JPH0467947A - 積層型複合部材 - Google Patents

積層型複合部材

Info

Publication number
JPH0467947A
JPH0467947A JP2181036A JP18103690A JPH0467947A JP H0467947 A JPH0467947 A JP H0467947A JP 2181036 A JP2181036 A JP 2181036A JP 18103690 A JP18103690 A JP 18103690A JP H0467947 A JPH0467947 A JP H0467947A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
continuous fiber
laminated
silicone carbide
silicon carbide
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
JP2181036A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Okada
明 岡田
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2181036A priority Critical patent/JPH0467947A/ja
Priority to US07/725,801 priority patent/US5211999A/en
Publication of JPH0467947A publication Critical patent/JPH0467947A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
    • F02F7/0087—Ceramic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • 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
    • C04B35/56—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 carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—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 carbides or oxycarbides based on 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
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6582—Hydrogen containing atmosphere
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/365—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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/38—Fiber or whisker reinforced
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/76—Forming laminates or joined articles comprising at least one member in the form other than a sheet or disc, e.g. two tubes or a tube and a sheet or disc
    • C04B2237/765—Forming laminates or joined articles comprising at least one member in the form other than a sheet or disc, e.g. two tubes or a tube and a sheet or disc at least one member being a tube
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/84—Joining of a first substrate with a second substrate at least partially inside the first substrate, where the bonding area is at the inside of the first substrate, e.g. one tube inside another tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/08—Ceramics; Oxides
    • F05C2203/0804—Non-oxide ceramics
    • F05C2203/0813—Carbides
    • F05C2203/0817—Carbides of silicon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/16—Fibres
    • 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
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1314—Contains fabric, fiber particle, or filament made of glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide, or metal carbide or other inorganic compound [e.g., fiber glass, mineral fiber, sand, etc.]
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1317—Multilayer [continuous layer]
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139—Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
    • Y10T428/1393—Multilayer [continuous layer]
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/249928—Fiber embedded in a ceramic, glass, or carbon matrix
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2918—Rod, strand, filament or fiber including free carbon or carbide or therewith [not as steel]
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Laminated Bodies (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】 【発明の目的】
（産業上の利用分野） この発明は、耐熱性に優れていると共に高温における強
度および靭性にも優れていることが要求される部品等の
素材として利用するのに好適な積層型複合部材に関する
ものである。 （従来の技＃ｉ） 従来、高温用構造部材としては、耐熱性に優れたセラミ
ックスを用いることが提案されている。 しかし、セラミックスガスタービンの開発計画では、使
用時における熱応力と機械的応力の重畳により、セラミ
ックス部品が破損することがあるという問題があった。 これは、過大な引張応力成分に素材が耐え難いためであ
る。 すなわち、モノリスのセラミックスでは、破壊靭性が低
いため、数１０ミクロンから数１００ミクロン程度の微
小な欠陥を有するときには、引張応力の付与によって容
易に破壊に至ることが問題となる。 破壊靭性を高めることは、一般に、亀裂先端での塑性変
形能を与えることであり、これは、高温におけるクリー
プ速度を高めるための高温構造材料としての他の特性を
低下せしめることとなる。 これが、耐熱鋼やニッケル、コバルト基の超合金の耐熱
性向上に限界が見い出された理由である。 複合化によるセラミックスの破壊靭性向上の試みは、こ
のような背景のもとで行われた。すなわち、第２相を積
極的に導入して、亀裂の伝播に対する抵抗として破壊靭
性を高める試みは、ウィスカーのような針状粒子、板状
粒子等の導入によって行われ、破壊靭性や破壊応力にお
いて数１０％程度の向上は達成できたが、製造技術の複
雑化に見合うだけの特性の向上が得られたがどうかにつ
いては疑問である。 連続繊維強化セラミックスは、繊維とマトリックスの結
合力が弱いときには、引張応力の負荷によりマトリック
スの破壊と界面のはくりを生ずることがあるが、繊維が
応力を分担するため破壊靭性が大きく、カタストロフィ
クな破壊が生じがたい特長があった。 しかし、界面強度が低いことＩよ、せん新型の破壊を生
じやすいことが明らかになってきており、このような破
壊を生じないようにすることが課題となっていた。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、せん面応力と圧縮応力に強いモノリスセラミ
ックスと破壊靭性の大きい繊維強化セラミックスとを積
層して複合化することにより、高温における強度および
靭性に優れている複合部材を提供することを目的として
いる。
【発明の構成】
（課題を解決するための手段） この発明に係わる積層型複合部材は、繊維強化セラミッ
クスとモノリスセラミックスとが積層した構造をなす構
成としたことを特徴としており実施態様においては、繊
維強化セラミックスとして炭化ケイ素繊維や炭素ａｍ、
ｉ強化炭化ケイ素セラミックスを用い、モノリスセラミ
ックスとしてち密質炭化ケイ素を用いる構成としたこと
を特徴としており、必要に応じては三層以上の多層構造
の構成としたことを特徴としており、このような積層型
複合部材の構成を前述した咲来の課題を解決するための
手段としている。 （発明の作用） この発明に係わる積層型複合部材は、せん面応力と圧縮
応力に強いモノリスセラミックスと破壊靭性の大きい繊
維強化セラミ−７クスとを積層して複合化した構造をな
すものであるから、せん面応力と圧縮応力に強いと共に
破壊靭性が大きい複合部材となっており、高温での強度
および靭性に優れた耐熱性のあるセラミックス複合部材
となる。 （実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Ｘ１目１↓ ′Ｓ１図はこの発明の一実施例を示す図である。 第１図に例示する積層型複合部材１は、連続繊維強化セ
ラミックス２とモノリスセラミックス３とが積層した構
造をなすものであって、この実施例では、ち密質炭化ケ
イ素焼結体よりなる円筒状のモノリスセラミックス３と
それを包む炭化ケイ素連続繊１１２ａと多孔質炭化ケイ
素との複合体よりなる連続繊維強化セラミ７クス２とか
らなっている。 これらのうち、モノリスセラミックス３であるち密質炭
化ケイ素焼結体は、例えば、β型炭化ケイ素粉末に０．
５％のホウ素と１％の炭素を添加してアルゴン中または
真空中で２０００〜２１００℃の温度で焼成して得たも
のを用いることができる。 そして、このようにして得た炭化ケイ素焼結体からなる
円筒状のモノリスセラミックス３に、炭化ケイ素Ｍ続ｌ
ａ維２ａを巻きつけたのも繊維間隙に炭化ケイ素を含浸
して外側の部分に炭化ケイ素連続繊維と多孔質炭化ケイ
素との複合体よりなる連続繊維強化セラミックス２を複
合化することによって、積層型複合部材１を製造するこ
とができる。 この場合、炭化ケイ素連続繊維２ａの間隙に炭化ケイ素
を含浸させる際の含浸方法としては、気相法、液相法の
いずれをも採用することができる。 これらのうち、気相法としては、メチルトリクロルシラ
ン（ＣＨ３Ｓ　ｉ　Ｃ１ｓ　）を水素ガス（Ｈ２）で希
釈して、１０００″Ｃ＃後に加熱した繊維を巻きつけた
炭化ケイ素焼結体に流すことによって含浸することがで
きる。このとき、ち密質炭化ケイ素焼結体の表面から順
に気相含浸を開始するような温度勾配をもたすとよい６ また、ポリカルボシランを縁！Ｉ層に合挽して執分解に
より炭化ケイ素に転化する部組σによる含浸を行うこと
もできる。 この実施例における積層型複合部材１は、内側が圧縮お
よびせん断応力に強いち重重中化ケイ素焼結体よりなる
モノリスセラミックス６で構成されていると共に、外側
が円周方■の５１張ニ力に対して強化された炭化ケイ素
連＝　ｍ　ａ強化炭化ケイ素セラミックスからなるｌ！
紺＃岬化セラミックス２で構成されているので、伸開お
よび靭性に優れたものとなっており、例えは、カスター
ビン用の燃焼カス通路や燃＃咎として適用した場合に熱
応力に十分に耐えうる繊φとなっている。 このような用途において、円筒状の作合剖材１が燃焼カ
スにより加熱されるときには、内＋１１１１部分に圧縮
応力が発生し、外側部分に畳１張島刀か発生する。そし
て、このとき１円筒の内側部分に発生した圧縮応力およ
びそれに付随するせん断応力については、モノリスセラ
ミックス３が応力を分担するため破壊しにくい＆Ｉ造と
なっている。他方、円筒の外側部分に発生した引張応力
は連続繊維強化セラミックス２の炭化ケイ素連続繊ｊｉ
２ａによって分担されるためこれまた破壊しにくい構造
となっている。 さらに、燃焼ガスによって高温となる内側部分はち密な
モノリスセラミックス３がらなっているため、酸化によ
る劣化が少ないものとなっている。すなわち、表面にち
密なシリカガラスの不動態膜を形成するため、内部への
酸化の進展が抑制されるものとなる。 尺亙勇ヱ 第２図はこの発明の他の実施例を示す図である。 第２図に例示する積層型複合部材１１は、連続繊維強化
セラミックス１２とモノリスセラミックス１３とが積層
した構造をなすものであって、この実施例では、高温で
曲げ応力が付加される部分の耐熱板材として利用するの
に適したものであって、ち密質炭化ケイ素焼結体よりな
るモノリスセラミックス１３の上に炭化ケイ素繊維強化
炭化ケイ素複合体よりなる連続ＷＬ維強化セラミックス
１２を積層して複合化したものである。この場合、連続
繊維強化セラミックス１２を構成する炭化ケイ素線＠　
１２　ａは互いに直交するように２軸配向している。 このような積層型複合部材１１は、例えば、ち密質炭化
ケイ素焼結体よりなるモノリスセラミックス１３に炭化
ケイ素Ｊｉｍ、１ｉ１２ａを巻いたのち、炭化ケイ素を
繊維間隙に含浸させて連続繊維強化セラミックス１２と
し、これを機械的に切断加工して製造することができる
。 このとき、基体であるち密質炭化ケイ素焼結体よりなる
モノリス、セラミックス１２の陵については、炭化ケイ
素繊維１２ａを巻きつけたときに折損しないように丸め
ておくことが必要である。 この実施例における耐熱板材型の複合部材１１は、４す
みで支持されてその中央を押圧されるような曲げ負荷が
加わったときに、引張応力を連続繊維強化セラミックス
１２の炭化ケイ素繊維が負担し、圧縮応力をモノリスセ
ラミックス１３の炭化ケイ素が分担する構造となってい
るため、破壊しにくいものとなっている。 このような複合部材１１の構造は、特に大型部材となる
程、その特長が生かせる。なぜならばモノリスセラミッ
クス１３のみで作ったときには有効体積の増大により高
い強度のものを製造することが困難となるし、全体をＪ
＠維強化セラミックス１２で構成すれば圧縮およびせん
断応力によって容易に破損してしまうからである。 【発明の効果コ 以上説明してきたように、この発明に係わる積層型複合
部材は、繊維強化セラミックスとモノリスセラミックス
とが積層した構造をなすものであり、せん断応力および
圧縮応力に強いモノリスセラミックスと破壊靭性の大き
い繊維強化セラミー７クスとを積層した構造をなすもの
であるから、せん断応力と圧縮応力に強いと共に破壊靭
性が大きい複合部材となっており、高温での強度および
靭性に優れた耐熱性のあるセラミックス複合材料であっ
て、高温で使用する構造物の素材として使用した場合に
破損しに〈〈信頼性を高めることができるようになると
いう著大なる効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）（ｂ）はこの発明の一実施例を示すもので
あって、ガスタービン用燃焼ガス通路や燃焼筒のごとく
内部から加熱される用途に用いられる部品として適した
積層型複合部材の各々縦断面説明図および側面説明図、
第２図（ａ）（ｂ）はこの発明の他の実施例を示すもの
であって、圧縮負荷および引張応力が加えられる用途に
用いられる部品として適した積層型複合部材の各々平面
説明図および断面説明図である。 １．１１・・・積層型複合部材、 ２．１２・・・連続繊維強化セラミックス、笥４Ｂｇ （ｂ） ３モノ１ノスＰラミツ７ス ３・・・モノリスセラミックス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）繊維強化セラミックスとモノリスセラミックスと
    が積層した構造をなすことを特徴とする積層型複合部材
    。
JP2181036A 1990-07-09 1990-07-09 積層型複合部材 Pending JPH0467947A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2181036A JPH0467947A (ja) 1990-07-09 1990-07-09 積層型複合部材
US07/725,801 US5211999A (en) 1990-07-09 1991-07-09 Laminated composite composed of fiber-reinforced ceramics and ceramics and method of producing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2181036A JPH0467947A (ja) 1990-07-09 1990-07-09 積層型複合部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0467947A true JPH0467947A (ja) 1992-03-03

Family

ID=16093645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2181036A Pending JPH0467947A (ja) 1990-07-09 1990-07-09 積層型複合部材

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5211999A (ja)
JP (1) JPH0467947A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014167423A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Kyocera Corp 原子炉構造部材およびこれを備える燃料集合体
WO2016027472A1 (ja) * 2014-08-22 2016-02-25 株式会社鷺宮製作所 圧力スイッチ

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5394932A (en) * 1992-01-17 1995-03-07 Howmet Corporation Multiple part cores for investment casting
JPH07508703A (ja) * 1992-06-12 1995-09-28 ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー モノリシックセラミック／繊維強化セラミック複合材料
US5411763A (en) * 1993-01-11 1995-05-02 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method of making a modified ceramic-ceramic composite
US5304031A (en) * 1993-02-25 1994-04-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Outer air seal for a gas turbine engine
US5389411A (en) * 1993-09-24 1995-02-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Composite structure forming a wear surface
US5407504A (en) * 1993-11-18 1995-04-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for joining ceramic to ceramic or to carbon
US5455000A (en) * 1994-07-01 1995-10-03 Massachusetts Institute Of Technology Method for preparation of a functionally gradient material
DE4432685C1 (de) * 1994-09-14 1995-11-23 Mtu Muenchen Gmbh Anlaufbelaf für das Gehäuse einer Turbomaschine und Verfahren zur Herstellung
US5634598A (en) * 1994-09-20 1997-06-03 Minerals Technologies, Inc. Abrasion resistant lined sweep nozzle
DE19712287C1 (de) * 1997-03-24 1998-08-20 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Gezahntes Bauelement zur mechanischen Kraftübertragung
US6001436A (en) 1997-05-12 1999-12-14 Northrop Grumman Corporation Ceramic matrix composite turbocharger housing
JP3143086B2 (ja) * 1997-10-14 2001-03-07 核燃料サイクル開発機構 ＳｉＣ複合材料スリーブおよびその製造方法
US6265078B1 (en) * 1999-09-09 2001-07-24 Northrop Grumman Corporation Reducing wear between structural fiber reinforced ceramic matrix composite automotive engine parts in sliding contacting relationship
US6451416B1 (en) 1999-11-19 2002-09-17 United Technologies Corporation Hybrid monolithic ceramic and ceramic matrix composite airfoil and method for making the same
US6489001B1 (en) * 2000-03-27 2002-12-03 Northrop Grumman Corp. Protective impact-resistant thermal insulation structure
US6670021B2 (en) * 2001-11-14 2003-12-30 General Electric Company Monolithic ceramic attachment bushing incorporated into a ceramic matrix composite component and related method
US7153096B2 (en) * 2004-12-02 2006-12-26 Siemens Power Generation, Inc. Stacked laminate CMC turbine vane
US7874059B2 (en) * 2006-01-12 2011-01-25 Siemens Energy, Inc. Attachment for ceramic matrix composite component
EP1972878B1 (en) * 2006-01-13 2016-09-28 NGK Insulators, Ltd. Support structure of heater
JP4777444B2 (ja) * 2009-03-03 2011-09-21 シャープ株式会社 デコーダ装置および移動制御装置
DE102009011585A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Frank, Egon, Dr. Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
JP6543457B2 (ja) * 2014-11-11 2019-07-10 イビデン株式会社 流体用整流部材
US10865151B2 (en) 2015-05-19 2020-12-15 Basf Se Gas-tight, heat-permeable multilayer ceramic composite tube

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62263044A (ja) * 1986-05-09 1987-11-16 コ−ニング　グラス　ワ−クス 積層セラミツク体
JPS63129115A (ja) * 1986-11-18 1988-06-01 Hitachi Metals Ltd 排気系機器とその製造方法
JPH01224286A (ja) * 1987-09-17 1989-09-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc セラミックス複合材料
JPH0274669A (ja) * 1988-09-08 1990-03-14 Kawasaki Steel Corp 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法
JPH0274671A (ja) * 1988-09-08 1990-03-14 Kawasaki Steel Corp 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法
JPH0274668A (ja) * 1988-09-08 1990-03-14 Kawasaki Steel Corp 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法
JPH0291270A (ja) * 1988-09-08 1990-03-30 Kawasaki Steel Corp 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法
JPH02204373A (ja) * 1989-01-31 1990-08-14 Tonen Corp 繊維強化セラミックス複合材料
JPH03153585A (ja) * 1989-11-10 1991-07-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 被覆炭素繊維強化複合材料

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4341826A (en) * 1980-02-13 1982-07-27 United Technologies Corporation Internal combustion engine and composite parts formed from silicon carbide fiber-reinforced ceramic or glass matrices
DE3133209C2 (de) * 1981-08-21 1985-04-25 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Hohler Verbundkörper, insbesondere Umdrehungskörper und Verfahren zu seiner Herstellung
JPH01132937A (ja) * 1987-11-18 1989-05-25 Junkosha Co Ltd 光透過式液体検知センサ

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62263044A (ja) * 1986-05-09 1987-11-16 コ−ニング　グラス　ワ−クス 積層セラミツク体
JPS63129115A (ja) * 1986-11-18 1988-06-01 Hitachi Metals Ltd 排気系機器とその製造方法
JPH01224286A (ja) * 1987-09-17 1989-09-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc セラミックス複合材料
JPH0274669A (ja) * 1988-09-08 1990-03-14 Kawasaki Steel Corp 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法
JPH0274671A (ja) * 1988-09-08 1990-03-14 Kawasaki Steel Corp 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法
JPH0274668A (ja) * 1988-09-08 1990-03-14 Kawasaki Steel Corp 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法
JPH0291270A (ja) * 1988-09-08 1990-03-30 Kawasaki Steel Corp 耐酸化性炭素繊維強化炭素材料およびその製造方法
JPH02204373A (ja) * 1989-01-31 1990-08-14 Tonen Corp 繊維強化セラミックス複合材料
JPH03153585A (ja) * 1989-11-10 1991-07-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 被覆炭素繊維強化複合材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014167423A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Kyocera Corp 原子炉構造部材およびこれを備える燃料集合体
WO2016027472A1 (ja) * 2014-08-22 2016-02-25 株式会社鷺宮製作所 圧力スイッチ

Also Published As

Publication number Publication date
US5211999A (en) 1993-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0467947A (ja) 積層型複合部材
US10954168B2 (en) Ceramic matrix composite articles and methods for forming same
US7686577B2 (en) Stacked laminate fiber wrapped segment
Naslain SiC‐matrix composites: nonbrittle ceramics for thermo‐structural application
US12358842B2 (en) Silicon carbide ceramic
US20100150703A1 (en) Stacked laminate bolted ring segment
JP2014094855A (ja) 炭化ケイ素セラミックス接合体及び炭化ケイ素セラミックス接合体の製造方法
KR102202166B1 (ko) 코팅 구조, 이것을 가지는 터빈 부품 및 코팅 구조의 제조 방법
KR20070077116A (ko) 세라믹 매트릭스 적층체
EP0595075A2 (en) Microlaminated composites and method for preparing them
JPH01123991A (ja) 内熱式高温高圧装置の断熱構造体
KR20160086428A (ko) 하이브리드 샌드위치 세라믹 매트릭스 복합재
US7427428B1 (en) Interphase for ceramic matrix composites reinforced by non-oxide ceramic fibers
Sudre et al. Alumina single‐crystal fibre reinforced alumina matrix for combustor tiles
Moeller et al. Fiber‐Reinforced Ceramic Composites
JPH10182256A (ja) 繊維強化セラミックス基複合材およびその製造方法
JPH02137777A (ja) セラミックスの接合方法
GB2241913A (en) Shaping filament reinforced annular objects.
JPS59156976A (ja) 金属部材とセラミツク部材との結合体及びその結合方法
JPH0735315B2 (ja) 耐熱・耐酸化性高強度部材およびその製造方法
JPH0328391B2 (ja)
WO1994023077A1 (en) Ductile titanium alloy matrix fiber reinforced composites
JPH1087364A (ja) 積層セラミックスの製造方法
Suiter et al. Brazing of bulk graphite/solid tritium breeder materials to metal substrates
Holmquist et al. Hot isostatically pressed silicon carbide fibre/mullite composites