおよび０−２
５％のＢａＯから成る）、および３−１５％のＦから実
質的に成る透明から半透明な比較的安定したガラスであ
る。これらの材料中の結晶構造において、ストロンチウ
ムをバリウムで完全に代替することも容易に成し得るが
、実際問題として、ガラスセラミックを生じるガラスを
安定化するためにいくらかのストロンチウムが必要であ
る。
前記ガラスは、随意成分として、Ｂｚｏ３．ＣａＯ，Ｐ
ｂＯ，ＡＳ２０３．Ｓｂｚ　０３．Ｐ２０５、ＳｎＯ２
，ＺｒＯ２，ＺｎＯ，Ｆｅ２０３゜Ｍｎ　Ｏ，Ｂｅ　Ｏ
およびＬａ２Ｏ２から成る群より選択される酸化物を合
計約１０％まで含んでもよい。
これらの随意成分の添加は、オリジナルガラスの溶融お
よび成形特性をコント０−ルしたり、基礎ガラス（ｐａ
ｒｅｎｔ　ｇｌａｓｓ）や最終語品質製品の物性を改良
したりするのに有用な場合がある。アルカリ土類金属Ｓ
「およびＢａの一部代替でに、ＲｂおよびＣｓなどの重
アルカリ金属を加えることもできるが、前記材料の物理
的および／化学的特性に強い影響を与えるため、これら
のアルカリ金属は通常加えない。
前述したように、前記のガラスセラミックのような板状
珪酸塩材料は、それを繊維コーティング材料として使用
しても強化用繊維を分散させるバルクマトリックス材料
として使用しても、所望の繊維−マトリックス界面挙動
を提供することができる。これらの材料をバルクマトリ
ックス材料に使用するには、強化用繊維を基礎ガラスと
組み合わせ、その後このガラス−繊維複合物を加熱処理
してその中に所望のフルオルマイカ結晶相を形成するよ
うにする。好ましくは、繊維をガラスと組み合わせる工
程には粉末状のガラスを使用し、この繊維を粉末ガラス
と混合するか粉末ガラスでコーティングしてマトリック
ス材料に対する所望の繊維比率を達成する。
ガラスを作るための酸化物およびフッ化物バッチ成分を
従来の方法で溶融して均一なガラス溶融物を形成し、次
にこの溶融物を水に流し込んで（トリゲージ（ｄｒｉｇ
ａｇｅｄ））所望する組成のガラスフリットを与えるこ
とによってガラスを製造するのが最も好都合である。こ
のフリットは次にボールミルなどでミル粉砕して強、他
用繊維に施すのに適した細かいガラス粉末とする。これ
らのガラス粉末は通常、繊維に施すのを容易にするため
、水および有機バインダーなどの溶媒を含む液体ビヒク
ル中に分散され、繊維は、単にディッピングまたはスプ
レーによって得られた粉末懸濁液でコーティングされる
。
バルクマトリックス材料ではなくて強化用繊維のコーテ
ィングとして板状珪酸塩材料を使用する場合、同様な手
順を続けることができる。従って、繊維を熱結晶性ガラ
ス粉末の懸濁液でコーティングしてもよい。しかし、こ
の場合、コーティングの厚さは、選択されたバルクマト
リックス材料と共に圧密化した後の繊維上に所望の厚さ
の板状珪酸塩層を与えるのに必要な厚さに制限される。
このコーティングの乾燥に続いて、従来のセラミック加
工技術を用いて、コーティングされた繊維を選択された
マトリックス材料と組み合わせる。
本発明によるマトリックス／繊維界面を与えるため、繊
維上に板状珪酸塩コーティングを施すためのもう１つの
技法も利用できる。例えば、マイカ紙またはマイカボー
ドの製造用に業界で公知の無機マイカゲルなどから所望
のコーティングを形成するマイカ結晶を繊維に直接付着
させてもよい。
また、適当な後処理によって所望のマイカ結晶質層に転
換できる有機金属ゲルで繊維をコーティングしてもよい
。
無機繊維上のマイカコーティングを与えるのに適した無
機マイカゲルは公知であり、このタイプのゲルのいくつ
かが、例えば米国特許箱４．２３９，５１９号に記載さ
れている。通常、水性ゲルであるこれらのゲルは、フル
オルヘクトライト（ｆ’　１ｕｏｒｈｅｃｔｏｒｉｔｅ
　）　、　　ヒドロキシルへクトライト、ホウ素フルオ
ロ金雲母（ｂｏｒｏｎ　ｔｌｕｏｒｏｐｈｌｏｇｏｐｉ
ｔｅ）、　　ヒドロキシルホウ素金雲母（ｈｙｄｒｏｘ
ｙｌ　ｂｏｒｏｎ　ｐｈｌｏｇｏｐｌｔｅ）　、および
それら相互の間の固溶体、およびそれらとタルク、フル
オルタルク（ｆ’１ｕｏｒｔａｌｃ）　、　ポリリシオ
ナイト（ｐｏｌｙｌｉｔｈｌｏｎｉｔｅ）、フルオルポ
リリシオナイト、金雲母およびフルオロ金雲母の群から
選択される他の構造的相容種との間の固溶体から成る群
より選択される少くとも１つの水膨潤マイカを含む。前
記特許はこれらのゲルの完全な開示を含み、ゲルのより
詳細な説明とゲルの製造法、使用法などの参考とするた
め、その開示内容は本明細書に取り入れである。
水膨潤マイカ結晶は、前記米国特許箱３，７５６．８３
８号に記載されているある種のストロンチウムフルオル
マイカガラスセラミック中に生じさせてもよい。この特
許は、本発明に係る強化用無機繊維上の板状珪酸塩コー
ティングを与えるために使用してもよい無機マイカゲル
およびその懸濁液の特定な例を示している。
本発明に係るマイカコーテッド繊維を与えるための有機
金属ゲルの使用には、マイカ結晶を形成するのに必要な
カチオンの有機溶液の調製が含まれる。都合良くはそれ
ら溶液の例として、珪素。
アルミニウム、ホウ素およびマグネシウムのアルコキシ
ド溶液、そして水のようなゲル化剤に暴露した際にアル
コキシド（ａｌｋｏｘｌｄｅ）ゲルを形成する選択され
たアルカリおよび／またはアルカリ土類金属のアルコキ
シド溶液がある。次に、適切な加熱処理によってゲル中
に直接マイカ結晶を生じさせる。最も好ましくは、まず
繊維をゾルでコーティングし、そのゾルをゲル化し、そ
して得られたゲル化コーティングを含む繊維を加熱処理
することによって結晶を繊維上に現場で生じさせる。
この有機ゲル法は、高純度コーティングを与える高純度
先駆体の使用を許し、熱結晶性ガラスには容易に生じ得
ない組成を有するマイカ結晶の合成を促進するという利
点を有する。さらに、マイカコーティングは、溶融の必
要がなく、通常極めて細かい粒径のマイカ結晶からなる
ため、比較的低温で形成してもよい。
前述したように、本発明の複合物には炭化珪素またはシ
リコンオキシカーバイド組成の強化用繊維（以後、単に
炭化珪素繊維と称する）の使用が好ましいが、セラミッ
クマトリックス材料の強化に有用な他の繊維も使用でき
る。選択されたマトリックス中の炭化珪素′ａ維の代替
またはそれへの付加に使用できる他の無機繊維の例には
、炭素。
アルミナ，Ｂ４Ｃ，ＢＮ、　　ジルコン、ムライト。
スピネルまたは窒化珪素繊維がある。（通常、炭化珪素
繊維に板状珪酸塩材料を施すのに有用な繊維コーティン
グ手順は前記代替繊維材料の処理にも有用である。
本発明の精神および範囲を逸脱することなく、セラミッ
クマトリックス複合物に取り込む強化用繊維上に追加コ
ーティングがあっても良いことに留意されたい。例えば
、化学種が繊維に入って来たり繊維から出ていく移行に
対してのバリヤーとして作用させるためにアンダライン
グ（ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ）繊維コーティングを設けた
り、オーバーコーテイングを板状珪酸塩コーティングに
出入れするイオンの移行を制御するために設けてもよい
。どちらの場合でも、マイカまたは他の板状珪酸塩層が
板状珪酸塩構造の有利な物理的および化学的特性を保持
した繊維／マトリックス界面を与える。
マイカガラスセラミック以外のセラミックマトリックス
材料を使用して複合物を形成する場合、マトリックス材
料は公知のほぼどのようなセラミック材料からでも選択
できる。好ましくは、アルミノ珪酸塩ガラス、アルカリ
土類アルミノ珪酸塩ガラスセラミックおよびアルミノ珪
酸リチウムガラスセラミックから成る群より選択される
材料が使用される。
有用なアルミノ珪酸塩ガラスは、Ｎａ２Ｏ，Ｌ１２０お
よびＫ２Ｏ，０などのアルカリ金属酸化物を実質的に含
まず、Ｃａ　Ｏ，Ｍｇ　Ｏ，Ｓｒ　ＯおよびＢａＯから
成る群より選択される１つ以上のアルカリ土類金属酸化
物を含むアルカリ非含有アルカリ土類アルミノ珪酸塩ガ
ラスを包含する。それらは、酸化物基準の重量％で表わ
して、約５０−６６％のＳｔ　０２　、１１−１９％の
ＡＪｚ　０３　、合計２０−１０％のＲＯ（ここでＲＯ
は、Ｃａ　Ｏ，Ｍｇ　Ｏ，ＳｒＯおよびＢａＯから成る
群より選択される１つ以上の酸化物から成る）　、　Ｏ
−８％のＢ２　ｏ３１　および０−２％のＡｓ　２０３
から実質的に構成されているのが好ましい。そのような
ガラスの特定の例としてＣｏｒｎｉｎｇ　Ｇｌａｓｓソ
ｏｒｋｓ社から販売されているＧｏｄｅ　１７２１ガラ
スがあり、このガラスは約５８％のＳｌ　０ｚ　、　１
５％のＡＪｌｚ　０３　ｒ　４％のＢ２Ｏ３゜７％のＭ
ｇ　０．１０％のＣａＯおよび６％のＢａＯを含む。
有用なガラスセラミックマトリックス材料として、その
主要結晶相が、灰長石（Ｃａ　Ｏ−ＡＪｚＯ３・２Ｓｉ
０２）、およびムライト（３Ａ　Ｊ　ｚ０３　・５Ｉ０
２）、　きん青石（２ＭｇＯ・２Ａ１２０３　　φ５Ｓ
Ｉ　Ｏ２）、バリウム大隅石（Ｂａ　Ｏ・２ＭｇＯ・３
Ａｊ！ｚ　０３　・９ＳｉＯｚ）曹長石固溶体（Ｎａ　
２０　・Ａｌｚ　０３　”　６８１０２　）　＋ＡＪ２
０３．Ｓｉ　Ｏ２，ＣａＯ−３１０ｚまたはゲーレナイ
ト（２Ｃａ　０−Ａｌｚ　０３　・Ｓｌ　０２　）と灰
長石との擬似２成分から成る群より選択されるようなガ
ラスセラミックがある。これらは米国特許第４，８１５
．９８７号によって知られており、重量％で約０−２５
％のＣａ　０．０−３０％の５ｒＯ（ここでＣａ　Ｏ＋
Ｓｒ　Ｏの合計が１０〜３０％）　、　０−１５％のＭ
ｇ　Ｏ，０−２５％のＢａ　Ｏ，Ｏ−４％のＮａ　２０
．０−６％のＫ２Ｏ，０．２５−３８％のＡ１２０３　
、０−１２％のＴ１　ｏ２．３５−６０％のＳｌ　ｏ２
．０−１５％のＺｒ　０２　。
０−３％のＡＳｚ０３（ここでＢａ　Ｏ＋Ｍｇ　Ｏ＋Ｎ
ａ　ｚ　Ｏ＋Ｋ２Ｏ，０＋Ｔｉ　０２　＋Ｚｒ　０２　
＋ＡＳ　２０３の合計は０−３０％）から実質的に成る
ガラスの結晶化によって製造してもよい。
ガラスセラミックマトリックスのもう１つのタイプは、
ムライトおよびα−アルミナの少なくとも１つと固溶体
をなす三斜晶系灰長石から実質的になる主要結晶相を含
むガラスセラミックである。
これらのガラスセラミックは米国特許第４．７５５．４
８９号によって知られており、重量％で約１６−２０％
のＣａ　０．３８．５−′４８％のＡ１２　ｚ　０３　
、３５−４２％のＳｉ　ｏｚ、　お、及び０．２５−１
．５％ノＡｓ　２０３　、　’Ｃして０．１−３％のＣ
ｒ　２０３　、０．２５−３％のＨｆ　Ｏ２゜２−５％
のＭｏ　０３　、０．２５−３％のＮｂ　２０ｓ　、　
０．２５−３％の”ｒａ　２０ｓ　、　０．２５−３％
のＷＯ３および１−１Ｏ％のＺｒＯ２から成る群より表
示された割合で選択される少くとも１つの核剤を合計で
１０％までから実質的になるガラスを熱結晶化して製造
してもよい。前記ガラスの組成はＴｉ　ｏｚを実質的に
含まず、理論上の三斜晶系灰長石中に存在する量を越え
て少くとも１０モル％から５０モル％までの量でＡＪｌ
ｚ　０３を含む。
米国特許第４．４６５．１７９号で知られているように
、セラミックマトリックス複合物中において、Ｎｂ２Ｏ
５および／またはＴａ２０５は、核剤としてのみならず
、ＳＩＣ繊維を使用中の劣化から保護するためにも有用
である。従って、本発明によるマトリックスガラスセラ
ミックは、通常Ｔａ２０５またはＮｂ２Ｏ５の合計が１
−１ｏ％を越えない範囲で、これらの酸化物を付加的成
分として含む場合がある。同様にして、ＳｉＣ繊維およ
びホイスカーを酸化から保護するのを援助するため、マ
トリックス中に０．５−３％のＡＳ２０３を含めること
は有用である。
（実　施　例） 本発明を以下の実施例に基づいてさらに詳細に説明する
。
下記の表１は板状珪酸塩材料ではない、本発明に用いる
のに適したガラスセラミックマトリックス材料の組成の
例を示している。表１中、組成ＡおよびＢは、主結晶相
としてバリウム充填キン青石（ｂａｒｉｕＩｌ−ｓｔｕ
ｔｔｅｄ　ｃｏｒｄｌｅｒｉｔｅ）に熱結晶化し得るガ
ラス組成を示しており、組成ＣおよびＤはバリウム大隅
石を形成し、組成ＥおよびＦは主要結晶相として灰長石
を形成する組成ＧおよびＨは、主要結晶相がムライトお
よび／またはアルミナの一方または両方との固溶体をな
す三斜晶系灰長石であるガラスセラミック材料へと熱結
晶化し得るガラスを示している。表１の組成は酸化物基
準の重量部で表示しである。
表　　　１ ＢＣＤ Ｓｉ　ｏｚ４２．４４３．６Ｇ　５０．６３５３．２Ａ
ｌｌ！２ｏ３３６．０３７．１１２７．６６２５．０Ｃ
ａＯ−−−１４，Ｉ Ｂａ　Ｏ６，０６，２０１３，２７１２，５Ｍｇ　ＯＬ
２．６１３．０３３．４４８．４Ａｓ　２０３０．ｅｉ
ｌｉ　Ｏ，７０１，０１，０Ｚｒ　０２　３．Ｏ ＦＧＨ ８ｌ　ｏ２４５．６４ｇ、１３５．４３９．５、ｌ！、
ｏ３３Ｂ、２３５．６４５．０３８．５Ｃａ　Ｏ０．１
１Ｇ、５１９．０１６．４ａＯ ＭｇＯ４，４８４ Ａｓ　ｚ　　０３　　　０．５　　　０．５　　　０．
０５　　０．４８ＺｒＯ□　　　　　−−３，００．０ 板状珪酸塩型のマトリックス材料の例を、本発明の複合
物およびその製造に関するデータと共に以下に示す。
実施例１〜９ 一連のセラミックマトリックス複合品のためのマトリッ
クス材料を与えるため、適切な加熱処理によってフルオ
ルマイカガラスセラミックへ熱結晶化し得る９つのガラ
ス組成を溶融のため選択した。選択された組成の各々を
熱結晶化してトリジリシックまたはテトラシリシックマ
イカまたはそれらの組合せから成る主要結晶相を得た。
使用のために選択された組成を表２に示す。表２には、
重量部で表示したガラスの組成、および適切な加熱処理
によって生じた主要マイカ結晶相が示されている。
ガラスを調製するため、示された組成のガラスバッチを
混合し、密閉るつぼ内で溶融して均一なガラス溶融物を
作り、その溶融物をトリゲージして各選択された組成の
粒状ガラスフリットを形成した。
Ｍｇ　　Ｏ ＭｇＦ２ ｚ　ｏ３ ａＯ Ａｓ　２　０３ ３９．５ １７．１ １４、Ｏ １５，０ ０．６ ５，７ ４０，０５０．６５０．６４４，５ １１，３ １６，７１３，４１３，４１ｇ、ｆ３ １５．７　１７．３　１７．３　１７．５９．５ １７．０ １１．５　１Ｌ、５　　ＬＬＪ １．０ 結晶相＊ １Ｏ２ Ａ、Ｉ）２０３ Ｍｇ　　Ｏ Ｍｇ　　Ｆ２ ａＯ １＋５ ４２．８ １２．１ １７．９ １６．８ ５４．０ ２．８ １４．２ １６．９ ４．３ ４９．５ ５．７ １５．１ ■６．５ ８．５ ４４．５ ８．５ １５．９ １６．１ １２．８ Ｋ２Ｏ，０　　　　　１１．２　　８．６　　５．８　
　２．９結晶相＊　　　　　１　３＋２　２４３　２＋
３結晶相−表２ １−ＫＭｇ　３　　（ＡＪ！　Ｓｉ　３０鰺）Ｆｚ２　
　Ｂａ　ｏ、ｓ　Ｍｇ　３　　（ＡＪ　Ｓｌ　３０ｗ　
）　Ｆ２３　　ＫＭｇ　２．５　　（Ｓｉ　ａ　０ＩＯ
）　Ｆｚ４−ＫＭｇ　３　　（Ｂ　（Ｓｉ　３０ｕ＋　
）　Ｆｚ５　　Ｍｕｌｌｉｔｅ　（３Ａｆ’ｚ　０３　
・Ｓｔ　Ｏｚ　）得られた粒状ガラスを次にボールミル
で粉砕して、無機繊維または繊維トウのコーティングま
たは含浸に適した粒状ガラス懸濁液の調製に都合のよい
十分細かい粒径（平均粒径１０ミクロン）とした。その
後この粉末ガラスに水性ビヒクル／バインダー系を混ぜ
ることによって前記ガラスから懸濁液を作った。
アクリルバインダー（ＡＣＲＹＬ）またはポリ酢酸ビニ
ルバインダー（ＰＶＡＣ）を含む２つのバインター系の
うちの１つを用いた。アクリルバインダーを使用した場
合、懸濁液は２５０重量部の粉末ガラス、４６２重量部
の水、１５５重二部のイソプロパツール、１２０重量部
のＨＡ−８アクリルバインダー、９重量部のＴ　Ｔ　８
１５増粘剤、および５重量部のＴＡＭ６５０分散剤を含
んでいた。バインダー、増粘剤および分散剤の各々はＲ
ｏｈｍ　ａｎｄ　ＨａａＳ社から販売されているもので
あった。
ポリ酢酸ビニルバインダーを使用した場合、懸濁液は４
００重量部のイソプロパツール、４０重量部の水、１６
０重量部の粉末ガラス、３０重量部のポリ酢酸ビニルポ
リマーバインダー、４重量部のジエチレングリコール（
可塑剤）、および４重量部の分散剤を含んでいた。使用
したポリ酢酸ビニルポリマーバインダーはＡｌｒ　Ｐｒ
ｏｄｕｃｔｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社のＶｌｎ
ａｃ　ＴＭＢ　１５グレードポリ酢酸ビニルから成り、
使用した分散剤はＧＡＦ社のＫａｔａｐｏｌ　ＴＭＶ　
Ｐ５３２分散剤であった。
複合品に混入するため、繊維強化材料を選択した。選択
された繊維強化材料は、日本カーボン社のＮ１ｃａｌｏ
ｎ　Ｒ炭化珪素繊維から成る繊維トウであった。
抗生ガラスの懸濁液中を通して繊維トウを引き、その含
浸トウを直ちにドラムに巻き取って多層巻組を形成する
ことによって抗生ガラス材料と炭化珪素繊維トウを含む
複合物プレフォームを調製した。得られた多層巻組また
はプレプレグをドラムから切り取り、平らなシート状に
乾燥し、後に形成する繊維強化材料品のプレフォームア
センブリのための平らなシートを切断した。
繊維を一軸に整合して前記シートを積み重ね、８シート
のプレプレグスタックを形成することによってマイカマ
トリックス複合物品のプレフォームをプレプレグシート
から作った。各スタックを６５０℃でバインダー焼き取
り処理をし、次に１５００ｐｓｉ　　（１０５Ｋ’Ｊ／
ｃ＃ｉ＞のピーク圧力と１１００−１４００℃の範囲の
ピーク温度でホットプレス処理した。各製品は、マトリ
ックスと複合物内の繊維／マトリックス界面ゾーンが識
別されたマイカ結晶相である稠密な圧密化繊維強化複合
物であった。
前述の通り製造された典型的セラミックマトリックス複
合製品の微小構造を第１図に示した。第１図は、表２の
実施例４の組成を有する複合品の破壊表面の走査電子顕
微鏡写真である。ここで、白線は１０ミクロンの寸法を
示している。マトリックス中の良く結晶化したカリウム
テトラシリシックフルオルマイカ結晶相の存在が、破壊
にさらされた多数の小結晶板かられかる。また、これら
複合物中の繊維／マトリックス界面の特性により、破壊
の最中にマトリックスからのきれいな繊維プルアウトが
達成されていることがわかる。
通常、前述のように作られた製品の物性試験は、２５℃
における複合物の応力誘発曲げ破損中の良好な破壊靭性
および優れた繊維プルアウト挙動を示した。さらに、１
０００℃において破損させるべく応力を加えた場合にこ
れら複合物のいくつかは優れた繊維プルアウトを保持し
た。この特性は、他の複合物系における炭化珪素繊維強
化材では達成することが極めて困難であることが証明さ
れている。
表２のマトリックス材料２および４から作られた複合物
が、製造した製品中量も良好な破壊挙動を示すと思われ
る。これらの複合物についての物性試験の結果を表３に
示す。表３には、製品の処理に関するデータ、プレプレ
グを作るのに使用したバインダー系の表示、およびプレ
プレグのホットプレスを行なったピーク処理温度などが
示されている。プレプレグ製造に用いたバインダー系を
変えるといくらか結果に差異が生じたが、その差異は小
さく、達成された最終的特性に決定的な影響を与えると
は考えられない。
さらに表３には、各試料について、２０ｍの荷重スパン
および６０Ｍの支持スパンを用いた４点曲げてｎ１定さ
れた弾性および極限応力および歪が示されている。歪は
試料の伸び率（％）で表わし、応力はｋｓｌで表わしで
ある。
従来通り、弾性応力および歪の値は試験した試料の応力
−歪曲線において初めて非線形性が見られた応力／歪点
に相当し、この値は微小亀裂降伏点と称されることもあ
る。極限曲げ応力および歪は、曲げ破損の前に複合製品
が耐えることのできる最大応力の点で測った。
表３はさらに、剪断（Ｓ）または引張（Ｔ）による破損
モードの表示、繊維プルアウト（Ｆ）または繊維プルア
ウトと脆性（Ｂ）または木目状（Ｗ）破壊との組合せな
どの観察された破壊様式の表示などを含む試験された製
品の破壊挙動を示している。
表２に示した他の３つの組成の物性を示すデータが表４
に示されている。表４には、各組成について圧密化に用
いた処理温度、物性試験に用いた試験温度、そして弾性
（微小亀裂降伏）および極限曲げ強さが示されている。
表４のデータかられかるように、複合製品の各々は２５
℃における曲げ応力試験下で剪断破損し、この温度にお
ける試験下で良好な繊維プルアウト挙動を示した。しか
し、これらのマトリックス組成は表３に示した組成より
通常耐火性が低いので、９００℃における高温曲げ試験
において、製品の破壊ではなくて比較的低い極限応力値
での変形が見られた。
複合品を圧密化する温度が製品の物性に影響を与えるこ
とがよくある。表４の例１における特性は、１１００℃
の最適圧密化温度での特性である。より高い圧密化温度
を用いると複合物の極限強さの減少が見られる。同様に
して、表３の例２は１３００℃で圧密化した最適特性を
示し、１２５０℃または１３４０℃の圧密化からはそれ
より好ましくない結果が出た。表３の例４は１２００℃
の圧密化による最適特性を示している。
もちろん、組成の変化も複合物の物性に影響を与える。
表２において少量の砒素成分を除いた他は例４と類似し
ている例３のマトリックス組成を有する複合物の特性比
較は例４の方が好ましいことを示している。つまり、砒
素成分は、２５℃および１０００℃における例４の極限
曲げ強さをかなり向上させていると考えられる。
前述したように、本発明による複合品が示す特に重要な
特性は、１０００℃のような高温における曲げ破損下で
の繊維プルアウト破壊特性の保持にある。この望ましい
破壊挙動の例が第２図の顕微鏡写真に見られる。
第２図は、表２の例７のマトリックス組成を有する複合
物の破壊表面を示しており、白線はＩＩＩＪＩＩＩの寸
法を示している。ここに見られる破壊表面は、酸化雰囲
気中１０００℃で加えられた応力下における複合物の曲
げ破損中に生じたものである。この顕微鏡写真かられか
るように、広範囲な繊維プルアウトによって特徴づけら
れる高度な繊維破壊モードが応力試験に用いられる酸化
条件および大いなる高温にもかかわらず保持されている
。この破壊モードは、この温度における良好な破壊繊維
をも保証する。
本発明による複合物のいくつかに見られる繊維プルアウ
トの広範な性質は、以前には１０００℃もの高温下では
見られなかった。それは、これらの複合物の繊維／マト
リックス境界領域における界面またはその付近の弱い酸
化物の存在に帰因し、この界面は高温において材料の破
壊破損を制御できると考えられる。事実、酸化物界面に
おける繊維分離は、炭化珪素繊維を含み、例に示される
ような繊維複合物中に存在した場合の炭素またはグラフ
ァイト性界面における分離より優先して起こると考えら
れる。
これらの複合物材料の極限曲げ強さは、より新しい高強
度マトリックス材料のいくつかを含む複合物と比べて特
に大きくはないが、それにもかかわらずこれらの複合物
の望ましい繊維プルアウト破損モードは複合物のゆっく
りとした破損が望まれる用途、特に極めい高い温度での
作業が必要ない用途に使用するのに好ましいと考えられ
る。
前述したように、より従来的なマトリックス材料を含む
セラミックマトリックス複合物において有利な破壊挙動
を達成することも本発明により可能である。この結果は
、強化用繊維材料にマイカコーティングを施して繊維に
マイカ酸化物界面の望ましい挙動を付与することによっ
て達成される。
そのことについて、以下の例により詳述する。
実施例１０−コーテッド繊維 カリウム金雲母マイカ［ＫＭｇ　３　　（Ａ　Ｊ！　Ｓ
　ｌ　３０ｔＩ）Ｆｚ］のゲル先駆体のためのゾルを、
フルオルマイカの必要な金属およびフッ素成分を有機溶
媒中に溶解させることによって調製した。金属成分は有
機金属源化合物の形で供給した。
ゾル中に供給する各グラム当量のマイカを与えるため、
１．４８１９のシリコンテトラエトキシド［Ｓｌ　　（
ＯＣ２Ｈ５）ａコ、０．１６８　ｇのカリウムメトキシ
ド［Ｋ　（ＯＣＨ３）］　、および０．８１４　ｇのマ
グネシウムジェトキシド［Ｍｇ　　（ＯＣ２Ｈ，）２］
を窒素下で７５ｄのエチレングリコールモノメチルエー
テル溶媒に逐次加えた。有機金属の溶解を促進し、後の
マイカ結晶の成長中にその溶液の加水分解の速度を制御
するため、有機金属化合物の溶解に先立って約５重量％
の硝酸を溶媒に加えた。
得られた混合物を流れ窒素ガス下で還流して溶室の溶解
を完全なものにし、次に還流を続けながら０．５８４　
ｇのアルミニウムトリブトキシド［１（ＯＣａ　Ｉｓ　
）　３］を溶液に加えて全存機金属成分の透明な均一溶
液を得た。
次にアンモニウム水素フルオリドＣＮＨ４Ｆ・ＨＦ）を
有機金属溶液に加えて所望の合成マイカ結晶のフッ素成
分を与えた。必要な各グラム当量のマイカを与えるため
、約０．１３３　ｇのアンモニウム水素フルオリドを１
０ｗｔ、％のＨＮＯ３を含むメタノールから成る溶媒２
５ａｉ！に溶解させた。この溶液を還流有機金属溶液に
滴下添加した。この添加中、還流有機金属溶液は透明で
あり、非粘性であった。
前述のように調製した透明ゾルのマイカゲル先駆体への
転換は、コーティングされる繊維上の現場で最も都合良
く行った。まず選択された繊維をゾルでコーティングし
、次に得られたコーティングを加水分解した。加水分解
は、コーテッド繊維を１００−４００℃の範囲というよ
うな若干高めの温度で周囲雰囲気にさらすことによって
都合好く達成した。
その後、実施例１−９で記載したＮ１ｅａｌｏｎＲ繊維
トウを前述のように調製した有機金属ゾルに浸漬し、繊
維上のゾルコーティングを加水分解してゲルコーティン
グとし、そして乾燥した。加水分解と乾燥は、周囲雰囲
気中、繊維を１６０℃まで３分間加熱し、さらＫ２Ｏ，
５０℃まで３分間周囲雰囲気中で加熱することによって
行った。製品は、個々の繊維が所望のアルコキシド／ハ
イドロキシドゲルでコーティングされた繊維トウであっ
た。
これらのゲルコーテッド繊維からマイカコーテッド繊維
への転換は、繊維を空気中で約１０００℃のピーク温度
まで加熱することによって達成した。
最初の加熱の際、余分な溶媒、アルコールおよび水がゲ
ルから放出された。さらなる加熱によってゲル中に存在
するヒドロキシル基とアルコキシ配位子の縮合が起こり
、その結果アモルファス酸化物混合物へと転換された。
最後に、コーテッド繊維を８００℃を越える温度、好ま
しくは約１０００℃までさらに加熱してガラス質ゲルコ
ーティングを結晶質マイカコーティングに結晶化した。
前述のようにして調製した繊維コーティング中の結晶質
マイカの優位をマイカコーティングから取った粉末のＸ
線回折分析で確認し、フッ素の存在は化学分析によって
別個に測定した。コーティングのフッ化物含有量が低過
ぎると苦土かんらん石（ｆｏｒｓｔｅｒＩｔｅ：　Ｍｇ
　ｚ　Ｓｔ　ａ　）　、頑火輝石（ｅｎｓｔａｔｉｔｅ
）およびクリストバライトなどの不純物も検出されるか
もしれないが、カリウム金雲母マイカに特徴的なり一ス
ペーシングを示すパターンが観察された。はとんどの場
合、不十分なフッ素含有量は、１０００℃を越える温度
の空気に過度に長時間さらしたコーテッド繊維へとたど
ることができる。マイカゾルにおける過剰のＮＨ，Ｆ−
ＨＦ（化学論量的割合の約２０−３０％増し）の好まし
い使用は、さもなければ起こるであろうフッ素不足を低
減することができる。
実施例１１−１４−複合製品 Ｎ１ｃａｌｏｎＲ炭化珪素繊維トウに施すため、実施例
１０の手順に従って、カリウム金雲母マイカ［ＫＭｇ　
３　　（ＡＪ！　Ｓｌ　３０ｓ　）　Ｆｚコを生じさせ
るための供給源化合物を含む有機金属ゾルを調製した。
このゾルを繊維に施す前に、ポリ酢酸ビニルバインダー
を有機金属ゾルに加えた。これは、後でコーティングし
たトウを処理する際にゲルコーティングの一体性を向上
させるためである。ゾル中に存在する当量の酸化物成分
のダラム当り約０．１　ｇのバインダーに相当する割合
でバインダーを加えた。
得られたゾルを実施例１ｏに記載したようにして繊維ト
ウに施し、ゾルコーティングのゲル化およびそうして得
られたゲルコーティングの硬化を、コーティングされた
繊維を空気中で約３００　’Ｃまで加熱することによっ
て達成した。この加熱により、ポリ酢酸ビニルが、損傷
および／または繊維との分離からコーティングを保護す
るための有効なバインダーとしての特性を保持している
、強靭なコ−ティングが得られた。
前記コーテッド繊維を取り込んだセラミックマトリック
ス複合製品を得るため、コーテッド繊維に選択された粉
末ガラスマトリックス材料を含浸させた。選択されたガ
ラス粉末は、約１０ミクロン平均粒径を有するアルカリ
土類アルミノ珪酸塩組成から成っていた。このガラスは
表１のガラスＨの組成を有しており、適切な加熱処理に
よって灰長石の主要結晶相を含むガラスセラミックに転
換できるものであった。
前述したスラリーコーティング手段に従って、トウを水
性ビヒクル中のガラス粉末懸濁液中へ通すことによって
ガラスマトリックス材料をコーテッド繊維に取り込んだ
。４６重量部の水、１５重量部のイソプロパツールおよ
び１２重量部のポリ酢酸ビニルバインダーから成るビヒ
クル中に約２５重量部の粉末ガラスを混合することによ
って懸濁液を作った。繊維トウをこの懸濁液に通すこと
によって含浸させ、この含浸トウをドラムに巻き取り、
乾燥し、ドラムから切り取って、粒状ガラスマトリック
ス材料中にゲルコーテッド繊維を含むプレプレグシート
を得た。
８つのシートを一群として積み重ねて繊維整合プレプレ
グスタックを形成することにより、マイカコーテッド炭
化珪素繊維で強化された灰長石マトリックスを含むいく
つかの繊維強化複合製品を作った。これらのスタックは
ホットプレスによって圧密化した。そのホットプレスは
、約１５００ｐｓ１（約１０５　ＫＷ／ｃｍ）　ノ圧力
下、約１２５０−１３２０　’Ｃノ範囲のピーク温度ま
で加熱することによって行った。
得られた製品は、ガラスマトリックス先駆体が高度の結
晶質灰長石ガラスセラミックマトリックスに転換した、
稠密でほぼ空隙のない複合物であった。
このようにして得られた複合製品を分析することにより
、複合製品の圧密化中に、繊維上のマイカコーティング
がゲルコーティングから生じたことがわかった。ゲルは
、圧密化中、繊維またはマトリックスと大規模に相互作
用することはないと考えられ、別個に存在するコーティ
ングとして保持されていた。これらの製品における破壊
表面の予備分析は、マトリックスからはがされた（ｐｕ
ｌｌｅｄ）繊維の表面上および埋め込まれた繊維からマ
トリックスが分離した後のマトリックス内に残る繊維ト
ラフ上に残留するコーティングの存在を示している。
前記の複合製品の曲げ試験による結果を表５に示した。
ピーク圧密化温度および圧力を含む、コーテッド繊維プ
レプレグを稠密複合物に変えるのに用いた圧密化工程に
関するデータが表５に示されている。さらに、実施例１
−９の試験手順およびデータ報告フォーマットに従って
、２０ｒｎＩ！Ｊの荷重スパンと６０ｒＭ１１の支持ス
パンを用いた４点曲げによって７１）Ｊ定した、各試料
についての弾性および極限応力および歪データも表５に
示しである。ここでも、歪は試料伸び率（％）で表示し
てあり、応力はｋｌｓで表示しである。
さらに、表５は試験中の製品に観察された破壊挙動に関
するデータを示している。このデータには、試料の破損
モード（剪断（Ｓ）か引張（Ｔ）か）の表示と、繊維プ
ルアウト（Ｆ）、または繊維プルアウトと脆性（Ｂ）ま
たは木目状（Ｗ）破壊の組合せを含む観察された破壊特
性の表示とが示されている。
表５の曲げ強さ試験データを見ると、周囲試験温度にお
ける良好な繊維プルアウト挙動のみならず、高温におけ
る非脆性破壊の保持も得られたことがわかる。実施例１
−９のマイカマトリックス複合物が示すように１０００
℃での広範な繊維プルアウトは示さなかったが、それで
もこれらの製品は、マイカ界面層によって付与された保
護的および繊維剥離特性の保持を示す１０００℃での破
壊挙動を有していた。これらの材料は、部分的木目状破
壊に加えて、弾性伸び限度と曲げ破損点の間でかなりの
試料伸び率（０，１０％を越える）を示した。ここでも
非脆性破壊を示し、マイカコーティングを有さないＮ１
ｃａｌｏｎＲ繊維をこのマトリックス材料に使用した場
合に観察される挙動と明らかな対照を示した。
これらの複合物の試験中には高温で短い長さの繊維プル
アウトのみが観察されたが、より厚いマイカコーティン
グの使用がその点の破壊挙動を改良すると予想される。
従って、実施例１１−１４で用いたＫ２Ｏ，１　ミクロ
ンの厚さではなく、約０．２−０．５ミクロンの厚さの
マイカコーティングを含む繊維の使用が高温での繊維プ
ルアウト特性をさらに向上させることが期待される。
前述したように、本発明のマイカコーティング手順の利
点は、カリウム金雲母マイカ界面層のみに限定されるも
のではない。以下の実施例は、他のマイカコーティング
材料の用途および使用を示すものである。
実施例１５ 実施例１０の一般的手順に従って、カリウム金雲母マイ
カの代わりにカリウムテトラシリシックマイカ［ＫＭｇ
　２．５　　（Ｓｉ　４０鐸）Ｆｚコのゲル先駆体を生
じさせるのに適したゾルを調製した。このゾルは、必要
な各グラム当量のマイカを得るために、約０．１７１９
のカリウムメトキシド、０．Ｂ９７Ｊのマグネシウムジ
ェトキシド、および２．０２６　ＳＦのシリコンテトラ
エトキシドを７５１ｎｆ！の酸性化エチレングリコール
モノメチルエーテル溶媒に混ぜることによって調製した
。この混合物に、２５Ｉｎ１の酸性化メタノール中の溶
解したＫ２Ｏ，１３９　ｇのアンモニウム水素フルオリ
ドを加えた。還流後、得られたゾルは透明であり、流体
であった。
前記実施例中に記載した市販のＮ１ｃａｌｏｎＲ繊維ト
ウを前記のようにして調製したゾルに通すことによって
、その繊維トウ中に含まれているシリコンオキシカーバ
イドの表面に前記ゾルを施した。
その後、このゾルコーテッド繊維トウを空気乾燥してゾ
ルコーティングを繊維上の透明ゲルコーティングに転換
した。
マイカ先駆体ゲルコーティングを備えた繊維を３００℃
まで加熱して、コーティングの有機バインダーを保持し
ながら残留溶媒と水をとばした。有機金属灰長石ゾルを
用いて前記コーティング手順をくり返すことにより、灰
長石に相当する組成を有するゲルオーバーコーテイング
を上記繊維に施した。
オーバーコーテイングに使用する灰長石ゾルを、１５．
８ｇの金属カルシウムに９０−のメタノールを反応させ
てカルシウムＨＮＯ３を含むｔｏｏ（ｌｄのエチレング
リコールモノメチルエーテルから成る溶媒に前記カルシ
ウムメトキシドを溶解させた。そこにはさらＫ２Ｏ，２
６ｇのアルミニウムトリブトキシドと１６５ｇのシリコ
ンテトラエトキシドが溶解されていた。上記作業の各々
は窒素ガス流れ下で行われた。
このようにして得られた溶液に、１３ｇのＺｒ（ＯＣａ
　Ｈツ）４・Ｃ４Ｈ，ＯＨと１．３９の砒素トリエトキ
シドを加えて約１４００１ｄの濃縮灰長石ゾルを得た。
このゾルをかくはんし、窒素下で２時間還流することに
よって均一化して、透明な無色の流体を得た。
次に、エチレングリコールモノメチルエーテルを用いて
２２ｄの灰長石ゾルを２００−に希釈し、次にコーティ
ングバインダーとして０．２　ｇのポリ酢酸ビニルを加
えることによって繊維コーティングゾルを調製した。こ
のコーティングゾルをマイカコーテッド繊維に施し、乾
燥し、加水分解し、そしてマイカゲルコーティングを施
すのに用いたのと同じ手順を利用して３００℃まで加熱
してコーティングを硬化させた。
このようにして得られたコーテッド繊維トウを実施例１
１−１４に記載した手順に従ってアルカリ土類アルミノ
珪酸塩ガラスセラミックマトリック°ス材料中に取り込
み、圧密化して稠密なセラミックマトリックス複合製品
を得た。
この複合製品は、高度な結晶質灰長石ガラスセラミック
マトリックスを含むほとんど空隙のないセラミックマト
リックス複合物であったこの灰長石マトリックス内には
、炭化珪素繊維がカリウムテトラシリシックマイカから
実質的に成る一体的保護コーティングを備えた炭化珪素
繊維強化相が配されていた。
上記のようにして得られた複合物を実施例１１−１４に
記載した評価試験に供した。各試験の結果を表６に示す
。表６には、圧密化処理のデータ、曲げ試験温度、そし
て４点曲げ試験による弾性および極限応力および歪デー
タが示されている。ここでも歪値は試料伸び率（％）で
表示され、応力値はｋｓｉで表示されている。
さらに表６は、破損モード（ＳまたはＴ）に関するデー
タおよび観察された破壊特性（Ｆ、　Ｗおよび／または
Ｂ）に関するデータを含む試験された製品の破壊挙動に
関するデータを示している。
表６中に使用されている破壊挙動の表記法は表５のもの
と同じである。
表６の曲げ強さ試験データを見ると、特に１２０３℃の
圧密化温度を使用した試料において、試験温度２５℃の
結果と比べて試験温度１０００℃の極限応力および歪の
値がほとんど低下していないのがわかる。このことは、
マイカ界面層により付与された優れた保護的および繊維
剥離特性を示している。
１２５２℃の圧密化温度を使用した試料においては、１
０００℃での試験結果が若干低下しているが、それは、
おそらくより高い圧密化温度を用いたことによるマイカ
界面の劣化に帰因すると思われる。このような影響は、
さらに高い圧密化温度（例えば１３００−１３４０℃）
を用いるとより大きくなる。従って、複合物の処理温度
は、マイカ界面層の望ましい保護的および繊維剥離特性
を維持できる温度範囲を越えてはならない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による複合品に含まれている板状珪酸
塩結晶の挙動を示す、複合品の破壊表面の結晶の構造の
電子顕微鏡写真、そして第２図は、本発明による複合品
の１０００℃における酸化条件下での破損後の破壊表面
の結晶の構造の電子顕微鏡写真である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）ｉ）結晶質セラミック，ガラスセラミックおよびガ
    ラスから成る群より選択されるセラミック材料から実質
    的に構成されるマトリックス相と、ｉｉ）前記マトリッ
    クス相内に配された多数のアモルファスまたは結晶質無
    機繊維から実質的に構成される繊維強化相とを含むセラ
    ミックマトリックス複合品において、無機繊維の表面上
    またはその表面に極めて近接して板状珪酸塩結晶の層が
    設けられ、前記層が無機繊維とマトリックス相の間の板
    状珪酸塩界面を構成していることを特徴とするセラミッ
    クマトリックス複合品。 ２）前記無機繊維が、炭化珪素，シリコンオキシカーバ
    イド，炭素，アルミナ，Ｂ＿４Ｃ，ＢＮ，ジルコン，ム
    ライト，スピネル，および窒化珪素から成る群より選択
    される組成を有する繊維であることを特徴とする請求項
    １記載のセラミックマトリックス複合品。 ３）前記板状珪酸塩結晶が合成フルオルマイカ結晶から
    実質的に成ることを特徴とする請求項２記載のセラミッ
    クマトリックス複合品。 ４）前記セラミックマトリックス材料が合成フルオルマ
    イカガラスセラミックであることを特徴とする請求項３
    記載のセラミックマトリックス複合品。 ５）前記マトリックス相が下記 I ，IIおよびIIIから成
    る群より選択されるガラスセラミック材料から実質的に
    成ることを特徴とする請求項４記載のセラミックマトリ
    ックス複合品。 I ．フルオロ金雲母固溶体の結晶を含むガラスセラミ
    ックであって、その結晶は、通常フルオロ金雲母（ＫＭ
    ｇ＿３ＡｌＳｉ＿３Ｏ＿１＿０Ｆ＿２）、ホウ素フルオ
    ロ金雲母（ＫＭｇ＿３ＢＳｉ＿３Ｏ＿１＿０Ｆ＿２）お
    よびサブポタシック金雲母（Ｋ＿０＿．＿５Ｍｇ＿２Ａ
    ｌ＿０＿．＿８＿３ＢＳｉ＿３Ｏ＿１＿０Ｆ＿２）から
    成る群より選択される形態を有し、前記ガラスセラミッ
    クが重量％で表わして、約２５−６０％のＳｉＯ＿２，
    １５−３５％のＲ＿２Ｏ＿３（ここでＲ＿２Ｏ＿３は３
    −１５％のＢ＿２Ｏ＿３および５−２５％のＡｌ＿２Ｏ
    ＿３から成る），２−２０％のＲ＿２Ｏ（ここでＲ＿２
    Ｏは０−１５％のＮａ＿２Ｏ，０−１５％のＫ＿２Ｏ，
    ０−１５％のＲｂ＿２Ｏおよび０−２０％のＣｓ＿２Ｏ
    から成る），４−２５％のＭｇＯ，０−７％のＬｉ＿２
    Ｏ，ＭｇＯ＋Ｌｉ＿２Ｏの合計が６−２５％，および４
    −２０％のＦから実質的に成る組成を有するもの。 II．テトラシリシックフルオルマイカ結晶を含むガラス
    セラミックであって、前記結晶がＸＭｇ＿２＿．＿５Ｓ
    ｉ＿４＿１＿０Ｆ＿２の形態を有し、ここでＸはＫ，Ｒ
    ｂ，Ｃｓ，Ｓｒ，ＢａおよびＣｄの群から選択される元
    素であり、前記ガラスセラミックが重量％で表わして、
    約４５−７０％のＳｉＯ＿２，８−２０％のＭｇＯ，８
    −１５％のＭｇＦ＿２，５−２５％のＲ＿２Ｏ（ここで
    Ｒ＿２Ｏは、０−２０％のＫ＿２Ｏ，０−２３％のＲｂ
    ＿２Ｏおよび０−２５％のＣｓ＿２Ｏから成る群より表
    示された割合で選択される１つ以上の酸化物から成る）
    ，０−２０％のＲＯ（ここでＲＯは、ＳｒＯ，ＢａＯお
    よびＣｄＯから成る群より選択される１つ以上の酸化物
    から成る），Ｒ＿２Ｏ＋ＲＯの合計が５−３５％，およ
    びＡｓ＿２Ｏ＿５とＳｂ＿２Ｏ＿５から成る群より選択
    される０−１０％の酸化物から実質的に成る組成を有す
    るもの。 III．トリシリシックフルオルマイカ結晶を含むガラス
    セラミックであって、前記結晶がＲ＿０＿．＿５＿−＿
    １Ｍｇ＿１＿．＿０＿−＿２＿．＿５（ＡｌＳｉ＿３Ｏ
    ＿１＿０）Ｆ＿２の形態を有し、ここでＲはＳｒとＢａ
    から成る群より選択される元素であり、前記ガラスセラ
    ミックがアルカリ金属とＢ＿２Ｏ＿３を実質的に含まず
    そして重量％で表わして、約３０−６５％のＳｉＯ＿２
    ，５−２６％のＡｌ＿２Ｏ＿３，１０−３５％のＭｇＯ
    ，３−３０％のＲＯ（ここでＲＯは３−３０％のＳｒＯ
    および０−２５％のＢａＯから成る），および３−１５
    ％のＦから実質的に成る組成を有するもの。 ６）ｉ）アルミノ珪酸塩ガラス，リチウムアルミノ珪酸
    塩ガラスセラミックおよびアルカリ土類アルミノ珪酸塩
    ガラスセラミックから成る群より選択されるセラミック
    材料から実質的に成るマトリックス相と、ｉｉ）前記マ
    トリックス相内に配された多数のアモルファスまたは結
    晶質無機繊維から実質的に成る繊維強化相とを含むセラ
    ミックマトリックス複合品において、無機繊維の表面上
    またはその表面に極めて近接して板状珪酸塩結晶の層が
    設けられ、前記層が無機繊維とマトリックス相の間の板
    状珪酸塩界面を構成していることを特徴とするセラミッ
    クマトリックス複合品。 ７）前記無機繊維が、炭化珪素，シリコンオキシカーバ
    イド，炭素，アルミナ，Ｂ＿４Ｃ，ＢＮ，ジルコン，ム
    ライト．スピネル，および窒化珪素から成る群より選択
    される組成を有する繊維であることを特徴とする請求項
    ６記載のセラミックマトリックス複合品。 ８）前記無機繊維が炭化珪素繊維およびシリコンオキシ
    カーバイド繊維から成る群より選択され、前記板状珪酸
    塩結晶の層が、無機繊維の表面に配されるかまたはその
    表面に配されたアンダーコーティング上に配される合成
    フルオルマイカ結晶のコーティングを含むことを特徴と
    する請求項７記載のセラミックマトリックス複合品。 ９）前記合成フルオルマイカ結晶のコーティングが下記
    I ，IIおよびIIIから成る群より選択されることを特徴
    とする請求項８記載のセラミックマトリックス複合品。 I ．フルオロ金雲母固溶体の結晶を含むコーティング
    であって、その結晶は、通常フルオロ金雲母（ＫＭｇ＿
    ３ＡｌＳｉ＿３Ｏ＿１＿０Ｆ＿２）、ホウ素フルオロ金
    雲母（ＫＭｇ＿３ＢＳｉ＿３Ｏ＿１＿０Ｆ＿２）および
    サブポタシック金雲母（Ｋ＿０＿．＿５Ｍｇ＿２Ａｌ＿
    ０＿．＿８＿３ＢＳｉ＿３Ｏ＿１＿０Ｆ＿２）から成る
    群より選択される結晶形態を有し、前記コーティングが
    重量％で表わして、約２５−６０％のＳｉＯ＿２，１５
    −３５％のＲ＿２Ｏ＿３（ここでＲ＿２Ｏ＿３は３−１
    ５％のＢ＿２Ｏ＿３および５−２５％のＡｌ＿２Ｏ＿３
    から成る），２−２０％のＲ＿２Ｏ（ここでＲ＿２Ｏは
    ０−１５％のＮａ＿２Ｏ，０−１５％のＫ＿２Ｏ，０−
    １５％のＲｂ＿２Ｏおよび０−２０％のＣｓ＿２Ｏから
    成る），４−２５％のＭｇＯ，０−７％のＬｉ＿２Ｏ，
    ＭｇＯ＋Ｌｉ＿２Ｏの合計が６−２５％，および４−２
    ０％のＦから実質的に成る組成を有するもの。 II．テトラシリシックフルオルマイカ結晶を含むコーテ
    ィングであって、前記結晶がＸＭｇ＿２＿．＿５Ｓｉ＿
    ４Ｏ＿１＿０Ｆ＿２の形態を有し、ここでＸはＫ，Ｒｂ
    ，Ｃｓ，Ｓｒ，ＢａおよびＣｄの群から選択される元素
    であり、前記コーティングが重量％で表わして、約４５
    −７０％のＳｉＯ＿２，８−２０％のＭｇＯ，８−１５
    ％のＭｇＦ＿２，５−２５％のＲ＿２Ｏ（ここでＲ＿２
    Ｏは、０−２０％のＫ＿２Ｏ，０−２３％のＲｂ＿２Ｏ
    および０−２５％のＣｓ＿２Ｏから成る群より表示され
    た割合で選択される１つ以上の酸化物から成る），０−
    ２０％のＲＯ（ここでＲＯは、ＳｒＯ，ＢａＯおよびＣ
    ｄＯから成る群より選択される１つ以上の酸化物から成
    る），Ｒ＿２Ｏ＋ＲＯの合計が５−３５％，およびＡｓ
    ＿２Ｏ＿５とＳｂ＿２Ｏ＿５から成る群より選択される
    ０−１０％の酸化物から実質的に成る組成を有するもの
    。 III．トリシリシックフルオルマイカ結晶を含むコーテ
    ィングであって、前記結晶がＲ＿０＿．＿５＿−＿１Ｍ
    ｇ＿１＿．＿０＿−＿２＿．＿５（ＡｌＳｉ＿３Ｏ＿１
    ＿０）Ｆ＿２の形態を有し、ここでＲはＳｒとＢａから
    成る群より選択される元素であり、前記コーティングが
    アルカリ金属とＢ＿２Ｏ＿３を実質的に含まずそして重
    量％で表わして、約３０−６５％のＳｉＯ＿２，５−２
    ６％のＡｌ＿２Ｏ＿３，１０−３５％のＭｇＯ，３−３
    ０％のＲＯ（ここでＲＯは３−３０％のＳｒＯおよび０
    −２５％のＢａＯから成る），および３−１５％のＦか
    ら実質的に成る組成を有するもの。 １０）前記セラミックマトリックス材料が、重量％で表
    わして約５０−６６％のＳｉＯ＿２，１１−１９％のＡ
    ｌ＿２Ｏ＿３，２０−３０％のＲＯ（ここでＲＯはＣａ
    Ｏ，ＭｇＯ，ＳｒＯおよびＢａＯから成る群より選択さ
    れる１つ以上の酸化物から成る），０−８％のＢ＿２Ｏ
    ＿３，および０−２％のＡｓ＿２Ｏ＿３から実質的に構
    成されるＮａ＿２Ｏ，Ｌｉ＿２ＯおよびＫ＿２Ｏを実質
    的に含まない組成を有するアルカリ土類アルミノ珪酸塩
    ガラスであることを特徴とする請求項８記載のセラミッ
    クマトリックス複合品。 １１）前記セラミックマトリックス材料が下記Ｉおよび
    IIから成る群より選択されるガラスセラミック材料であ
    ることを特徴とする請求項８記載のセラミックマトリッ
    クス複合品。 I ．灰長石；およびムライト（３Ａｌ＿２Ｏ＿３・Ｓ
    ｉＯ＿２），きん青石（２ＭｇＯ・２Ａｌ＿２Ｏ＿３・
    ５ＳｉＯ＿２），バリウム大隅石（ＢａＯ・２ＭｇＯ・
    ３Ａｌ＿２Ｏ＿３・９ＳｉＯ＿２），曹長石固溶体（Ｎ
    ａ＿２Ｏ・Ａｌ＿２Ｏ＿３・６ＳｉＯ＿２），Ａｌ＿２
    Ｏ＿３，ＳｉＯ＿２，ＣａＯ，ＳｉＯ＿２またはゲーレ
    ナイト（２ＣａＯ・Ａｌ＿２Ｏ＿３・ＳｉＯ＿２）と灰
    長石との疑似２成分から成る群より選択される主要結晶
    相を含むガラスセラミックであって、その組成が重量％
    で表わして、約０−２５％のＣａＯ，０−３０％のＳｒ
    Ｏ，ＣａＯ＋ＳｒＯの合計が１０−３０％，０−１５％
    のＭｇＯ，０−２５％のＢａＯ，０−４％のＮａ＿２Ｏ
    ，０−６％のＫ＿２Ｏ，２５−３８％のＡｌ＿２Ｏ＿３
    ，０−１２％のＴｉＯ＿２，３５−６０％のＳｉＯ＿２
    ，０−１５％のＺｒＯ＿２，および０−３％のＡｓ＿２
    Ｏ＿３，そしてＢａＯ＋ＭｇＯ＋Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ
    ＋ＴｉＯ＿２＋ＺｒＯ＿２＋ＡＳ＿２Ｏ＿３の合計が０
    −３０％から実質的に成るガラスセラミック。 II．ムライトとα−アルミナの少くとも１つと固溶体を
    なす三斜晶系灰長石から実質的になる主要結晶相を含む
    ガラスセラミックであって、そしてそのガラスセラミッ
    クは、重量％で表わして、約１６−２０％のＣａＯ，３
    ８．５−４６％のＡｌ＿２Ｏ＿３，３５−４２％のＳｉ
    Ｏ＿２，および０．２５−３％のＡｓ＿２Ｏ＿３，そし
    て０．１−３％のＣｒ＿２Ｏ＿３，０．２５−３％のＨ
    ｆＯ＿２，２−５％のＭｏＯ＿３，０．２５−３％のＮ
    ｂ＿２Ｏ＿５，０．２５−３％のＴａ＿２Ｏ＿５，０．
    ２５−３％のＷＯ＿３および１−１０％のＺｒＯ＿２か
    ら成る群より表示された割合で選択される少くとも１つ
    の核剤を合計で１０％までから実質的になる組成を有し
    、その組成は実質的にＴｉＯ＿２を含まず、そしてその
    組成が理論上の三斜晶系灰長石中のＡｌ＿２Ｏ＿３の割
    合を越えて約１０−５０モル％の量でＡｌ＿２Ｏ＿３を
    含むガラスセラミック。 １２）アモルファスまたは結晶質無機繊維強化材料をセ
    ラミック，ガラスセラミックおよびガラスから成る群よ
    り選択されるセラミックマトリックス材料と組み合わせ
    、その後前記マトリックス材料と繊維の組合せを稠密な
    繊維強化複合材料に圧密化する各工程を含むセラミック
    マトリックス複合品の製造方法において、繊維強化材料
    をセラミックマトリックス材料と組み合わせる前に、板
    状珪酸塩結晶またはその酸化物先駆体から実質的に成る
    コーティングを繊維強化材料の表面に施すことを特徴と
    する製造方法。 １３）繊維強化材料の表面に施す前記コーティングが合
    成フルオルマイカ板状珪酸塩結晶から実質的に成り、そ
    して前記繊維強化材料を水性フルオルマイカゲルに接触
    させることによってフルオルマイカ結晶を繊維強化材料
    の表面に施すことを特徴とする請求項１２記載の製造方
    法。 １４）前記水性フルオルマイカゲルが、フルオルヘクト
    ライト，ヒドロキシルヘクトライト，ホウ素フルオロ金
    雲母，ヒドロキシルホウ素金雲母，およびそれら相互の
    間の固溶体，およびそれらとタルク，フルオルタルク，
    ポリリシオナイト，フルオルポリリシオナイト，金雲母
    およびフルオロ金雲母の群から選択される他の構造的相
    容種との間の固溶体から成る群より選択される少くとも
    １つの水膨潤フルオルマイカ種を含むことを特徴とする
    請求項１３記載の製造方法。 １５）繊維強化材料の表面に施す前記コーティングが板
    状珪酸塩結晶の酸化物先駆体から実質的に成り、その酸
    化物先駆体が非水性有機金属ゾルから実質的に成り、そ
    の有機金属ゾルが加熱によって合成フルオルマイカ結晶
    に転換できることを特徴とする請求項１２記載の製造方
    法。 １６）前記非水性有機金属ゾルが、珪素，アルミニウム
    ，ホウ素，マグネシウム，アルカリ金属およびアルカリ
    土類金属から成る群より選択される金属の金属アルコキ
    シドの組合せを含むことを特徴とする請求項１５記載の
    製造方法。 １７）繊維強化材料の表面に施す前記コーティングが板
    状珪酸塩結晶の酸化物先駆体から実質的に成り、その酸
    化物先駆体がガラス粉末から実質的に成り、そのガラス
    粉末が加熱によって合成フルオルマイカガラスセラミッ
    クに転換できることを特徴とする請求項１２記載の製造
    方法。
JP1276973A 1988-10-24 1989-10-24 マイカマトリツクスまたは中間層を含む繊維強化複合品およびその製造方法 Pending JPH02164743A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/261,671 US4935387A (en) 1988-10-24 1988-10-24 Fiber-reinforced composite comprising mica matrix or interlayer
US261671 1988-10-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02164743A true JPH02164743A (ja) 1990-06-25

Family

ID=22994333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1276973A Pending JPH02164743A (ja) 1988-10-24 1989-10-24 マイカマトリツクスまたは中間層を含む繊維強化複合品およびその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4935387A (ja)
EP (1) EP0366234B1 (ja)
JP (1) JPH02164743A (ja)
CA (1) CA1319496C (ja)
DE (1) DE68902974T2 (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5312787A (en) * 1988-07-21 1994-05-17 Japan Fine Ceramics Center Ceramics composite material and method of producing the same
US5190895A (en) * 1988-07-21 1993-03-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Ceramics composite material
GB2230258B (en) * 1989-04-14 1993-10-20 Gen Electric Consolidated member and method and preform for making
US5512359A (en) * 1990-01-12 1996-04-30 Alliedsignal Inc. High flexural strength ceramic fiber reinforced silicon carboxide composite
US5418194A (en) * 1990-04-23 1995-05-23 Corning Incorporated Coated inorganic fiber reinforcement materials and ceramic composites comprising the same
US5198302A (en) * 1990-04-23 1993-03-30 Corning Incorporated Coated inorganic fiber reinforcement materials and ceramic composites comprising the same
US5132253A (en) * 1990-12-17 1992-07-21 Corning Incorporated Sol-gel method for making ceramic materials
US5275984A (en) * 1991-03-13 1994-01-04 Northrop Corporation Fiber coating of unbonded multi-layers for toughening ceramic fiber-matrix composites
US5221578A (en) * 1991-03-13 1993-06-22 Northrop Corporation Weak frangible fiber coating with unfilled pores for toughening ceramic fiber-matrix composites
US5132256A (en) * 1991-03-26 1992-07-21 Corning Incorporated Fiber-reinforced composite comprising mica-doped ceramic matrix
US5120681A (en) * 1991-05-23 1992-06-09 W. R. Grace & Co.-Conn. Ceramic composites containing spinel, silicon carbide, and boron carbide
JP3280433B2 (ja) * 1992-10-09 2002-05-13 株式会社日清製粉グループ本社 超微粒子を表面に均一に分散付着した繊維または織布およびその製造方法およびそれを用いた繊維強化複合材
FR2699523B1 (fr) * 1992-12-21 1995-03-24 Europ Propulsion Phyllosilicates de synthèse et procédé pour leur préparation.
US5480707A (en) * 1993-10-06 1996-01-02 Hyper-Thern High-Temperature Composites, Inc. Toughened ceramic composite materials comprising coated refractory fibers in a ceramic matrix wherein the fibers are coated with carbon and an additional coating of ceramic material and carbon mixture
US5455106A (en) * 1993-10-06 1995-10-03 Hyper-Therm High Temperature Composites, Inc. Multilayer fiber coating comprising alternate fugitive carbon and ceramic coating material for toughened ceramic composite materials
CA2137528C (en) * 1994-04-15 2001-07-03 Peter E. D. Morgan Ceramic composites having a weak bond interphase material selected from monazites and xenotimes
US5652188A (en) * 1994-08-08 1997-07-29 Corning Incorporated Fiber-reinforced composite with sheet silicate interlayer
US5605868A (en) * 1994-12-29 1997-02-25 Corning Incorporated Oxidative stable ceramic composites
EP0833804B1 (en) * 1995-06-21 2000-09-13 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method for coating a fiber with a mullite-contaning coating and process for making a composite article containing the fiber
US6194083B1 (en) * 1997-07-28 2001-02-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Ceramic composite material and its manufacturing method, and heat resistant member using thereof
JP3722188B2 (ja) 1999-01-28 2005-11-30 石川島播磨重工業株式会社 セラミックス基複合部材及びその製造方法
US6375729B1 (en) 1999-03-19 2002-04-23 Jeneric/Pentron, Inc. Machinable glass-ceramics
US6878651B2 (en) * 2000-12-01 2005-04-12 Ford Global Technologies, Llc Glass compositions for ceramic electrolyte electrochemical conversion devices
DE10329049A1 (de) * 2003-06-27 2005-01-13 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht, Schutzschicht, Verwendung derselben und Bauteil mit einer Schutzschicht
EP1874708A4 (en) 2005-02-23 2010-06-30 Kennametal Inc ALUMINUM OXIDE BOROCARBIDE CERAMICS AND METHOD FOR THEIR PREPARATION AND USE
US20060189474A1 (en) 2005-02-23 2006-08-24 Yeckley Russell L Alumina-boron carbide ceramics and methods of making and using the same
US20070237939A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-11 Wei-Hsing Tuan Ceramic reinforcement material
KR100812105B1 (ko) * 2006-08-28 2008-03-12 한국과학기술연구원 파괴저항성이 높은 평판형 고체산화물 연료전지 스택용복합 밀봉재 및 그 제조방법
US7867932B2 (en) * 2007-08-28 2011-01-11 Corning Incorporated Refractory glass ceramics
JP2013513547A (ja) 2009-12-14 2013-04-22 オーシーヴィー インテレクチュアル キャピタル リミテッド ライアビリティ カンパニー 屈折率が制御された高強度ガラス繊維、該ガラス繊維を製造するための組成物及び該ガラス繊維から形成される複合材料
BR112013013237A2 (pt) * 2010-12-20 2016-09-06 3M Innovative Properties Co método de formação de microesferas ocas, microesferas ocas e aparelho para formação de microesferas ocas de vidro
US20120094205A1 (en) * 2011-08-03 2012-04-19 Delphi Technologies, Inc. Compliant glass seal for fuel cell stack
US8900661B2 (en) 2011-10-03 2014-12-02 United Technologies Corporation Method of filling porosity of ceramic component
US9409823B2 (en) * 2013-02-15 2016-08-09 Deborah D. L. Chung Microstructured high-temperature hybrid material, its composite material and method of making
DE102014115940B4 (de) * 2014-11-03 2016-06-02 Cuylits Holding GmbH Verfahren zur Herstellung eines Isolationsformteils, Isolationsformteil, hergestellt durch dieses Verfahren und Gusswerkzeug zur Herstellung eines Isolationsformteils unter Anwendung des Verfahrens
EP3428132B1 (de) * 2017-07-10 2023-08-30 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Quarzglasbauteil mit hoher thermischer stabilität, halbzeug dafür und verfahren zur herstellung desselben
US11518707B2 (en) 2019-04-02 2022-12-06 Corning Incorporated Chemically strengthenable machinable glass-ceramics
CN110240491B (zh) * 2019-07-09 2021-11-23 成都贝施美生物科技有限公司 一种高韧性的氧化锆瓷块

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3689293A (en) * 1970-07-08 1972-09-05 Corning Glass Works Mica glass-ceramics
US3732087A (en) * 1971-02-24 1973-05-08 Corning Glass Works Tetrasilicic mica glass-ceramic method
US3869335A (en) * 1971-03-04 1975-03-04 August C Siefert Impact resistant inorganic composites
US3756838A (en) * 1971-05-28 1973-09-04 Corning Glass Works Strontium fluormica glass ceramics
US3905824A (en) * 1974-11-11 1975-09-16 Corning Glass Works Glass-ceramic articles with oriented mica crystals and method
US3997352A (en) * 1975-09-29 1976-12-14 Corning Glass Works Mica-spodumene glass-ceramic articles
US4239519A (en) * 1979-03-26 1980-12-16 Corning Glass Works Inorganic gels and ceramic papers, films, fibers, boards, and coatings made therefrom
US4397901A (en) * 1979-07-31 1983-08-09 Warren James W Composite article and method of making same
US4324843A (en) * 1980-02-13 1982-04-13 United Technologies Corporation Continuous length silicon carbide fiber reinforced ceramic composites
US4314852A (en) * 1980-05-07 1982-02-09 United Technologies Corporation Silicon carbide fiber reinforced glass composites
US4405685A (en) * 1980-11-13 1983-09-20 Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry Carbon fibers with duplex metal carbide coating and methods for manufacture thereof
US4399231A (en) * 1982-02-05 1983-08-16 United Technologies Corporation Discontinuous silicon carbide fiber reinforced glass composites
US4485179A (en) * 1982-05-20 1984-11-27 United Technologies Corporation Reaction inhibited-silicon carbide fiber reinforced high temperature glass-ceramic composites
US4581053A (en) * 1982-05-25 1986-04-08 United Technologies Corporation Method of producing woven fiber reinforced glass matrix composite articles
US4464475A (en) * 1983-01-13 1984-08-07 Corning Glass Works Glass-ceramic articles containing osumilite
US4589900A (en) * 1983-03-17 1986-05-20 United Technologies Corporation High-strength thermally stable magnesium aluminosilicate glass-ceramic matrix sic fiber composite
US4588699A (en) * 1983-03-17 1986-05-13 United Technologies Corporation High strength, thermally stable magnesium aluminosilicate glass-ceramic matrix-sic fiber composites
US4642271A (en) * 1985-02-11 1987-02-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy BN coating of ceramic fibers for ceramic fiber composites
US4605588A (en) * 1985-03-14 1986-08-12 The Boeing Company Barrier coated ceramic fiber and coating method
US4615987A (en) * 1985-04-15 1986-10-07 Corning Glass Works Reinforcement of alkaline earth aluminosilicate glass-ceramics
US4711860A (en) * 1986-03-12 1987-12-08 Corning Glass Works Modified cordierite glass ceramic composite
US4673658A (en) * 1986-04-25 1987-06-16 Corning Glass Works Cordierite ceramics containing silicon carbide whisker reinforcement
US4755489A (en) * 1986-12-18 1988-07-05 Corning Glass Works Reinforced calcium aluminosilicate glass-ceramics
US4857485A (en) * 1987-10-14 1989-08-15 United Technologies Corporation Oxidation resistant fiber reinforced composite article
US4828926A (en) * 1987-12-04 1989-05-09 Inotel Inc. Aluminum phosphate bonded micas and composite thereof

Also Published As

Publication number Publication date
DE68902974D1 (de) 1992-10-29
US4935387A (en) 1990-06-19
EP0366234A1 (en) 1990-05-02
CA1319496C (en) 1993-06-29
EP0366234B1 (en) 1992-09-23
DE68902974T2 (de) 1993-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4935387A (en) Fiber-reinforced composite comprising mica matrix or interlayer
US4948758A (en) Fiber-reinforced composite comprising mica matrix or interlayer
US5418194A (en) Coated inorganic fiber reinforcement materials and ceramic composites comprising the same
US4919991A (en) Hybrid ceramic matrix composite articles comprising particulate additives and method
US4992318A (en) Laminated hybrid ceramic matrix composites
US4615987A (en) Reinforcement of alkaline earth aluminosilicate glass-ceramics
US4626515A (en) Reinforced alkaline earth aluminosilicate glasses
US5198302A (en) Coated inorganic fiber reinforcement materials and ceramic composites comprising the same
US4464475A (en) Glass-ceramic articles containing osumilite
JPS63297278A (ja) 繊維強化セラミックスマトリックス合成物とその製法
US5132254A (en) Coated fibers for ceramic matrix composites
US5422319A (en) Fiber reinforced ceramic matrix composites exhibiting improved high-temperature strength
US5427986A (en) B-N-Cx hydrid coatings for inorganic fiber reinforcement materials
US5132256A (en) Fiber-reinforced composite comprising mica-doped ceramic matrix
US5223064A (en) Method of making laminated hybrid ceramic matrix composites
US5164341A (en) Fiber reinforced ceramic matrix composites exhibiting improved high-temperature strength
US5132253A (en) Sol-gel method for making ceramic materials
US6022621A (en) Mullite-containing coatings for inorganic fibers and ceramic matrix composites
Chadha et al. Amorphous self‐glazed, chopped basalt fiber reinforced, geopolymer‐based composites
US5605868A (en) Oxidative stable ceramic composites
JPH0397640A (ja) 強化されたガラス状マトリックスを有する複合材料及びその製造方法
US5652188A (en) Fiber-reinforced composite with sheet silicate interlayer
US4846866A (en) Providing reinforced alkaline earth aluminosilicate glasses
CA1211476A (en) Glass-ceramic articles containing osumilite
Plant Development of Inorganic Binders