JPH06509787A - 複合体から金属を除去する方法及び得られた製品 - Google Patents

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】 複合体から金属を除去する方法及び得られた製品技術分野 本発明は複合体から金属を除去するための新規な方法に関係する。詳しくは、金 属成分の中に少なくとも１種の金属構成成分を含む複合体であって、その少なく とも１つの表面に少なくとも部分的に近づけるか少なくとも部分的に近づくよう にすることができる複合体は、本発明の方法に供することによって少なくとも部 分的に、又は実質的に全ての金属成分を複合体から除去することができる。金属 成分又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分は、圧力や真空の適用を全く 必要とすることなく除去することができる。

背景技術 金属成分と補強相又は強化相（例、セラミック粒子、ウィスカー、繊維等）のよ うな二次構成成分を含んでなる複合材料製品（例、セラミック強化金属、金属強 化セラミック）は、各種の用途に大きな将来性を示す。しかしながら、場合によ り複合体中の金属成分又は少なくとも１つの金属構成成分がいくつかの工業的用 途を妨げることがある。例えば、複合体が金属成分として又は金属成分の中にア ルミニウム構成成分を含み、更にセラミック相又はセラミック構成成分を含む場 合、アルミニウム構成成分がかなりの量で存在するならば、その複合体を、例え ば特定の高温用途、特定の腐食環境、特定の浸蝕環境で使用することを妨げるこ とがある。従って、場合により、金属成分中の特定の構成成分又は金属成分その ものを複合体から少なくとも部分的に又は実質的に全て除去することが望ましい ことがある。

複合体から金属成分を除去するには、従来技術において各種の技術が知られてい る。具体的には、金属成分を複合体から浸出できることが広く知られている。ま た、温度と成る種の機械的に付加する圧力を同時に適用し、複合体から金属成分 を除去する方法も広く知られている。しかしながら、これらの方法にはこれらに 特有の欠点がある。例えば、温度と圧力の同時適用は複合体の微細組織に有害な 影響を与えることがある。また、高い圧力を適用すると複合体の形状に不利に作 用することがある。同様に、複合体を浸出工程に供することも、複合体の微細構 造（又はマクロ構造）に有害な影響を与えることがある。更にまた、これらの工 程は、金属成分を除去するために長い時間及び／又は比較的高い温度を提供しな ければ金属成分のかなりの部分を信頼よく除去できない。また、このような方法 は金属成分の中の１種以上の金属構成成分を選択的に除去できないことがある。

従って、圧力や真空（外部から適用又は内部発生のいずれも）の使用に依存せず に、特定の複合体から金属成分の金属構成成分の除去、あるいはいくつか又は全 ての金属成分そのものを除去する簡単で信頼性のある方法が長い間必要とされて きた。本発明は、真空等の適用を必要とせずに、複合体から少なくとも部分的に 又は実質的に全ての金属成分を除去する方法を提供することによりこれら及びこ の他の要求を満足させる。また、本発明は、複合体から金属成分の少なくとも１ 種の金属構成成分の除去及び／又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分の 選択的な領域の除去のための技術を提供する。

本出願人が有する米国特許及び米国特許出願の説明本出願は本出願人の米国特許 出願第０７／６４２２６７号（１９９１年１月１６日出願）の一部継続出願であ り、これは米国特許出願第０７／４４３２６５号（１９８９年１１月２９日出願 ）一部継続出願であり、発明者はＢｉｒｏｌ　Ｓ。

ｎｕｐａｒｌａｋらで、発明の名称は”Ａ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｒｅｍｏｖｉ ｎｇ　Ｍｅｔａｌ　Ｆｒｏｍ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｂｏｄｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐ ｒｏｄｕｃｔｓ　Ｐｒｏｄｕｃｅｄ　Ｔｈｅｒｅｂｙ″である。

本出願の主題は本出願人のいつつかの米国特許出願の主題と若干関係している。

詳しくは、金属マトリックス複合体を形成するための自発的浸透の概念がいくつ かの米国特許出願に開示されており、殆との関連事項は本明細書でも以降に述べ る。

金属マトリックス複合体を形成する新規な方法が、本出願人の米国特許出願第０ ７１５２１０４３（１９９０年５月９日出願）に開示されており、これは米国特 許出願第０７／４８４７５３（１９９０年２月２３日出願）の一部継続出願であ り、これは米国特許出願第０７／４３２６６１（１９８９年１１月７日出願）の 一部継続出願であり、これは米国特許出願第０７／４１６３２７（１９８９年ｌ Ｏ月６日出願）の一部継続出願であり、これは順に米国特許出願第０７／３４９ ５９０（１９８９年５月９日出願）の一部継続出願であり、これは順に米国特許 出願第０７／２６９３１１（１９８８年１１月ｌＯ日出願）の一部継続出願であ り、発明者はいずれもＡｇｈａｊａｎｉａｎらで、発明の名称はいずれも”Ａ　 Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｆｏｒｍｉｎｇ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏ ｓｔｔｅ　Ｂｏｄｉｅｓ　ｂｙ　ａ　５ｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　Ｉｎｆｉｌｔｒ ａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ、　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｐｒｏｄｕｃｅｄ 　Ｔｈｅｒｅｆｒ。

ｍ”である。

上記のＡｇｈａ　Ｊａｎ　ｉ　ａｎらの米国特許出願に開示されたプロセス条件 の下で、金属マトリックス複合体は溶融マトリックス金属をフィラー材料の通気 性材料又はプリフォームに自発的浸透（即ち、外からの圧力の適用や内部での圧 力の発生の必要がなくて浸透する）させて製造する。詳しくは、浸透促進剤及び ／又は浸透促進剤前駆体及び／又は浸透雰囲気が少なくともプロセスの成る段階 でフィラー材料又はプリフォームと連通し、溶融マトリックス金属がフィラー材 料又はプリフォームに自発的に浸透することを可能にする。

最初の好ましい態様において、浸透促進剤前駆体を、フィラー材料又はプリフォ ーム、及び／又はマトリックス金属、及び／又は浸透雰囲気の少なくとも１つに 適用することができる。適用した浸透促進剤前駆体はその後フィラー材料又はプ リフォーム中の少なくとも１つの成分、及び／又はマトリックス金属、及び／又 は浸透雰囲気と反応し、フィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部の中に 又はその上に浸透促進剤を形成することができる。最終的に少なくとも自発的浸 透の間に、浸透促進剤はフィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部と接触 すべきである。

Ａｇｈａｊａｎｉａｎらの発明のもう１つの好ましい態様において、浸透促進剤 前駆体を供給するのではなく、浸透促進剤をフィラー材料又はプリフォーム、及 び／又はマトリックス金属、及び／又は浸透雰囲気の少なくとも１種に直接供給 することができる。最終的に少なくとも自発的浸透の間に、浸透促進剤はフィラ ー材料又はプリフォームの少なくとも一部と接触すべきである。

Ａｇｈａ　Ｊａｎ　ｉａｎらの米国出願は、金属マトリックス複合体を形成する 成る段階で浸透雰囲気の存在下において浸透促進剤前駆体と接触することができ る金属マトリックスの多数の例を開示している。このように自発的浸透を示す特 定のマトリックス金属／浸透促進剤前駆体／浸透雰囲気系について、上記の米国 出願より種々の参照が得られる。ここてＡｇｈａ　ｊａｎｉａｎらの米国出願に 述べられているように、これらの出願に論じられている以外の多くのマトリック ス金属／浸透促進剤前駆体／浸透雰囲気系がそれらの明細書に特に論じられてい る系と同しように挙動することができると思われる。具体的には、アルミニウム ／マグネシウム／窒素系、アルミニウム／ストロンチウム／窒素系、アルミニウ ム／亜鉛／酸素系、アルミニウム／カルシウム／窒素系で自発的浸透挙動が観察 されている。従って、Ａｇｈａｊａｎｉａｎらの米国出願は上記の系だけで論じ ているが、Ａｇｈａｌａｎｉａｎらは他のマトリックス金属／浸透促進剤前駆体 ／浸透雰囲気系も同様な仕方で挙動できると理解すべきであると述べている。

フィラー材料又はプリフォームの通気性材料中に自発的浸透をさせるための好ま しい態様において、溶融マトリックス金属がプリフォーム又はフィラー材料と接 触する。プリフォーム又はフィラー材料はそこで混合されることができ、及び／ 又はプロセスの成る段階で浸透促進剤前駆体に曝されることができる。また、好 ましい態様において、溶融マトリックス金属及び／又はプリフォーム又はフィラ ー材料はプロセスの少なくとも一部の間に浸透雰囲気と連通ずる。もう１つの好 ましい態様において、マトリックス金属及び／又はプリフォーム又はフィラー材 料はプロセスの実質的に全期間で浸透雰囲気と連通ずる。プリフォーム又はフィ ラー材料は溶融マトリックス金属によって自発的に浸透されることができ、自発 的浸透と金属マトリックス複合材料の形成の範囲と速度は、例えば系に提供され る浸透促進剤前駆体の濃度（例、溶融マトリックス合金中及び／又はフィラー材 料又はプリフォーム中及び／又は浸透雰囲気中）、フィラー材料のサイズ及び／ 又は組成、フィラー材料又はプリフォーム中の粒子のサイズ及び／又は組成、プ リフォーム又はフィラー材料中への浸透に役立つ気孔率、浸透発生の許容時間、 及び／又は浸透発生温度のような所与の処理条件の組み合わせによって変化する であろう。自発的浸透はプリフォーム又はフィラー材料を実質的に完全に埋封す るに充分な範囲まで典型的に生じる。

上記の本出願人のＡｇｈａｊａｎｉａｎらの米国出願の開示事項の全ては本明細 書でも特に参照して含まれる。

また、本出願の主題は、本出願人のいくつかのセラミック及びセラミック複合材 料の特許と特許出願に関係している。詳しくは、これらの特許と特許出願はセラ ミックとセラミックマトリックス複合材料を製造する新規な方法を記載している （以降で時々「本出願人のセラミックマトリックスの特許と特許出願」と称す） 。

セラミック材料の形成の新規な取組が、本出願人の米国特許第４７１３３６０号 （１９８７年１２月１５日発行、発明者Ｍａｒｃ　Ｓ、　Ｎｅｗｋｉｒｋら、発 明の名称″Ｎｏｖｅｌ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔ ｈｏｄｓ　ｆｏｒ　Ｍａｋｉｎｇ　Ｓａｍｅ″）に総括的に開示されている。こ の特許は、溶融母前駆体金属の酸化反応生成物として成長し、蒸気相オキシダン トと反応して酸化反応生成物を形成する自己支持セラミック体の製造方法を開示 している。このプロセスは母金属と合金になる１種以上のドーパントの使用によ って改良される。例えば、アルミニウムを空気中で酸化する場合、アルミニウム にマグネシウムとシリコンを混ぜて合金にすることがαアルミナセラミック構造 体を生成するために望ましい。この方法は、本出願人の米国特許第４８５３３５ ２号（１９８９年８月１日発行、発明者Ｍａｒｅ　Ｓ、　Ｎｅｗｋｉｒｋら、発 明の名称″Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　Ｍａｋｉｎｇ　Ｓｅｌｆ−３ｕｐｐｏｒｔ ｉｎｇ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｍａｊｅｒｉａｌｓ″、対応欧州特許が１９８６年１ 月２２日にＥＰＯより公開）に記載のように、母金属の表面にドーパント物質を 適用することにより改良された。

酸化反応生成物を母金属からフィラーの通気性材料に成長させることによる自己 支持セラミック複合材料の新規な製造方法が本出願人の米国特許出願第０７／４ ３３７３３号（１９８９年１１月３０日出願、発明の名称”Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ 　Ｍａｋｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ａｒｔｉｃｌｅｓ　Ｉｌａｖｉｎｇ　Ｅ ｍｂｅｄｄｅｄ　Ｆｉｌｌｅ「”）に開示されており、これは本出願人の米国特 許出願第０７／４１５１８０号（１９８９年９月２９日出願）の一部継続出願で あり、これは米国特許第４９１６１１３号（１９９０年４月ｌＯ日発行、発明の 名称”Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｍａｋｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ａｒｔｉｃｌ ｅｓ　Ｈａｖｉｎｇ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｆｉｌｌｅｒ”）の分割出願であり、 これは米国特許第４８５１３７５号（１９８９年７月２５日発行、発明の名称″ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ａｒｔｉｃｌｅｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏ ｄｓ　ｏｆ　Ｍａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｓａｍｅ″）の継続であり、発明者はいず れもＭａｒｃ　Ｓ、　Ｎｅｗｋｉｒｋらである。

所定の形状のセラミック複合体を製造する方法が本出願人の米国特許出願第０７ ／３３８４７１号（１９８９年４月１４日出願、現在特許査定）に開示されてお り、これは米国特許出願第０６／８６１０２５号（１９８６年５月８日、現在放 棄）の継続出願であり、両方共発明者はＭａｒｃ　ｓ、　Ｎｅｃｋｉｒｋらであ り、対応欧州特許がＥＰＯより１９８６年１月２２日に公開されている。この米 国特許出願によると、生成する酸化反応生成物は画定された表面境界の方向にフ ィラー材料の通気性プリフォームへ浸透する。本出願人の米国特許出願第０７／ ２９５４８８号（１９８９年１月ｌＯ日出願、これは１９９０年５月８日発行の 米国特許第４９２３８３２号の継続出願であり、発明者はいずれもＭａｒｅ　Ｓ 、　Ｎｅｗｋｉｒｋらで、対応欧州特許がＥＰＯより１９８７年１１月１１日に 公開）に開示のように、プリフォームにバリヤ手段を提供することによって高い 忠実度が容易に得られることが見出されている。この方法は、母金属から境界又 は表面を確立するためのバリヤ手段まで酸化反応生成物を成長させることにより 、成形されたセラミック複合材料を含む自己支持セラミック物体を生成する。

本出願人の米国特許出願第０７／３２９７９４号（１９８９年３月２８日出願、 現在特許査定、これは１９８９年５月９日発行の米国特許第４８２８７８５号の 分割出願であり、発明者はいずれもＭａｒｅ　Ｓ、　Ｎｅｗｋｉｒｋらで、対応 欧州特許がＥＰＯより１９８７年９月２日に公開）及び米国特許第４８５９６４ ０号（１９８９年８月２２日発行、対応欧州特許がＥＰＯより１９８８年３月９ 日に公開）に、雄型の形状を逆に複写した内部形状のキャビティを有するセラミ ック複合材料が開示されている。

溜からの追加の溶融母金属の供給が厚めのセラミックマトリックス複合材料構造 物を作成するためにうまく利用されている。詳しくは、本出願人の米国特許第４ ９１８０３４号（１９９０年４月１７日発行、１９９０年２月１３発行の米国特 許第４９００６９９号の一部継続出願、発明者はいずれもＭａｒｅ　Ｓ、　Ｎｅ ｗｋｉｒｋら、発明の名称”Ｒｅ５ｅｒｖｏｉｒ　Ｆｅｅｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　。

ｒ　Ｍａｋｉｎｇ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓ　ａｎｄ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　Ｍａｄｅ　Ｔｈｅｒｅｂｙ”、対応欧州特 許がＥＰＯより１９８８年３月３０日に公開）に開示されているように、溜供給 法がセラミックマトリックス複合材料構造物の形成にうまく適用されている。こ のＭａｒｅ　Ｓ、　Ｎｅｗｋｉｒｋらの発明の方法によると、生成するセラミッ ク又はセラミック複合体は、母金属とオキシダントが多結晶物質を形成する酸化 反応によって得られたセラミックマトリックスを含む自己支持セラミック複合材 料構造物を含んでなる。このプロセスの実施において、母金属の物体と通気性フ ィラーは、酸化反応生成物の形成がフィラーの中に向かって進行するようにお互 いを所定の位置に配置する。母金属は一次源として及び溜として存在し、金属の 溜は例えば重力による流れによって一次源と連通ずると記載されている。溶融母 金属の一次源はオキシダントと反応し、酸化反応生成物の形成を開始する。溶融 母金属の一次源が消費されると、好ましくは連続的な手段によって母金属の溜か ら補充され、酸化反応生成物は連続して形成されてフィラーを浸透する。このよ うに溜は、酸化反応生成物が所望の範囲に成長するまでプロセスを継続するため に充分な母金属を得ることができることを保証する。

本出願人の米国特許出願第０７／３８９５０６号（１９８９年８月２日出願、こ れは順に１９８６年９月１７日出願の米国特許出願第０６７９０８４５４号（現 在放棄）の継続出願であり、発明者はいずれもＭａｒｅ　Ｓ、　Ｎｅｗｋｉｒｋ ら、発明の名称はＭｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｉｎ　５ｉｔｕ　Ｔａｉｌｏｒｉｎｇ 　ｔｈｅ　Ｍｅｔａｌｌｉｃ　ＣｏＩＩＩｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｅｒａｍｉｃ 　Ａｒｔｉｃｌｅｓ　ａｎｄ　Ａｒｔｉｃｌｅｓ　Ｍａｄｅ　Ｔｈｅｒｅｂｙ” ）にセラミックマトリックス複合材料構造物の金属構成成分の稠度を調整する方 法が開示されている。

また、１９８８年１１月９日出願の米国特許出願第０７／２６９１５２号は米国 特許出願第０７／１５２５１８号（米国特許第４８１８７３４号として１９８９ 年４月４日に発行）の継続出願であり、これは前記の米国特許出願第０６７９０ ８４５４号の一部継続出願であり、発明者はいずれもＭａｒｅ　Ｓ、　Ｎｅｗｋ ｉｒｋらで、発明の名称はいずれも同じであり、本出願人の出願である。この特 許と前記の米国特許出願第０６／９０８４５４号は、形成の間に１種以上の望ま しい特性を得られる物体に付与するために、セラミック及びセラミックマトリッ クス複合体の金属構成成分（両方共孤立し内部で接続する）の稠度を調整するた めの方法を開示している。

このように、セラミック又はセラミック複合体の望ましい性能特性は所望の金属 構成成分を、外部源からや後処理形成法によるのではなく、その場で混和するこ とによって有利に達成される。

これらの本出願人のセラミックマトリックスに関する特許出願と特許に論してい るように、新規な多結晶セラミック材料又が多結晶セラミック複合材料が母金属 とオキシダント（例、固体、固体及び／又は液体）との酸化反応によって生成す る。これらの本出願人のセラミックマトリックスに関する特許出願と特許に開示 の一般的なプロセスによると、母金属（例、アルミニウム）をその融点より高く 酸化反応生成物（例、窒化アルミニウム）の融点より低い高温に加熱し、オキシ ダント（例、窒素を含む雰囲気）と接触するとすぐに反応して酸化反応生成物を 生成する溶融母金属物体を形成する。

この温度において酸化反応生成物又はその少なくとも一部は接触して溶融母金属 物体とオキシダントの間に拡がり、溶融金属は生成した酸化反応生成物を通って オキシダントの方に吸引又は輸送される。輸送された溶融金属はオキシダントと 接触したときにそれ以前に生成した酸化反応生成物の表面上に、更に新しい酸化 反応生成物を生成する。プロセスが進行すると、追加の金属はこの多結晶酸化反 応生成の生成によって輸送され、このようにして内部接続した微結晶の継続的に 成長したセラミック構造物となる。得られたセラミ・ツク物体は母金属の未酸化 成分のような金属成分及び／又は気孔を含むことがある。酸化は本出願人のセラ ミックマトリ・ソクスに関する特許出願と特許及び本明細書においてはいずれも 広い意味に用いられ、金属電子の損失又はオキシダント（１種以上の元素又は化 合物のことがある）との共有を言う。従って、酸素以外の元素がオキシダントと して有用なことがある。

場合により、酸化反応生成物の成長に好ましい影響を与える又は助長するために 母金属が１種以上のドーパントの存在を必要とすることがある。このようなドー パントは酸化反応生成物の成長の間又はその前の成る段階で、母金属と少なくと も部分的に合金になることができる。例えばアルミニウムが母金属で窒素がオキ シダントの場合、ストロンチウム、シリコン、二・ソケル、及びいくつかの大き な分類のドーパント物質がアルミニウムと合金になることができ、新たに生成し た合金が母金属として使用される。このような成長合金から得られた酸化反応生 成物は、窒素をドーノくントとして使用する場合、窒化アルミニウムを含む。

また、新規なセラミック複合材料構造物とその製造法が特定の前記した本出願人 のセラミックマトリックスに関する特許出願と特許に開示されており、これらは 酸化反応を利用して多結晶セラミックマトリックスによって浸透された実質的に 不活性なフィラー（注、場合により、成長する酸化反応生成物及び／又は母金属 と少なくとも部分的に反応するフィラーのような反応性フィラーの使用が望まし いことがある）を含むセラミック複合材料構造物を生成する。母金属は、自己支 持に成形又は処理することができる通気性フィラーのまとまり（ｍａｓｓ）　（ 又はプリフォーム）に隣接して位置し、次いで加熱されて溶融母金属の物体を形 成し、上記のようにオキシダントと反応して酸化反応生成物を形成する。上記の ように、酸化反応生成物が成長して隣接したフィラー材料に浸透するにつれて溶 融母金属はフィラー材料の中の既に形成した酸化反応生成物を通って吸引され、 オキシダントと反応して既に形成した酸化反応生成物の表面に更に新しい酸化反 応生成物を形成する。得られる酸化反応生成物の成長はフィラーを浸透又は埋封 し、フィラーを埋封する多結晶セラミックマトリックスのセラミック複合材料構 造物の形成に帰着する。また、上記のように、フィラー（又はプリフォーム）は バリヤ手段をセラミック複合材料構造物の表面又は境界を確立するために利用す ることができる。

本出願人の米国特許出願第０７／４１４１９８号（１９８９年９月２８日出願、 これは順に１９８９年ＩＯ月１７日発行の米国特許第４８７４５６９号の継続出 願、発明者は両方共Ｊａｃｋ　Ａ、　Ｋｕｓｚｙｋ、発明の名称は”Ｃｅｒａｍ ｉｃ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　Ｍａｋｉｎｇ　Ｔ ｈｅ　Ｓａｍｅ”）に新規な処理技術とそれによって得られる物体が開示されて いる。この特許と特許出願は、耐火性物体として使用されるセラミック複合体の 形成のために、少なくとも約１重量％の亜鉛を含むアルミニウム母金属合金の使 用の重要性を開示している。

このように、上記の本出願人のセラミックマトリックスに関する特許出願と特許 は、これまで通常のセラミック加工方法で達成することは不可能でないにせよ困 難であると考えられてきた所望の大きさと厚さに容易に成長する酸化反応生成物 の製造を記載している。

」二記の本出願人のセラミックマトリックスに関する特許出願と特許の全ての開 示事項は、本明細書でも特に参照して含まれるものである。

発明の要旨 複合体の金属成分（ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ）は、金属成分 の少なくとも１種の金属構成成分（ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を 隣接したフィラー材料又はプリフォームの通気性材料に自発的に浸透させること によって、少なくとも部分的に又は実質的に完全に除去することができる。この ような自発的浸透を行うために、通気性材料の少なくとも一部を複合体中に含ま れる金属成分の少なくとも一部と接触させて配置する。このように、金属成分の 少なくとも一部は複合体の少なくとも１つの面から少なくとも部分的に接近でき るべきであり、又は少なくとも部分的に接近できるようにすることができるべき である。

詳しくは、浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体及び／又は浸透雰囲気は少な くともプロセスの成る段階でフィラー材料又はプリフォームと連通し、複合体の 金属成分の少なくとも１つの溶融した金属構成成分が接触したフィラー材料又は プリフォームの少なくとも一部に自発的に浸透することを可能にする。最初の好 ましい態様において、浸透促進剤前駆体を、複合体の少なくとも１つの面の少な くとも一部に供給する、及び／又は複合体の金属成分の少なくとも一部の中に拡 散させる、及び／又は複合体の少なくとも一部と接触して配置したフィラー材料 又はプリフォームの少なくとも一部に混入させる、及び／又は浸透雰囲気中に含 ませることができる。供給した浸透促進剤前駆体は、その後フィラー材料又はプ リフォーム中の少なくともｌ成分、及び／又は複合体の金属成分中の少なくとも １つの金属構成成分、及び／又は浸透雰囲気と反応して、フィラー材料又はプリ フォームの少なくとも一部の中又は少なくとも一部の上に浸透促進剤を形成する ことができ、今度はそれが複合体の少なくとも１つの面の少なくとも一部と接触 する。最終的に、少なくとも自発的浸透の間に浸透促進剤はフィラー材料又はプ リフォームの少なくとも一部と接触すべきである。

本発明のもう１つの好ましい態様において、浸透促進剤前駆体を供給するのでは なく、少なくとも１つのフィラー材料又はプリフォーム、及び／又は複合体の金 属成分、及び／又は浸透雰囲気に浸透促進剤を直接供給することができる。最終 的に、少なくとも自発的浸透の間に浸透促進剤は少なくとも一部のフィラー材料 又はプリフォームと接触すべきであり、今度はそれが複合体の面の少なくとも一 部と接触する。

上記の好ましい態様のいずれにおいても、少なくとも一部のフィラー材料又はプ リフォームの中又は上の浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体の存在は、金属 成分の少なくとも１種の金属構成成分又は複合体の金属成分の実質的に全てをフ ィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部に自発的浸透させることができる 。フィラー材料又はプリフォームに自発的浸透させる金属成分の量又は選択部分 は、所望の金属の除去を達成するために調節することができる。

詳しくは、複合体中の特定の領域に位置する実質的に全ての金属成分（例、複合 体の表面の近くに位置）は選択領域から完全に除去することができ、それにより 複合体中の金属成分の他の領域は実質的に乱されずに残る。また、金属成分が複 合体の全体で実質的に内部接続した場合、実質的に全ての金属成分を除去するこ とができる。

複合体から除去すべき金属成分の体積量は複合体の最終用途による。従って、本 発明は複合材料品の表面改質法としてのみ利用することもでき、あるいは複合材 料品から実質的に全ての金属成分を除去するために使用することもてきる。

更にまた、選択部分の金属成分は、実質的に乱されない残余の金属成分を残しな がら個々に除去することができる。詳しくは、複合体の最終用途に依存して、多 相金属成分の１種以上の金属構成成分を複合体の選択領域から除去することがで き、あるいは複合体から実質的に均等に除去することができる。多相金属成分の １種以上の金属構成成分のこのような選択的な除去は、例えば、該当する１種以 上の金属成分が溶融し、自発的浸透（即ち、金属除去プロセス）に含まれる金属 構成成分のみが溶融する温度範囲に操作することによって生しさせることができ る。しかし、例えば多相金属成分の全ての構成成分が溶融する温度範囲に昇温す ると、多相金属成分の全てが複合体から除去できるようになることがある。多相 金属成分から少なくとも１種の構成成分を選択的に除去することは、複合体の微 細構造に若干の又は相当な傾斜を与えることができ、このため複合体の傾斜特性 に帰着する。

複合体の少なくとも一部から金属成分の少なくとも１種の金属構成成分を除去す るためのもう１つの好ましい態様において、複合体をフィラー材料又はプリフォ ームで接触させて実質的に完全に囲むことができる。この態様において、金属成 分がこれらの表面から少なくとも部分的に接近できるか、又は少なくとも部分的 に接近できるようにすることが可能である限り、少なくとも一部又は実質的に全 ての金属成分によるフィラー材料又はプリフォームの自発的浸透を、複合体の実 質的に全ての表面から達成できよう。

複合体から金属成分の少なくとも１種の金属構成成分を除去するためのもう１つ の好ましい態様において、複合体の一部のみをフィラー材料又はプリフォームの 通気性材料に接触させることができる。この好ましい態様において、金属成分の 少なくとも１種の金属構成成分を通気性材料と接触する面から選択的に除去する ことができる。この好ましい態様において、存在する金属成分の体積分率を例え ば複合体の１つの側面から複合体の向かい側の面まで変化させることにより複合 体の特性の傾斜を得ることができる。従って、複合体中の金属成分の体積分率の この傾斜が、複合体が多数の各種一般的な用途に使用されることを可能にするこ とができる。更にまた、複合体の一部のみをフィラー材料又はプリフォームに接 触させることによって、複合体からの金属成分の除去により生じることがある全 ての表面不規則性をフィラー材料又はプリフォームと接触する複合体９部分に実 質的に限定することができる。

もう１つの好ましい態様において、例えばフィラー材料又はプリフォームに供給 する浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体の量をフィラー材料又はプリフォー ムの１つの箇所がら他の箇所まで変化させることができる。具体的には、複合体 中の金属成分の少なくとも１種の金属構成成分の隣接したフィラー材料又はプリ フォームへの自発的浸透の量を、フィラー材料又はプリフォームに供給する浸透 促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体の量を調節することによって制御することが できる。従って、例えば複合体の１つの側面に複合体の別な側面よりも量を多く して浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体を適用することによって、複合体中 の金属成分の少なくとも１種の金属構成成分の自発的浸透の速度及び／又は量を 選択的に制御できる。同様に、例えば複合体の金属成分と接触するフィラー材料 又はプリフォームの異なる部分に供給する浸透雰囲気の種類、圧力、位置等を制 御することによって、自発的浸透の量及び／又は自発的浸透速度もまた選択的に 制御できる。同様に、複合体を静的又は非流動的雰囲気に曝すことにより又は複 合体を流動的雰囲気に曝すことにより、金属の除去もまた制御できる。例えば、 金属除去量は静的雰囲気を使用した場合と流動的雰囲気を使用した場合とで異な ることがある。更にまた、フィラー材料又はプリフォーム及び／又は複合体の種 々の部分の温度を制御することによって、自発的浸透の量も選択的に制御できる 。

場合により、セラミック強化金属複合体の金属成分中、又は金属強化セラミンク 複合体中に存在することが要求されることがある浸透促進剤及び／又は浸透促進 剤前駆体の量を予め決めることが可能である。従って、必要な量の浸透促進剤及 び／又は浸透促進剤前駆体を含むように複合体を製造できる。

本出願はアルミニウム強化セラミック複合体及びセラミック強化アルミニウム複 合体中に含まれる金属成分のアルミニウム金属構成成分に関する特定の例を開示 している。しかしながら、複合体中に含まれる金属成分の実質的に全ての金属構 成成分は、本発明のメカニズムにしたがう限り、少なくとも部分的に又は実質的 に完全に複合体から除去できると理解すべきである。従って、本出願は複合体中 に含まれる金属成分のアルミニウム金属構成成分に主として注力しているが、あ らゆる複合体中に含まれるあらゆる金属構成成分は、複合体が２相の複合体を含 んでいようが仮に１０相の複合体を含んでいようが、多相複合体の金属構成成分 は本明細書の例に開示した金属構成成分と同しように挙動できると理解すべきで ある。

本発明の説明事項における特別な興味は、繊維強化セラミック複合体中に含まれ る金属成分（？ｉｔ数のこともある）のアルミニウム金属構成成分（複数のこと もある）の除去であり、ここで繊維強化材は複数（例、２又は３以上）の積層（ ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ　ｃｏａｔｉｎｇ）でその−Ｆを被覆されている。具 体的には、炭化ケイ素、炭化ケイ素ベース材料、炭素、アルミナ、アルミナベー ス材料を含む繊維強化材を例えば化学蒸気浸透法（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏ ｒ　１ｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）によって被覆すること ができる。このような化学蒸気浸透法を利用する場合、炭化ケイ素と炭化ケイ素 ベース材料についての望ましい層の組み合わせは窒化ホウ素／炭化ケイ素又は炭 化チタン／窒化ケイ素又は炭素／炭化ケイ素を含む。繊維強化材が炭素繊維を含 む場合、望ましい層の組み合わせは炭素／炭化ケイ素を含む。更に、繊維強化材 がアルミナ又はアルミナベース材料を含む場合、望ましい層の組み合わせはイリ ジウム／炭化ケイ素又はニオブ／炭化ケイ素、白金／炭化ケイ素又は白金／窒化 ホウ素／炭化ケイ素を含む。

また、上記の繊維強化材が母金属の方向性酸化によって得られたセラミック複合 体の強化材として使用され、得られた物体が本発明の金属除去方法に供されるな らば極めて望ましい物体を作成するこ本質的に純粋な金属（例、比較的純粋で商 業的に入手できる非合金アルミニウム）、あるいは不純物及び／又は合金成分例 えば鉄、シリコン、銅、マグネシウム、マンガン、クロム、亜鉛等をその中に有 する商業的に入手できる金属のような他のグレードの金属及び金属合金を含めて 意味する。この定義の意図するアルミニウム合金はアルミニウムが主な成分であ る合金または金属間化合物である。

「残部非酸化性気体（Ｂａｌａｎｃｅ　ＮＮｏｎ−０ｘｉｄｉｄｉｚｉｎ　Ｇａ ５Ｊ浸透雰囲気を構成する主な気体の他に存在する全ての気体を意味し、プロセ ス条件下で金属成分と実質的に反応性でない不活性ガス又は還元性気体である。

用いる気体中に不純物として存在するがもじれない酸化性気体は、プロセス条件 下で実質的な程度で金属成分を酸化するに不充分な量でなければならない。

フィラー材料又はプリフォームの通気性材料画定された表面境界を越えて溶融金 属成分又は金属成分の少なくとも１種の構成成分が移行、移動等することを妨害 し、抑制し、防止し又は終了させる適切な手段の全てを意味し、その表面境界を 当該バリヤ手段で画定する。適切なバリヤ手段はプロセス条件下で成る結合性を 保持し、実質的に揮発性ではない（即ち、バリヤ材料として機能を失う程にはバ リヤ材料は揮発しない）全ての材料、化合物、元素、組成物等であることができ る。

更に、適切な「バリヤ手段」は、用いるプロセス条件下で移動している溶融金属 成分、又は金属成分の少なくとも１種の移動している溶融金属構成成分によって 実質的に非湿潤性である物質を含む。

このタイプのバリヤは溶融金属成分又は金属成分の少なくとも１種の溶融構成成 分に対して親和性を殆どあるいは実質的に全く示さないように観察され、フィラ ー材料のまとまりまたはプリフォームの画定された表面境界を越える移動はバリ ヤ手段によって防止または抑制される。バリヤは特定の場合には通気性又は多孔 質であってもよく、あるいはバリヤを例えばドリルで穿孔し又は破壊して通気性 にして、気体雰囲気が溶融マトリックス金属等と接触することを可能にしてもよ い。

［セラミックＪ 旧来の書味におけるセラミック物体、即ち、全てが非金属と非有機材料で構成さ れるといった意味に限定されるように不当に解釈すべきてなく、組成又は支配的 な性質のとちらかについて主としてセラミックである物体をいう。ここで、その 物体は、母金属に由来するか又はオキシダントあるいはドーパントが還元された １種以上の金属成分（孤立及び／又は内部接続、物体を形成するために用いた加 工条件による）の少量又はかなりの量を含むことがあり、最も典型的には約１〜 ４０体積％の金属を含み、更に多くの金属を含むことプリフォーム又はフィラー 材料を埋封し、恐らく２次元又は３次元で内部接続した網状組織の母金属相を更 にその中に含むことがある２次元又は３次元で内部接続したセラミックを含む材 料を意味する。セラミックは特に望ましい微細構造、又は特に望ましい機械的、 物理的、化学的特性を得られる複合材料に提供するために種々のドーパント元素 を含むことがある。

「ドーパント」 母金属と組み合わせて使用した場合、酸化反応プロセスを都合よく影響又は促進 し及び／又は生成物の微細構造及び／又は性質を変えるための成長プロセスを改 良する性質（母金属成分、又はフィラーの中又は上に混合及び／又は含まれる成 分、又はオキシダントと混合された成分）を意味する。ドーパントの機能に関す るいかなる特定の理論や説明にも束縛される意図はないが、母金属とその酸化反 応生成物の間の適切な表面エネルギー関係がその酸化反応生成物の形成を促進す るように本質的に存在しない場合、いくつかのドーパントがその酸化反応生成物 の形成を促進するのに有用と思われる。ドーパントはフィラー材料に添加するこ とができ、プロセス条件下で気体、固体、又は液体の形態であることができ、母 金属の成分として含まれることができ、酸化反応生成物の形成に関与するいずれ の成分にも添加することができる。ドーパントは、（１）溶融母金属による酸化 反応生成物の湿潤を増進又は誘発する好ましい表面エネルギーを作り出すことが ある、（２）合金、オキシダント、及び／又はフィラーとの反応による成長表面 において「前駆体層」を形成することがあり、これが（ａｌ保護的な及び凝集性 の酸化反応生成物層の形成を最小限にし、（ｂｌ溶融金属中のオキシダント溶解 性（従って浸透性）を高めることがあり、及び／又は（Ｃ）酸化雰囲気から全て の前駆体酸化物層を通るオキシダントの輸送が続いて溶融金属と混合して別な酸 化反応生成物を形成することを許容し、及び／又は（３）酸化反応生成物が形成 されたとき又は続いてその微細構造の改良を引き起こし及び／又は金属成分組成 と酸化反応生成物の性質を変化させることがあり、及び／又は（４）核形成の成 長と酸化反応生成物の成長の均一性を向上させることがある。

「フィラーＪ セラミックマトリックス複合体に関係して用いた場合、金属成分と実質的に非反 応性であり、及び／又は金属成分に限られた溶解性である、単一の成分又はその ような成分の混合物を意味し、単−相又は多相であることができる。フィラーは 、粉末、フレーク、板、微小球（マイクロスフェア）、ウィスカー、気泡などい ろいろな形状及び寸法であることができ、また緻密質又は多孔質のいずれでもよ い。また、「フィラー」はアルミナ、炭化ケイ素のようなセラミックフィラー、 チョツプドファイバー、粒子、ウィスカー、気泡、球、繊維マット等のような繊 維、及び例えば溶融アルミニウム金属による攻撃から炭素を保護するためにアル ミナ又は炭化ケイ素で被覆した炭素繊維のようなセラミック被覆フィラーを含む 。また、フィラーは、例えば破壊靭性のような機械的特性を改良するためにその 上に複数の積層コーティングを有する特定の材料を含む。このような材料の例は 、窒化ホウ素（ＢＮ）／炭化ケイ素（ＳｉＣ）又は炭化チタン（ＴｉＣ）　／窒 化ケイ素（Ｓｉ＋Ｎｔ）又は炭素（Ｃ）／炭化ケイ素（Ｓｉｎ）　テ被覆した炭 化ケイ素繊維又は炭化ケイ素ベース繊維、炭素（Ｃ）／炭化ケイ素で被覆した炭 素繊維、イリジウム（Ｉｒ）／炭化ケイ素（ＳｉＣ）又はニオブ（Ｎｂ）／炭化 ケイ素（ＳｉＣ）又は白金（Ｐｔ）／炭化ケイ素（ＳｉＣ）又は白金（Ｐｔ）／ 窒化ホウ素ＣＢＮ）／炭化ケイ素（ＳｉＣ）で被覆したアルミナ繊維又はアルミ ナベース繊維、のようなセラミックフィラー材料を含む。また、フィラーは金属 を含む。

「フィラー」 金属マトリックス複合体及び／又は複合体からの金属除去に関係して用いた場合 、金属成分と実質的に非反応性であり、及び／又は金属成分に限られた溶解性で ある、単一の成分又はそのような成分の混合物を含むことを意図しており、前記 成分は単−相又は多相であることができる。フィラーは、粉末、フレーク、板、 微小球（マイクロスフェア）、ウィスカー、気泡、繊維、粒子、繊維マット、短 繊維、球、ペレット、チューブ、耐火布帛等のようないろいろな形状であること ができ、緻密質又は多孔質のいずれでもよい。また、「フィラー」はアルミナ、 炭化ケイ素のようなセラミックフィラー、チョツプドファイバー、粒子、ウィス カー、気泡、球、繊維マット等のような繊維、及び例えば溶融アルミニウム金属 による攻撃から炭素を保護するためにアルミナ又は炭化ケイ素で被覆した炭素繊 維のようなセラミック被覆フィラーを含む。フィラーは金属もまた含むことがで きる。

「浸透雰囲気（Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｎｇ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）　Ｊ存在し て、金属成分中の少なくとも１種の金属構成成分及び／又はプリフォーム（又は フィラー材料）及び／又は浸透促進剤前駆体及び／又は浸透促進剤と相互作用し 、金属成分の少なくとも一部の自発的浸透が発生することを可能にし又は促進す る雰囲気を意味する。

［浸透促進剤（ｌｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　Ｅｎｈａｎｃｅｒ）　Ｊ少なくとも 一部の金属成分の、フィラー材料又はプリフォームへの自発的浸透を促進又は援 助する物質を意味する。浸透促進剤は、例えば、（１）気体種を形成する浸透促 進剤前駆体と浸透雰囲気との反応、及び／又は（２）浸透促進剤前駆体と浸透雰 囲気との反応生成物、及び／又は（３）浸透促進剤前駆体とフィラー材料又はプ リフォームとの反応生成物、及び／又は（４）浸透促進剤とマトリックス金属と の反応生成物、から形成することができる。また、浸透促進剤は、フィラー材料 又はプリフォームのフィラー材料及び／又は金属成分及び／又は浸透雰囲気の少 なくとも１つに直接供給されて、浸透促進剤前駆体と池の種との反応により形成 される浸透促進剤と同様に機能してもよい。最終的に、少なくとも自発的浸透の 間に、浸透促進剤は自発的浸透を達成するためにフィラー材料又はプリフォーム の少なくとも一部に位置すべきである。

金属成分又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分及び／又はプリフォーム 及び／又は浸透雰囲気と組み合わせて使用したときに、金属成分又は金属成分の 少なくとも１種の金属構成成分がフィラー材料又はプリフォームに自発的に浸透 することを誘引又は援助する浸透促進剤を形成する物質を意味する。いかなる特 定の理論や説明にも束縛される意図はないが、浸透促進剤前駆体は、浸透促進剤 前駆体が浸透雰囲気及び／又はプリフォーム又はフィラー材料及び／又は金属成 分又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分と相互に作用することを可能に する位置に配置されるか、位置しているか、輸送されることが可能であることが 必要であるように思われる。例えば、成る金属構成成分又は金属成分／浸透促進 剤前駆体／浸透雰囲気の系では、少なくとも一部の金属成分が溶融する温度付近 又は場合により更にいくらか高い温度で浸透促進剤前駆体を気化させることが望 ましい。このような気化によって、（１）浸透促進剤前駆体と浸透雰囲気が反応 して、金属成分又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分によるフィラー材 料又はプリフォームの濡れを促進する気体種を生成したり、及び／又は（２）浸 透促進剤前駆体と浸透雰囲気が反応して、フィラー材料又はプリフォームの少な くとも一部の中に濡れを促進する固体、液体又は気体の浸透促進剤を生成したり 、及び／又は（３）フィラー材料又はプリフォーム中で浸透促進剤前駆体が反応 して、フィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部の中に濡れを促進する固 体、液体又は気体の浸透促進剤を生成したり、（４）浸透促進剤前駆体が金属成 分又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分と反応し、フィラー材料又はプ リフォームの少なくとも一部の中に濡れを促進する固体、液体又は気体の浸透促 進剤を生成したりするであろう。

プリフォーム又はフィラー材料中への自発的浸透を示す物質の組み合わせを言う 。例示の金属成分又は金属構成成分、浸透促進剤前駆体、浸透雰囲気の間に「／ 」がある場合には、いつでも、「／」は、特定の仕方で組み合わされるとプリフ ォーム又はフィラー材料中への自発的浸透を示す物質の系を指称していることが 理解されるフィラー材料又はプリフォームに自発的に浸透させることができる複 合体中の一部又は実質的に全ての金属成分を意味する。例えば、アルミニウム／ シリコンの金属成分の２つの金属構成成分はアルミニラムとシリコンであろう。

［金属成分（Ｍｅｔａｌｌｉｃ　Ｃｏｎ５ｔＨｕｅｎｔ）Ｊ複合体に含まれる全 て又は合計の金属構成成分又は金属相を意味する。金属成分中に１種のみの金属 相が存在する場合、金属構成成分と金属成分の語意は実質的に同じことを意味す る。しがし、典型的に、金属成分の語意は複合体中に含まれる全ての金属構成成 分及び／又は金属相の組み合わせに関する全体的な用語と考えるべきである。

「金属マトリックス複合材料」又は「ＭＭＣ」プリフォーム又はフィラー材料を 埋封し、２次元又は３次元的に内部接続した合金又は金属構成成分又は金属成分 を含む物質を意味する。

金属成分又は金属構成成分と「異なる」金属金属成分又は金属構成成分と同じ金 属を主成分として含まない金属を意味する。（例、金属構成成分の主成分がアル ミニウムであると、「異なる」金属は例えばニッケルを主成分とすることができ よう） 「オキシダント」 １種以上の適切な電子受容体又は電子共有体を意味し、酸化反応条件において固 体、液体、又は気体、或いはこれらの組み合わせ（例、固体と気体）であってよ い。典型的なオキシダントは、限定されるものではないが、酸素、窒素、任意の ハロゲン又はこれらの組み合わせ、硫黄、リン、ヒ素、炭素、ホウ素、セレン、 テルル、及び／又はこれらの化合物と組み合わせ、例えばシリカ又はケイ酸塩（ 酸素源として）、メタン、エタン、プロパン、アセチレン、エチレン、プロピレ ン（炭素源としての炭化水素）、及び混合物例えば空気、＋１　＋　／ｌ＋□Ｏ とＣｏ／Ｃ０２（酸素源として）を含む。後ろの２種（即ち、Ｈ２／Ｈ２０とＣ Ｏ／Ｃｏ、）は環境の酸素活性を下げるのに有用である。

「酸化」 オキシダントが母金属と反応し、母金属がオキシダントに電子を与える又はオキ シダントと共有する化学反応を意味する。

「酸化反応生成物」 金属（複数のこともある）が他の元素、化合物、又はそれらの組み合わせに電子 を与えた又はそれらと電子を共有した何らかの酸化された状態の１種以上の金属 を意味する。従ってこの定義の「酸化反応生成物」は１種以上の金属と１種以上 のオキシダントとの反応生成物を含む。

「母金属」 多結晶酸化反応生成物の前駆体である金属（複数のこともある）を意味しく例、 アルミニウム、シリコン、チタン、錫、ジルコニウム等）、本質的に純粋な金属 としての金属、不純物及び／又は合金成分を含む市販の金属、或いはその金属前 駆体が主な成分である合金を含む。特定の金属を母金属或いは前駆体金属（例、 アルミニウム）と指称した場合、その金属は他に明記がない限りこの定義によっ て理解すべきである。

「プリフォーム」又は「通気性（ｐｅｒｍｅａｂｌｅ）プリフォームｊ金属構成 成分又は金属成分の浸透のために境界を画定できる少なくとも１つの表面境界を 備えて作成したフィラー又はフィラー材料の多孔質材料を意味し、この材料は浸 透される前に寸法忠実度を提供するために充分な保形性と生の強度を有する。こ の材料はその中に金属構成成分又は金属成分の自発的浸透を受け入れるために充 分な多孔質であるべきである。プリフォームは典型的には均一なあるいは異質の フィラーの結合体（ｂｏｎｄｅｄ　ａｒｒａｙ　ｏｒ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ）からなり、任意の適切な材料（例えば、セラミック及び／又は金属の粒子、粉 末、繊維、ウィスカー等及びこれらの混合物）から構成されてよい。プリフォー ムは単一体としてもあるいは集合体としても存金属マトリックス複合体と関係し て用いた場合、フィラーが溶融母金属又は溶融マトリックス金属又は溶融金属成 分、あるいは金属成分の少なくとも１種の溶融金属構成成分と相互作用すること を意味する（例えば、マトリックス金属によって還元される）。

［自発的浸透Ｊ 加圧又は真空の適用を必要としない（外部から適用又は内部で発生のいずれも含 む）金属構成成分又は金属成分のフィラー又はプリフォームの通気性材料中への 浸透を意味する。

図面の簡単な説明 添付の図は本発明の理解を容易にするために示すものであるが、発明の範囲が限 定されることを意図するものではない。各々の図において同様な部分を表示する 所にはできるだけ同様な参照番号を使用している。

図１ａは、複合体の実質的に全表面から金属成分の少なくとも１種の金属構成成 分を除去するだめの典型的なレイアップを表す横断面の略図である。

図１ｂは、複合体の一部から金属成分の少なくとも１種の金属構成成分を選択的 に除去するための典型的なレイアップを表す横断面の略図である。

図２は、複合体の内部キャビティから金属成分の少なくとも１種の金属構成成分 を選択的に除去するための典型的なレイアップを表す横断面の略図である。

図３は、バリヤ手段の使用により除去される金属の量を制限する、金属成分の少 なくとも１種の金属構成成分を選択的に除去するための典型的なレイアップを表 す横断面の略図である。

図４ａは、例１で述べたようなその位置の（ａｓ−ｉｓ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ）ハ ーネス朱子織物の上面図の略図である。

図４ｂは、例１で述べたようなその位置のハーネス朱子織物の横断面の略図であ る。

図４０は、例１で述べたようなその位置のハーネス朱子織物の回転軸を示す等角 の略図である。

図４ｄは、例１で述べたようなハーネス朱子織物を含む布プリフォームの横断面 の略図である。

図４ｅは、例１で述べたような布プリフォームの層を施すためのグラファイト収 納ジグの等角の略図である。

図４ｆは、例１で述べたような二次層でプリフォームのコーティングを可能にす る窒化ホウ素で被覆した布プリフォームを保持するためのカンチレバーグラファ イトジグの等角の略図である。

図４ｇは、例１で述べたような繊維強化セラミック複合体を形成するための成長 レイアップの横断面の略図である。

図４ｈは、例１で述べたような繊維強化セラミック複合体の実質的に全ての表面 から金属成分を除去するためのレイアップの横断面の略図である。

図５ａは、例６て述べたようなＶ型の布プリフォームを形成するためのグラファ イト収納ジグの横断面の略図である。

図５ｂは、例６て述べたようなＶ型の布プリフォームの上のシェルの形成を表す 横断面の略図である。

図５０は、Ｖ型の横断面を有する繊維強化セラミック複合体を形成するためのレ イアップの横断面の略図である。

図５ｄは、繊維強化セラミック複合体の内部キャビティから金属成分を除去する だめの典型的なレイアップの側面の略図である。

図５０は、繊維強化セラミック複合体の機械加工した表面から金属成分を除去す るためのレイアップの横断面の略図である。

本発明と好ましい態様の詳細な説明 本発明は、フィラー材料又はプリフォームの隣接した材料少なくとも一部に金属 構成成分（ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）の少なくとも１種を自発的 に浸透させることにより、多相複合体（例、セラミック強化金属複合体又は金属 強化セラミック複合体）から金属成分（ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｅ ｎｔ）の少なくとも１種の金属構成成分の少なくとも一部又は実質的に全てを除 去することに関係する。詳しくは、浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体及び ／又は浸透雰囲気が少な（ともプロセスの成る段階でフィラー材料又はプリフォ ームと連通し、複合体中の金属成分の少なくとも１種の該金属構成成分が溶融し たときに、隣接したフィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部に自発的に 浸透することを可能にする。

図１ａを参照して、複合体２０はセラミック粒子２１と金属成分２２を含む。複 合体２０は実質的に完全にフィラー材料３０の中に埋まり、適切な耐火性容器４ ０中に収められている。フィラー材料３０は、以降で詳細に説明するように、金 属成分２２の少なくとも１種の金属構成成分によって自発的に浸透されることが できる任意の適切な材料でよい。浸透雰囲気５０はフィラー材料３０に侵入し、 複合体２０の少なくとも一部と接触可能なように供給することができる。耐火性 容器４０とその内容物は雰囲気制御炉に配置し、金属成分２２の少なくとも１種 の金属構成成分の、少なくとも一部のフィラー材料３０中への自発的浸透を開始 することができる。この態様において、金属成分２２の少なくとも１種の該金属 構成成分の自発的浸透は、複合体２０の実質的に全表面から生じることが期待で きる。自発的浸透は、金属成分が複合体の全体で実質的に内部接続するならば、 実質的に全ての金属成分の金属構成成分がフィラー材料に自発的に浸透してしま うまで継続することができ、あるいは自発的浸透を行うに必要なプロセス条件の 少なくとも１つを変えることによって自発的浸透を終わらせることができる。

図１ｂに図１ａと類似のレイアップを示すが、ここでは複合体２０をフィラー材 料３０で完全に囲むのではなく、複合体２０をフィラー材料３０との限られた接 触にて配置している。この態様において、複合体２０からの金属成分２２の少な くとも１種の金属構成成分の選択的除去が、複合体２０とフィラー材料３０の界 面である面６０で生じると期待できる。この態様と類似の態様である図２ｂでは 、図１ａに図１ｂに示した量の中間の量でフィラー材料３０によって複合体２０ を囲んでいる。

本発明のもう１つの態様を図２に示す。この態様において、フィラー材料３０は 複合体２０の内部に含まれるキャビティ２３の少な（とも一部に配置される。こ の態様において、複合体２０の金属成分２２の少なくとも１種の金属構成成分が フィラー材料３０に自発的に浸透することが期待でき、よって複合体２０からの 金属成分２２の少なくとも１種の該金属構成成分の、キャビティ２３内に位置す る実質的にフィラー材料３０のみへの選択的な方向性の除去を提供する。必要に より、その処理の間に複合体２０を適切な耐火性容器に入れておくことができる 。

各々の図において、金属成分２２とセラミック粒子２１の生の標本が作成されて いることが認められる。金属成分２２又は金属成分２２の少なくとも１種の金属 構成成分は限られた量のみで連結されることができ、あるいは高度に内部接続さ れることができると理解すべきである。また、複合体中に存在する相の数と相の 体積分率、相の化学的稠度、相のサイズと形状は広く変わることができる。図は 本発明の一般的な理解のためのみに用意したものであり、いかなる意味において も本発明の範囲を制限するものと解釈すべきではない。

いかなる特定の理論や説明にも束縛される意図はないが、浸透促進剤前駆体を、 少なくとも１種の金属成分又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分、及び ／又はフィラー材料又はプリフォーム及び／又は浸透雰囲気と組み合わせて使用 した場合、浸透促進剤前駆体は反応し、金属成分の少なくとも１種の溶融金属構 成成分がフィラー材料又はプリフォームに自発的に浸透することを誘引し又は援 助する浸透促進剤を生成することができる。また、浸透促進剤の前駆体は、浸透 促進剤前駆体が浸透雰囲気及び／又はプリフォーム又はフィラー材料及び／又は 溶融金属構成成分又は金属成分の少なくとも１種とと相互に作用することを可能 にする位置に配置されるか、位置しているか、輸送されることが可能であること が必要であるように思われる。例えば、成る金属構成成分又は金属成分／浸透促 進剤前駆体／浸透雰囲気の系では、金属成分の少なくとも１種の金属構成成分が 溶融する温度付近又は場合により更にいくらか高い温度で浸透促進剤前駆体を気 化させることが望ましい。このような気化によって、（＋１浸透促進剤前駆体と 浸透雰囲気が反応して、金属成分又は金属構成成分によるフィラー材料又はプリ フォームの濡れを促進する気体種を生成したり、及び／又は（２）浸透促進剤前 駆体と浸透雰囲気が反応して、フィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部 の中に濡れを促進する固体、液体又は気体の浸透促進剤を生成したり、及び／又 は（３）フィラー材料又はプリフォーム中で浸透促進剤前駆体が反応して、フィ ラー材料又はプリフォームの少なくとも一部の中に濡れを促進する固体、液体又 は気体の浸透促進剤を生成したり、（４）浸透促進剤前駆体が溶融金属成分又は 溶融金属構成成分と反応し、フィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部の 中に濡れを促進する固体、液体又は気体の浸透促進剤を生成したりするであろう 。

このように例えば、少なくともプロセスの成る段階で浸透促進剤前駆体が溶融金 属構成成分又は金属成分に含まれるか混合した場合、浸透促進剤前駆体は溶融金 属構成成分又は溶融金属成分から揮発し、フィラー材料又はプリフォーム中の少 なくとも１種の構成成分及び／又は浸透雰囲気と反応することが可能であろう。

このような反応は固体種を形成することができ、この固体種が浸透温度で安定で あるならば、例えば層のようにフィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部 の上に堆積することができるであろう。また、このような固体種はプリフォーム 又はフィラー材料の少なくとも一部の中で識別可能な固体として存在できると考 えられる。このような固体種が形成すると、溶融金属は、浸透促進剤前駆体と溶 融金属との関係が生じる（例、溶解又は合金化）ことができるように反応する傾 向を有することができる（例、溶融金属構成成分又は金属成分が生成した固体種 を化学的に還元することができる）。従って、そこで追加の浸透促進剤前駆体を 揮発により得ることができ、他の種（例、フィラー材料又はプリフォーム及び／ 又は浸透雰囲気）と反応して同しような固体種を再び生成する。浸透促進剤前駆 体が浸透促進剤に転化し、次いて溶融金属による浸透促進剤の還元反応が生じ、 追加の浸透促進剤を再び生成する等の連続的なプロセスは、複合体からの金属構 成成分又は金属成分の所望の除去の結果となるまで進行できると考えられる。

フィラー材料又はプリフォーム中への金属構成成分又は金属成分の自発的浸透を 生しさせるためには、浸透促進剤を浸透系に供給すベきである。浸透促進剤は浸 透促進剤前駆体から生成できるが、浸透促進剤前駆体は＋１１金属成分の中に又 は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分の中に、及び／又は（２）フィラー 材料又はプリフォームの中に、及び／又は（３）浸透雰囲気から、及び／又は（ ４）外部源から自発的系に供給することができよう。また、浸透促進剤前駆体を 供給するのではなく、浸透促進剤を、少なくとも１種のフィラー材料又はプリフ ォーム及び／又は金属成分又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分及び／ 又は浸透雰囲気に直接供給することができる。最終的に、少なくとも自発的浸透 の間に、浸透促進剤はフィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部に位置す べきである。

本発明の好ましい態様において、浸透促進剤前駆体は、フィラー材料又はプリフ ォームが金属成分の少なくとも一部又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成 分に接触する前にあるいは実質的に接触に続いて、浸透促進剤がフィラー材料又 はプリフォームの少なくとも一部に生成することができるように、少なくとも部 分的に浸透雰囲気と反応することができるであろう（例えば、マグネシウムが浸 透促進剤前駆体で窒素が浸透雰囲気であれば、浸透促進剤はプリフォーム又はフ ィラー材料の少なくとも一部に位置するであろう窒化マグネシウムであることが できよう）。

金属構成成分又は金属成分／浸透促進剤前駆体／浸透雰囲気系の１例はアルミニ ウム／マグネシウム／窒素系である。具体的には、アルミニウム金属が金属構成 成分又は金属成分を構成し、アルミニウム金属を溶融させた場合、フィラー材料 又はプリフォームは次いて溶融アルミニウム金属と接触し、自発的に浸透される ことができよう。

また、浸透促進剤前駆体を供給するのではなく、浸透促進剤を、少なくとも１種 のフィラー材料又はプリフォーム及び／又は金属構成成分又は金属成分及び／又 は浸透雰囲気に直接供給することができる。最終的に、少なくとも自発的浸透の 間に、浸透促進剤はフィラー材料又はプリフォームの少なくとも一部に位置すべ き−である。

本発明の方法に用いる条件下でアルミニウム金属構成成分／マグネシウム／窒素 の自発的浸透系の場合、プリフォーム又はフィラー材料は、窒素含有ガスがプロ セスの成る段階でフィラー材料又はプリフォームに浸透又は侵入する及び／又は 溶融アルミニウム金属構成成分に接触するために充分に通気性であるべきである 。また、通気性フィラー材料又はプリフォームは溶融アルミニウム金属構成成分 の浸透を受け入れることができ、よって窒素が浸透したプリフォームに複合体か らの溶融アルミニウム金属構成成分を自発的に浸透させ及び／又は窒素と浸透雰 囲気前駆体とを反応させてフィラー材料又はプリフォーム中に浸透促進剤を生成 し、自発的浸透をもたらす。自発的浸透の範囲と複合体からのアルミニウム金属 構成成分の消失は、アルミニウムのマグネシウム含有率、プリフォーム又はフィ ラー材料のマグネシウム含有率、プリフォーム又はフィラー材料中の窒化マグネ シウムの量、付加的な合金元素の存在（例、シリコン、鉄、銅、マンガン、クロ ム、亜鉛等）、フィラー材料の平均サイズ（例、粒子径）又はプリフォームを構 成するフィラー材料の平均サイズ、表面状態（例、不純物）及びフィラー材料又 はプリフォームの種類、浸透雰囲気の窒素濃度、浸透の許容時間、浸透が発生す る温度、を含むプロセス条件の所与の組み合わせによって変わるであろう。

このように、金属成分の少なくとも１種の金属構成成分をフィラー材料又はプリ フォームの通気性材料に自発的に浸透させることによって、複合体の金属成分を 少なくとも部分的に又は完全に除去することができる。このような自発的浸透を 達成するには、通気性材料の少なくとも一部を複合体の中に含まれる少なくとも 一部の金属成分と接触して配置する。従って、金属成分の少なくとも一部は、複 合体の少なくとも１つの表面から少なくとも部分的に接触するようにさせること ができるか、少なくとも部分的に接触できるべきである。

具体的には、浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体及び／又は浸透雰囲気が少 なくともプロセスの成る段階でフィラー材料又はプリフォームと連通し、複合体 中の金属成分の少なくとも１種の該金属構成成分が溶融したときに、フィラー材 料又はプリフォームの少なくとも一部に自発的に浸透することを可能にする。最 初の好ましい態様において、浸透促進剤前駆体を、複合体の少なくとも１つの面 の少なくとも一部に供給する、及び／又は複合体の少なくとも１つの金属構成成 分又は金属成分の少なくとも１つの少な（とも一部に拡散させる、及び／又は複 合体の少なくとも一部と接触して配置したフィラー材料又はプリフォームの少な くとも一部に混入させる、及び／又は浸透雰囲気中に含ませることができる。供 給した浸透雰囲気前駆体は、その後フィラー材料又はプリフォーム中の少なくと もｌ成分、及び／又は複合体の金属成分中の少なくとも１種の金属構成成分、及 び／又は浸透雰囲気と反応して、フィラー材料又はプリフォームの少なくとも一 部の中又は少なくとも一部の上に浸透促進剤を形成することができ、今度はそれ が複合体の少なくとも１つの面の少なくとも一部と接触する。最終的に、少なく とも自発的浸透の間に浸透促進剤はフィラー材料又はプリフォームの少なくとも 一部と接触すべきである。

本発明のもう１つの好ましい態様において、浸透促進剤前駆体を供給するのでは なく、少なくとも１つのフィラー材料又はプリフォーム、及び／又は複合体の金 属成分又は複合体の金属成分の少なくとも１種の金属構成成分、及び／又は浸透 雰囲気に浸透促進剤を直接供給することができる。最終的に、少なくとも自発的 浸透の間に浸透促進剤は少なくとも一部のフィラー材料又はプリフォームと接触 すべきてあり、今度はそれが複合体の面の少なくとも一部と接触する。

上記の好ましい態様のいずれにおいても、少なくとも一部のフィラー材料又はプ リフォーム中の浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体の存在は、金属成分の少 なくとも１種の金属構成成分又は複合体の金属成分の実質的に全てをフィラー材 料又はプリフォームの少なくとも一部に自発的浸透させることができる。フィラ ー材料又はプリフォームに自発的浸透させる金属成分の量又は選択部分は、所望 の金属の除去を達成するために制御することができる。詳しくは、複合体中の特 定の領域に位置する実質的に全ての金属成分（例、複合体の表面の近くに位置） は選んだ領域から完全に除去することができ、それにより複合体中の金属成分の 他の領域は実質的に乱されずに残る。また、金属成分が複合体の全体で実質的に 内部接続した場合、実質的に全ての金属成分を除去することができる。複合体か ら除去すべき金属成分の体積量は複合体の最終用途による。従って、本発明は複 合材料品の表面改質法としてのみ利用することもでき、あるいは複合材料品から 実質的に全ての金属成分を除去するために使用することもできる。

更にまた、選択部分の金属成分は、実質的に乱されない残余の金属成分を残しな がら個々に除去することができる。詳しくは、複合体の最終用途に依存して、多 相金属成分の１種以上の金属構成成分を複合体の選んだ領域から除去することが でき、あるいは複合体から実質的に均等に除去することができる。多相金属成分 の１種以上の金属構成成分のこのような選択的な除去は、例えば、該当するｌ種 以上の金属成分が溶解し、それのみが隣接した通気性材料への自発的浸透に関係 した構成成分となる温度範囲に操作することによって生じさせることができる。

しかし、例えば多相金属成分の全ての構成成分が溶融する温度範囲に昇温すると 、多相金属成分の全てが複合体から除去できるようになることがある。多相金属 成分から少なくとも１種の構成成分を選択的に除去することは、複合体の微細構 造に若干の又は相当な傾斜を与えることができ、このため複合体の傾斜特性に帰 着する。

複合体の少なくとも一部から金属成分の少なくとも１種の金属構成成分を除去す るためのもう１つの好ましい態様において、複合体をフィラー材料又はプリフォ ーム実質的に完全に囲むことができる。この態様において、金属成分がこれらの 表面から接近できるか、又は接近できるようにすることが可能である限り、少な くとも一部又は実質的に全ての金属成分によるフィラー材料又はプリフォームの 自発的浸透を、複合体の実質的に全ての表面から達成できよう。

複合体から金属成分の少なくとも１種の金属構成成分を除去するためのもう１つ の好ましい態様において、複合体の一部のみをフィラー材料又はプリフォームの 通気性材料に接触させることができる。この好ましい態様において、金属成分の 少なくとも１種の金属構成成分を通気性材料と接触する面から選択的に除去する ことができる。この好ましい態様において、存在する金属成分の体積分率を例え ば複合体の１つの側面から複合体の向かい側の側面まで変化させることにより複 合体の特性の傾斜を得ることができる。従って、複合体中の金属成分の体積分率 のこの傾斜が、複合体が多数の各種一般的な用途に使用されることを可能にする ことができる。更にまた、複合体の一部のみをフィラー材料又はプリフォームに 接触させることによって、複合体からの金属成分の除去により生じることがある 全ての表面不規則性をフィラー材料又はプリフォームと接触する複合体の部分に 実質的に限定することができる。

もう１つの好ましい態様において、例えばフィラー材料又はプリフォームに供給 する浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体の量をフィラー材料又はプリフォー ムの１つの箇所から他の箇所まで変化させることができる。詳しくは、複合体中 の金属成分の少なくとも１種の金属構成成分の隣接したフィラー材料又はプリフ ォーム中への自発的浸透の量は、フィラー材料又はプリフォーム中に供給する浸 透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体の量を調整することによって制御すること ができる。従って、例えば複合体の１つの側面に複合体の別な側面よりも量を多 くして浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体を適用することによって、複合体 中の金属成分の少なくとも１種の金属構成成分の自発的浸透の速度及び／又は量 を選択的に制御できる。同様に、例えば複合体の金属成分と接触するフィラー材 料又はプリフォームの異なる部分に供給する浸透雰囲気の量を制御することによ って、自発的浸透の量及び／又は自発的浸透の速度もまた選択的に制御すること ができる。更にまた、フィラー材料又はプリフォーム及び／又は複合体の異なる 箇所の温度を制御することによって、自発的浸透の量もまた選択的に制御するこ とができる例えば、複合体の金属成分がアルミニウムを含み、アルミニウムが合 金重量基準で少なくとも約０．１重量％、好ましくは約１〜３重量％のマグネシ ウムを含むか含まされた場合、マグネシウムは浸透促進剤前駆体として機能する ことができ、例えば窒素雰囲気の存在下で自発的浸透が生じることを可能にする であろう。更に、金属成分に含まれるか接触する補助元素が、フィラー材料又は プリフォームの自発的浸透をもたらすに必要なアルミニウム金属中のマグネシウ ムの最小量に影響することがある。例えば揮発による自発的系からのマグネシウ ムの損失は、浸透促進剤を形成するマグネシウムが存在しなくなるまで発生させ るべきでない。従って、自発的浸透が揮発によって不利に影響されないであろう ことを保証するために充分な量の初期元素（例、マグネシウム）を使用すること が望ましい。更にまた、プリフォーム（又はフィラー材料）中及び／又は複合体 の表面の少なくとも一部の上に存在するマグネシウムは、自発的浸透を達成する ために金属成分中に存在すべきマグネシウムの必要量を低下するかほぼ完全に不 要とすることがある（以降で詳細に論しる）。

浸透雰囲気中の窒素の体積分率もまた自発的浸透速度に影響する。具体的には、 約ｌＯ体積％未満の窒素が雰囲気中に存在すると、自発的浸透は極めて遅いか殆 ど進行しないであろう。雰囲気中に少なくとも約５０体積％の窒素が存在するこ とが好ましいと見出されており、それにより例えば極めて早い浸透速度によって 短い浸透時間となる。浸透雰囲気（例、窒素含有ガス）はフィラー材料又はプリ フす−ム及び／又はアルミニウム金属成分に直接供給することができ、あるいは 材料の分解によって生成又は得ることができる。

溶融アルミニウムがフィラー材料又はプリフォームに浸透するアルミニウム／マ グネシウム／窒素の自発的系に必要なマグネシウムの最小含有率は１以上の変動 因子、例えば処理温度、時間、シリコンや亜鉛のような補助合金元素の存在、フ ィラー材料の性質、自発的系の１種以上の構成成分中のマグネシウムの位置、窒 素雰囲気の流れる速度に依存する。低温又は短い加熱時間は、アルミニウム金属 成分及び／又はプリフォームに含まれるマグネシウム含有率が増加したときに自 発的浸透を得るために用いることができる。また、所与のマグネシウム含有率に おいては、金属成分中への亜鉛のような特定の補助合金元素の添加が低温の使用 を可能にする。例えば、操作可能な範囲の好ましい下限のアルミニウム金属成分 中のマグネシウム含有率は例えば約１〜３重量％であり、これは次の条件の少な くとも１つ、即ち、上記の下限処理温度、高い窒素濃度、１種以上の補助合金元 素と組み合わせて使用することができる。マグネシウムが全くプリフォームに添 加されない場合、約３〜５重量％のマグネシウムを含むかその量のマグネシウム に曝されるアルミニウム金属成分が、広範囲のプロセス条件の全体で一般的に使 用されることを基準にすると好ましく、低温又は短時間が用いられるときは少な くとも約５％が好ましい。アルミニウム金属成分の約１０重量％を超えるマグネ シウム含有率は、浸透に必要な温度条件を抑制するために採用されることがある 。マグネシウム含有率は補助合金元素を併用すると下げることができるが、これ らの元素は補助作用のみに役立ち、少なくとも上記に限定したマグネシウム最小 量と併せて使用する。このようにして、例えば、アルミニウム／マグネシウム／ 窒素の自発的系において自発的浸透挙動を達成するために必要なことがあるマグ ネシウムの量を決めることができる。従って、金属強化セラミック複合体又はセ ラミック強化金属複合体中の金属成分を、必要な量のマグネシウムを含むように 作成することができる。

また、自発的系に浸透促進剤前駆体及び／又は浸透促進剤を、金属成分又は金属 成分の少なくとも１種の金属構成成分がフィラー材料又はプリフォームに浸透す る前に、複合体の表面上及び／又はプリフォーム又はフィラー材料の表面上及び ／又はプリフォーム又はフィラー材料の中に供給可能であることが認識される（ 即ち、供給された浸透促進剤又は浸透促進剤前駆体が金属成分と合金化されるこ とは必ずしも必要なく、自発的系に単に供給できる）。例えば、アルミニウム／ マグネシウム／窒素系において、マグネシウムが複合体の表面に適用されると、 その表面はフィラー材料の通気性材料に最も近いか好ましくは接触するはずの面 であるか（逆は逆である）、あるいはそのマグネシウムはフィラー材料又はプリ フォームの少なくとも一部に混入できることが好ましいことがある。更にまた、 表面適用、合金化及び／又はフィラー材料の少なくとも一部のフィラー材料又は プリフォーム中へのマグネシウムの配置、の成る組み合わせを採用することがで きる。このような浸透促進剤（複数でもよい）及び／又は浸透促進剤前駆体（複 数でもよい）の適用の組み合わせは、フィラー材料又はフィラー材料のプリフォ ーム中へのアルミニウム金属構成成分の浸透を促進するに必要なマグネシウムの 全重量％を減少させ、また浸透が進行できる低い温度の達成に帰結することがで きる。

また、１種以」二の補助合金元素の使用及び周囲ガス中の窒素濃度は所与の温度 における金属成分又は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分の窒化の程度に 影響する。例えば、金属成分に含まれる及び／又は複合体の表面に配置された及 び／又はフィラー材料又はプリフォームの中に混合された補助合金元素、例えば 亜鉛、鉄を浸透温度を下げるため及び／又は特定の温度における浸透の量又は速 度を増加させるために使用することができる。

金属成分中及び／又は複合体の表面上に配置された及び／又はフィラー又はプリ フォーム材料に混合されたマグネシウムの濃度はまた、所惇の温度における浸透 の範囲及び／又は速度に影響する傾向がある。結果として、マグネシウムがプリ フォーム又はフィラー材料とは殆ど又は全く直接に接触しない場合、少なくとも 一部３重量％のマグネシウムが金属成分に含まれることが好ましいことがある。

この量より少ない合金含有率、例えば１重量％のマグネシウムでは、高いプロセ ス温度又は浸透の補助合金元素を必要とすることがある。本発明の自発的浸透プ ロセスをもたらすに必要な温度は、（１）金属成分のみのマグネシウム含有率が 例えば約５重量％に増したとき、（２）及び／又は合金成分がフィラー材料又は プリフォームの通気性材料と混合されたとき、（３）及び／又は亜鉛又は鉄のよ うな別の元素が系のどこかに存在するときに低くすることができる。また、温度 は種々のフィラー材料によって変わることがある。一般に、アルミニウム金属成 分／マグネシウム／窒素の自発的系において、自発的及び進行的浸透は少なくと も約６７５℃のプロセス温度で、好ましくは少なくとも約７５０〜８５０℃のプ ロセス温度で生じるであろう。

一般に、１２００℃を超える温度はプロセスに有益でないように観察され、特に 有益な温度範囲は約り７５℃〜約１０５０℃であると見出されている。ここで、 一般則として、自発的浸透温度は金属成分の少なくとも１種の金属構成成分の融 点より高いが、該金属構成成分の揮発温度より低い温度である。また、自発的浸 透温度はフィラー材料の融点より低い必要がある。更にまた、温度が高くなるに つれて金属成分の少なくとも１種の金属構成成分と浸透雰囲気との反応生成物が 生成する傾向が増す（例えば、アルミニウム金属成分と窒素浸透雰囲気の場合、 窒化アルミニウムが生成することがある）。また、浸透温度にするために通電加 熱が典型的に使用される。ここで、該少なくとも１種の金属構成成分を溶融する ことができ、自発的浸透に悪影響しなければ任意の加熱手段が本発明に採用でき る。

本発明の方法において、例えば通気性フィラー材料又はプリフォームは、少なく ともプロセスの成る段階で窒素含有ガスの存在下において複合体の溶融アルミニ ウム構成成分と接触する。窒素含有ガスは、連続のガスの流れを維持して少な（ とも１種のフィラー材料又はプリフォーム及び／又は溶融アルミニウムに接触さ せるか、プリフォーム又はフィラー材料を密閉又は静的雰囲気系に収めることに よって供給することができる。窒素含有ガスの流量は重要ではないが（例えば、 窒素の流れは全く本質的でないことがある）、例えば何らかの窒化物の生成によ る雰囲気からの窒素の全損失を補償し、更に金属成分の１種以上の金属構成成分 を酸化する作用を有することができる酸素の侵入を防止又は抑制するに充分な流 量で流すことが好ましい。

複合体から金属成分の少なくとも１種の金属構成成分を除去する方法は各種のフ ィラー材料を適用でき、フィラー材料の選択は金属成分の組成、プロセス条件、 金属成分とフィラー材料の反応性のような因子に依存するであろう。例えば、金 属成分がアルミニウムを含む場合、適切なフィラー材料は（ａ）酸化物、例えば アルミナ、マグネンア、ジルコニア、（ｂｌ炭化物、例えば炭化ケイ素、（Ｃｌ ホウ化物、例えば−ニホウ化アルミニウム、ニホウ化チタン、（ｄ）窒化物、例 えば窒化アルミニウム、窒化ケイ素、及び（ｅ）それらの混合物を含む。

また、フィラー材料又はプリフォームは均質または不均質であってよい。フィラ ー材料又はプリフォームが不均質であれば、金属成分の選択的が選択的に除去で きることが可能であろう。例えば、所与の反応条件の組み合わせの下で、１つの フィラー材料は別のフィラー材料よりも早い速度で浸透されることができよう。

従って、フィラー材料の組み合わせの適切な選択により（例えば、粒子径及び／ 又は化学的組成を使用）、複合体の異なる部分から異なる量で金属を取り出すこ とができ、よって複合体の傾斜特性が得られる。

また、本発明にバリヤ手段を組み合わせて使用することが望ましいことがある。

詳しくは、図３に示すように、バリヤ手段７０で複合体２０を少なくとも部分的 に又はほぼ完全に囲むことができ、複合体はフィラー材料３０て囲んてバリヤ材 料７０の中に収める。バリヤ材料７０はそこで複合体２０から金属成分の除去を 制限する手段として役立つことができる。詳しくは、複合体２０の金属成分２２ の少なくとも１種の金属構成成分の自発的浸透が開始し、バリヤ手段７０に達す ると、バリヤ手段７０は複合体２０からの該金属構成成分のその先の自発的浸透 の全てを防ぐことができよう。従って、バリヤ手段の使用は該金属構成成分が複 合体２０から除去される量の制御を提供することができる。

図３に示すように、バリヤ手段を適切な実質的に不活性な材料８０て支持するこ とができる。本発明に使用するバリヤ手段は、溶融金属成分がバリヤの表面境界 を越えて移動、移行等することを妨害し、抑制し、防止し又は終了させる任意な 適切な手段であることができる。適切なバリヤ手段は、本発明のプロセス条件下 で成る結合性を保ち、揮発性ではなく、好ましくは少なくとも場合によりプロセ スに使用できる浸透雰囲気に通気性があり、更に継続する浸透又は他のあらゆる 種類のバリヤの表面境界を越える移動を局所的に抑制し、停止し、妨害し、防止 することができる任意の材料、化合物、元素、組成物等であることができる。

適切なバリヤ手段は、用いるプロセス条件下で移動している溶融金属により実質 的に非湿潤性な材料を含む。この種類のバリヤは溶融金属に対して殆ど又は全く 親和性を示さないように観察され、フィラー材料又はプリフォームの画定された 表面境界を越える移動はバリヤ手段によって防止又は抑制される。上記のように 、バリヤは浸透雰囲気の溶融マトリックス合金との接触を可能にするように、好 ましくは通気性又は多孔質であるべきであり、あるいは穿孔によって通気性にす べきである。

アルミニウム金属構成成分について特に有用な適切なバリヤ手段は炭素、特には グラファイトとして知られる結晶質同素体の炭素を含むバリヤ手段である。グラ ファイトは記載のプロセス条件下で溶融アルミニウム合金により本質的に非湿潤 性である。特に好ましグラファイトはグラファイト箔製品であり、Ｕｎｉｏｎ　 Ｃａｒｂｉｄｅ社が登録の商標ＧＲＡＦＯＩＬ［Ｆ］グラファイト箔として販売 し、またＴＴ　Ａｍｅｒｉｃａ社より商標ＲＥＲＭ＾−ＦＯＩＬグラファイト箔 として供給される。これらのグラファイト箔はフィラー材料の画定された表面境 界を越える溶融アルミニウム合金の移動を防ぐシール性を示す。また、これらの グラファイト箔は熱に耐え、化学的に不活性である。ＧＲＡＦＯＩＬ■グラファ イト箔とＲＥＲＭＡ−ＦＯＩＬグラファイト箔は柔軟で、適合性があり、順応性 があり、弾性がある。これらは任意のバリヤ用途に適合するように種々の形状に することができる。また、グラファイトバリヤ手段はコロイド状サスペンション 、スラリー、ペースト、更にペイントとしてフィラー材料又はプリフォームの境 界の周囲又は上に用いることができる。ＧＲＡＦＯＩＬ　＠グラファイト箔とＲ ＥＲＭＡ−ＦＯＩＬグラファイト箔は柔軟なグラファイトンートの形態であるた め特に好ましい。使用に際し、これらの紙状のグラファイトをフィラー材料又は プリフォームの周囲に単に形成する。

窒素中のアルミニウム金属について有用なこの他のバリヤは、フィラー材料又は プリフォームの外面上にフィルム又は層として適用された低揮発性の有機化合物 を含む。窒素中での焼成の後、特に本発明のプロセス条件において有機化合物は 分解して炭素すすの皮膜を残す。有機化合物は塗布、スプレー、浸漬等のような 通常の手段で適用できる。

また、微細に粉砕した粒子状物質も、粒子状物質の浸透がフィラー材料の浸透速 度よりも遅く進行するのであればバリヤとして機能することができる。

このようにバリヤ手段は、画定された表面境界をバリヤ手段の層て被覆す・るよ うな任意の適切な手段で適用できる。このようなバリヤ手段の層は液状（例、コ ロイド状グラファイトサスペンション）、スラリー、ペースト状態の中にバリヤ 手段を適用して、塗布、浸漬、スクリーン印刷、蒸発等によって適用することが でき、あるいは蒸発可能なバリヤ手段のスパッタリングにより、固体粒子のバリ ヤ手段層の単なる堆積により、固体の薄いシート又はフィルムのバリヤ手段画定 された表面境界上に適用することにより提供することができる。適切なバリヤ手 段によって、自発的浸透は、浸透する金属が画定された表面境界に到達しバリヤ 手段と接触したときに実質的に終了する。

本発明は、母金属の方向性酸化によって形成したセラミック又はセラミック複合 体からの金属構成成分又は金属成分の除去と組み合わせて使用すると特に好都合 である。詳しくは、方向性金属酸化反応は、酸化反応生成物が適切に選択された フィラー材料の中に成長しそれを埋封するように誘導され、よってセラミック複 合体が生成する。具体的には、本発明の実施において、母金属（例、アルミニウ ム）は酸化反応生成物の成長がフィラー材料又はプリフォームへの方向であろう ようにフィラー材料又はプリフォームに隣接して配置され、その結果フィラー材 料は成長する酸化反応生成物によって埋封される。母金属とフィラー材料又はプ リフォームのお互いの配置と方向合わせは、母金属の物体を粒子状のフィラー材 料の中に単に埋めるか、母金属の１種又は２種以上の物体をフィラー材料又はプ リフォーム、或いはフィラー材料及び／又はプリフォームのアセンブリーに隣接 又は接触して配置することにより行うことができる。フィラー材料の適切な形態 はロッド、バー、ワイヤー、プレート、小板、中空体、球、粉末又は池の粒子、 又はこれらの組み合わせを含む。同様に、フィラー材料の化学組成はフィラー材 料と酸化反応生成物とて作用することがある相乗作用、及び耐火材料の最終的に 望まれる用途に依存する。この点でフィラー材料はセラミックマトリックスと極 めて類似、又は極めて異なる化学組成を有することができる。また、使用すべき フィラー材料の適切な大きさは多くの各種因子に依存する。ここで、特定の望ま しい粗粒のフィラー材料は典型的に約１０００ミクロンかそれ以上の平均粒子径 を有し、本発明と組み合わせて使用される微粒のフィラー材料は約１ミクロンか それ以下の平均粒子径を有する。

また、マトリックスに供給するフィラーの体積分率は約２０体積％〜約７０体積 ％の任意の範囲にあることができるが、使用されるフィラーの正確な販はフィラ ーの組成、形態等、或いはセラミック複合体の最終的に望まれる用途に依存する 。

本発明のこの池の面と関係して使用することが望ましいセラミックとセラミンク マトリックス複合体の形成に関する更なる議論は、本明細書の「本出願人が有す る米国特許及び米国特許出願の説明Ｊの項に記載の特許と特許出願に見出すこと ができる。

本発明は、母金属の方向性酸化によって形成したセラミック又はセラミック複合 体からの金属構成成分又は金属成分の除去と組み合わせて使用すると特に好都合 である。詳しくは、ここでの開示事項における特別の関心は、繊維強化材が複数 の積層コーティングでその上を被覆された繊維強化セラミック複合体に含まれる 金属成分（複数のこともある）のアルミニウム金属構成成分（複数のこともある ）の除去である。詳しくは、例えば、炭化ケイ素と炭化ケイ素ベース材料、炭素 と炭素ベース材料、アルミナとアルミナベース材料を含む材料は、例えば化学蒸 気浸透法によって被覆することができる。このような化学蒸気浸透法を使用した 場合、炭化ケイ素と炭化ケイ素ベース材料への望ましいコーティングの組み合わ せは窒化ホウ素／炭化ケイ素又は炭化チタン／窒化ケイ素又は炭素／炭化ケイ素 を含む。繊維強化材が炭素繊維を含む場合、望ましいコーティングの組み合わせ は炭素／炭化ケイ素を含む。更に、繊維強化材がアルミナ又はアルミニウムベー ス繊維を含む場合、望ましいコーティングの組み合わせはイリジウム／炭化ケイ 素又はニオブ／炭化ケイ素、白金／炭化ケイ素又は白金／窒化ホウ素／炭化ケイ 素を含む。

また、上記の繊維強化材が母金属の方向性酸化によって作成されるセラミック複 合体の強化材として使用され、得られた複合体を本発明の金属除去法に供するな らば、極めて望ましい物体を製造することができる。

例えば、本発明の好ましい態様において、２種以上のコーティングをフィラー材 料に適用する。複数のコーティングを使用する系において、コーティングは応力 の適用により脱着と引き抜きを許容するように接着強度に適切な不一致を提供す るように選択される。また、複数のコーティングはフィラーの劣化の保護を提供 するために選択され、外側のコーティングは溶融母金属の湿潤を発現し、マトリ ックス形成プロセス条件下の高温と酸化環境における劣化と腐食から内側コーテ ィングを保護するように選択される。また、場合により、３層以上のコーティン グではなく２層のコーティングの使用が経済的見地から有益なことがある。

このように、コーティングはフィラー材料、及び複合体を製造するプロセス条件 と適合するよう選択される。また、コーティングは所望の物性又は特性を得るた めに互いに補完しあうべきである。複数のコーティングを備えたフィラーを混和 したセラミック複合材料系において、例えば、内側コーティングとフィラーの間 、又はコーティングの間、又は外側コーティングと隣接のセラミックマトリック スとの間で相対的を移動を提供するために、３次元の接合の１つが他の２つの次 元の接合よりも弱いように、界面の剪断強度に適切な不一致を提供するよう選択 される。このようにして脱離と引き抜きが生じることができ、よってセラミック 複合体の破壊靭性を改良又は向上することができる。

脱離と引き抜きは、繊維のように典型的に少なくとも約２：ｌ、より具体的には 少なくとも３：ｌの長さ：直径の比較的大きな比を有するフィラー材料にとって 特に有益である。粒子や球のような長さ：直径の比が低いフィラー材料は、特徴 としてクラック曲折靭性（ｃｒａｃｋ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｔｏｕｇｈｅｎ ｉｎｇ）を示す。

フィラー材料にコーティングを適用するにおいて、各々のコーティングの厚さと 全ての層の累積の厚さは広い範囲で変わることができる。この厚さは各々のコー ティングの組成、それらの相互作用、フィラーの種類と形状、プロセス条件、複 合材料の製造に使用する前駆体金属といったような因子に依存することがある。

一般に、コーティングの累積の厚さは、セラミックフィラー材料を完全に被覆し 、それを酸化劣化、溶融金属からの攻撃、出来上がった複合材料の使用時に曝さ れることがある他の腐食環境から保護するに充分であるべきである。好ましい態 様において、内側コーティングはフィラー材料の結合性を低下させないようにフ ィラー材料と調和し、更に内側コーティングは脱離と引き抜き又は剪断を許容す るように選択することができる。コーティング系はマトリックス材料、中でもマ トリックスの前駆体と調和するよう選択され、また、コーティング系は複合材料 の製造に使用されるプロセス条件に耐えることができるように選択される。内側 コーティングはフィラーの劣化に対する適切な保護を与えるか又はこの最初のコ ーティングとフィラーの間の剪断を許容することができ、一方、二番目又は外側 のコーティングは実質的に不活性で劣化せず、更にセラミックマトリックスの前 駆体として提供された溶融母金属に湿潤性を示すことができるようにセラミック 複合体の製造に使用されるプロセス条件と調和するよう選択される。また、最初 のコーティング又は繊維が、複合材料の製造の際のプロセス環境による攻撃や劣 化又は実際の使用の際のマトリックスの中を拡散するオキシダントの攻撃によっ て影響され易い場合、二番目又は外側のコーティングを処理条件及び／又は使用 条件への暴露から内側コーティング又は繊維を保護するように選択される。この ように、コーティング系は、繊維を劣化から防ぎ、１つのコーティングが別のコ ーティングを保護し、同時にマトリックスの形成と使用についての調和性、剪断 を許容するための相対的な移動を提供する。このコーティング系における理由に より、複合材料構成成分の構造的劣化が軽減され、よって使用寿命と複合材料の 性能が延命し、複合材料の破壊靭性が改良される。

フィラーの表面が非常に不規則で小さな節、とげ、小繊維、突起、こぶがある場 合、フィラー材料は隣のコーティング又は隣のフィラー材料を含む隣接した面と 機械的に絡み合うか結合することができ、それにより脱離と引き抜きを妨げ又は 防ぎ、これが複合材料の特性に有害なことがある。従って、フィラーの不規則を 完全に覆う厚さのコーティング系を提供することが望ましい。

コーティングの厚さと特性は堆積プロセスとフィラー材料によって変わることが ある。複数のコーティング系における各々のコーティングの厚さは、半径につい て典型的に約０．０５から約２５ミクロン、好ましくは約１０ミクロンまで変化 することができるが、最も内側のコーティングは二番目のコーティングをフィラ ー粒子から隔てるための単原子であることができる。コーティング系の累積の厚 さは約２５ミクロンまで、好ましくは２〜１０ミクロンでよい。一般に、この範 囲の厚さのコーティング系を通常の又は公知の手段でフィラーに適用することが でき、上記の望ましい特性を得るであろう。

多数のコーティング組成を本発明のコーティング系に採用できることが見出され ている。これらの組成は金属酸化物、金属窒化物、金属ホウ化物、金属炭化物、 アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、炭素、シリコン等を含む。コーティング 組成の選択はフィラー材料、コーティングの互いの適合性、セラミック複合材料 を製造するプロセス条件に依るであろう。例えば、炭化ケイ素繊維は母金属の方 向性酸化によって得られた複合材料のフィラーとして使用できる。脱離と引き抜 きを提供するために、炭化ケイ素繊維を被覆した繊維と周囲のマトリックスとの 比較的強い結合を防ぐ窒化ホウ素で被覆することがある。ここで窒化ホウ素は複 合材料を製造するプロセスの酸化反応条件によって劣化することがある。また、 窒化ホウ素はマトリックス形成プロセスの条件下でアルミニウムのような特定の 金属に濡れないことがあり、このため外側コーティングがマトリックス形成を妨 害しがちなことがある。ここで、内側コーティングがプロセス条件下で母金属に よる濡れを殆ど又は全く示さないことが有利なことがある。例えば、コーティン グ系が気孔や傷を有することがあるが、溶融母金属と内側コーティングの接触角 が、母金属が内側コーティングの全ての気孔や傷を通って移動することを不可能 にすることができ、よってフィラーを溶融金属の攻撃から保護することができる 。フィラーの上の付加的な湿潤性の外側コーティングの存在は、そこでマトリッ クス形成プロセスのインピーダンスを避けるであろう。従って、炭化ケイ素のよ うな適切な外側コーティングを、プロセス形成との調和を得るため及び酸化のよ うな劣化から窒化ホウ素を保護するために窒化ホウ素コーティングに適用する。

例えば、炭化ケイ素はドープしたアルミニウムに濡れ、１０００℃の空気雰囲気 で比較的耐酸化性であるが、窒化ホウ素はアルミニウムに典型的に濡れず、この 温度で酸化され易い。また、２つのコーティングの間の結合は他の結合よりも弱 く、このため破壊の際の繊維の脱離と引き抜きを容易にする。この他の有用なコ ーティング組成は、例えば内側コーティングとして炭化チタン、シリコン、ケイ 酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭素を含み、外側コーティングとしてシリコン 、シリカ、アルミナ、ジルコニア、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化アルミ ニウム、窒化ケイ素を含む。他の一次の及び外側コーティングの適切な組成は、 これらのコーティングを提供されたセラミックフィラー材料と上記のような仕方 で互いに補完して使用するよう選択することができる。

本発明の各種の例証を以降の例に記す。ここで、これらの例は例示として考える べきであり、請求の範囲に明確にした発明の範囲を制限するように解釈すべきて ない。

例Ｉ 次の例は繊維強化セラミック複合体の形成方法と、得られた複合体の約室温から 約１４００℃までの機械的特性を示す。詳しくは、この例は、炭化ケイ素繊維が 窒化ホウ素の一次層と炭化ケイ素の二次層で被覆され、炭化ケイ素繊維とアルミ ナマトリックスの間に脱離ゾーンを形成した炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体 の形成方法を示す。

布プリフォーム１０３はＮＩＣＡＬＯＮ”炭化ケイ素繊維（Ｄｏｗ　Ｃｏｒｎｉ ｎｇ社より入手、　Ｍｉｄｌａｎｄ、　ミシガン州）製の８枚朱子と１２枚朱子 の複数の層を互いにその上に積み重ねて作成した。図４ａと４ｂは朱子織り布の それぞれそのままの位置の上面と横断面を描く略図である。図４ａと４ｂを参照 して、朱子織り布が製図の配置に示され、横断面を見た場合、布９０のたて糸９ ２の軸が横断面図の平面にあって布９０の底に位置しく即ち、横断面図に見られ るように）、よこ糸９１は横断面の平面に直角で布９０の上に位置する。追加の 布の層の配置はその位置に関連して述べることができる。例えば、図４Ｃに描い たように、追加の布の層は、＋１１布９０の平面に直角に軸９３について回転さ せる、及び／又は（２）布９０の横断面の平面に直角な軸９４について回転し、 続いてそのままの配置に位置する繊維層の上に接触又は重ねることができる。こ のようにして、例えば、図４ｄの横断面に略図で描いたように、次の順序で重ね ることによって８枚の朱子織り布から実質的に四角の布プリフォーム１０３を作 成することができる。

・８枚朱子の布を含む一番目の布の層９５をそのままの位置で支持面上に配置し 、布プリフォーム１０３の作成を開始し、・１２枚朱子の布を含む二番目の布の 層９６を前の位置から布の平面に直角な軸９３について左回りに約９０度回転さ せ、二番目の布の層９６の端が一番目の布の層９５の端にほぼ揃うようにして一 番目の布の層９５の上に配置し、 ・１２枚朱子の布を含む三番目の布の層９７を二番目の布の層９６の上に、三番 目の布の層９７の端が二番目の布の層９６の端に実質的に揃うようにして配置し 、 ・１２枚朱子の布を含む四番目の布の層９８を前の位置から布の平面に直角な軸 ９３について左回りに約９０度回転させ、四番目の布の層９８の端が三番目の布 の層９７の端にほぼ揃うようにして三番目の布の層９７の上に配置し、 ・１２枚朱子の布を含む三番目の布の層９９を前の位置から布の平面に直角な軸 ９３について左回りに約９０度回転させ、次いで布の横断面図の面に直角な軸９ ４について右回りに約１８０度回転させ、四番目の布の層９８の端に三番目の布 の層９８の端がほぼ揃うように四番目の布の層９８の上に配置し、 ・１２枚朱子の布を含む六番目の布の層１００を前の位置から布の横断面図の平 面に直角な軸９４について右回りに約１８０度回転させ、六番目の布の層１００ の端が三番目の布の層９９の端にほぼ揃うようにして三番目の布の層９９の上に 配置し、 ・１２枚朱子の布を含む七番目の布の層１０１を前の位置から布の平面に直角な 軸９３について左回りに約９０度回転させ、次いで布の横断面図の面に直角な軸 ９４について右回りに約１８０度回転させ、六番目の布の層１００の端に七番目 の布の層１０１の端がほぼ揃うように六番目の布の層＋００の上に配置し、 ・最後に、８枚朱子の布を含む八番目の布の層１０２を前の位置から布の横断面 図の平面に直角な軸９４について右回りに約１８０度回転させ、八番目の布の層 １０２の端が七番目の布の層の端にほぼ揃うようにして七番目の布の層１０１の 上に配置する。

図４ｅを参照して、２つの８枚朱子の外側布層と６つの１２枚朱子の内側布層を 含み、寸法が約６．７５インチ（１７１ｍｍ）平方×厚さ約０．１２５インチ（ ３，２ｍｍ）の布プリフォーム１０３をグレードＡＸＦ−５Ｑグラファイト（Ｐ ｏｃｏ　Ｇｒａｐｈｉｔｅ社、Ｄｅｃａｔｕｒ、テキサス州）から機械加工した 約７．７５インチ（１９７＋ｎｍ）平方×厚さ約０．５インチ（１３ｍｍ）の孔 をあけたグラファイト板１０４に接して配置した。孔をあけた板の内側孔あけ領 域１０５は約６．２５インチ（１５９ｍｍ）平方であった。孔あけ領域１０５の 孔１０６は直径約０．２５インチ（６，４ｍｍ）で、中心間で約０．３７５イン チ（９，５ｍｍ）離れ、１７孔Ｘ１７孔の配列であり、孔をあけない領域が約１ インチ（２５ｍｍ）縁取りされていた。布プリフォーム１０３を一番目のグラフ ァイト板１０４に接して置いた後、実質的に一番目と同じ二番目のグラファイト １ｆｆｌ　１０４を布プリフォーム１０３の上を覆って置き、グラファイト板を Ｃクランプを用いて締めつけて布プリフォーム１０３を圧縮した。グレードＡＸ Ｆ−５Ｑグラファイト（Ｐｏｃｏ　Ｇｒａｐｈｉｔｅ社、Ｄｅｃａｔｕｒ。

テキサス州）から機械加工した長さ約７．７５インチ（１９７ｍｍ）の２つのグ ラファイトチャンネル部材１０７を一番目と二番目の孔をあけたグラファイト板 １０４の向かい合った端と接触するように両方の孔をあけたグラファイト板１０ ４端を共通に覆って配置し、これによりプリフォーム収納ジグ１０８を形成した 。図４ｅは、プリフォーム収納ジグ１０８の等角の略図である。グラファイトチ ャンネル１０７を孔をあけた板１０４に固定した後、Ｃクランプを孔をあけた板 １０４から外し、圧縮した布プリフォーム１０３から生じる弾性力をグラファイ トチャンネル部材＋０７によりかる孔をあけた板１０４の一方に偏らせ、比較的 剛直なプリフォーム収納ジグ１０８を形成した。プリフォーム収納ジグ１０８の 中の布プリフォーム１０３の八番目の層１０２のたて糸９２はプリフォーム収納 ジグのグラファイトチャンネル部材１０７の長さに平行になるように配置した。

布プリフォーム１０３を含むグラファイト収納ジグ１０８を外径約１２インチ（ ３０５ｍｍ）の化学蒸気浸透装置の反応チャンバーに入れた。反応チャンバーの 内径は、肉厚約０．５インチ（１３ｍｍ）の石英管を内張し、肉厚約０．２５イ ンチ（６，４ｍｍ）のグラファイト管を内張した後に約９゜４５インチ（２４０ ｍｍ）であった。布プリフォーム１０３の八番目の層１０２のたて糸９２はチャ ンバー内のガスの流れ方向に平行で、また反応チャンバーの縦軸に平行であった 。反応チャンバーを閉め、水銀（ｌ１ｇ）柱約０．００４インチ（０，１ｍｍ） に排気した。次いて反応チャンバーを約１０℃７７′分て約８００℃に加熱し、 反応チャンバーの内容物は中の熱電対ての指示で約７３０℃であった。反応チャ ンバー内の温度が約７３０℃に達したとき、合計の操作圧力を水銀柱約０．０４ ７〜０．０５１インチ（水銀柱約１．２〜１．３ｍｍ）に保持しながら約１２０ ０標準ｄのアンモニア（Ｎｌ＋、）の流れと約８００標準ｃｒｔの塩化ホウ素（ ＢＣｌ２）の流れを含むガス混合物を反応チャンバーに導入した。約７３０℃で 約６．５時間後、反応チャンバーへのガス混合物の流れを止め、反応チャンバー を加熱する炉への給電を止め、炉とその内容物を約２００℃まで自然に放冷させ た。約２００°Ｃにおいて反応チャンバーのドアを開け、グラファイト収納ジグ １０８を取り出し、冷却して分解し、布プリフォーム１０３の布の層の繊維が被 覆されており、布プリフォーム１０３を含む布の層は約７３０℃のプロセスの間 に生成した窒化ホウ素コーティングで一緒に結合され、それによって被覆され結 合された布プリフォーム１０９が形成していることが観察された。窒化ホウ素コ ーティングは約０．４　ミクロンの厚さであった。

窒化ホウ素で被覆され結合された布プリフォーム１０９を、次いでＫａｎｔｈａ ｌ■鉄−クロム−アルミニウム合金を含むワイヤ１１１でグレードＡＸＦ−５Ｑ グラファイト（Ｐｏｃｏ　Ｇｒａｐｈｉｔｅ社、Ｄｅｃａｔｕｒ、テキサス州） 製のグラファイトカンチレバー支持ジグ１１０からつるした。これらは図４ｆに 略図で示した。グラファイトカンチレバー支持ジグ１１０と窒化ホウ素で結合し た布プリフォーム１０９を、次いで８枚朱子布を含む八番目の層１０２のたて糸 がチャンバー内のガスの流れ方向に平行で、更に反応チャンバーの縦軸に平行に なるように上記の化学蒸気浸透装置の反応チャンバーの中のもとの所に置いた。

反応チャンバーのドアを閉めた後、反応チャンバーとその内容物を水銀柱約０、 ５９１インチ（１５ｍｍＨｇ）に排気し、約２５００標準ｄの水素ガスの流れを 反応チャンバーに導入した。反応チャンバーを約り０℃／分で加熱し、反応チャ ンバーの内容物が中の熱電対の指示で約９２５℃となった。反応チャンバーの内 容物が約９２５℃のとき、約２５００標準ｄの追加の水素の流れを反応チャンバ ーに導入し、合計で約５０００標準ｃｒｌの水素ガスの流量とした。反応チャン バーの内容物の温度が約９２５℃でほぼ完全に安定した後、約２５００標準ｄの 水素を反応チャンバーへの直接の入口から外し、反応チャンバーに入れる前に約 ２５℃に保持したトリクロロメチルシラン（ＣＩｌａＳｔＣｌｓ、メチルトリク ロロシランとしても知られる）（Ｈｕｌｌｓ／Ｐｅｔｒａｒｃｈ　Ｓｙｓｔｅｍ 、　Ｂｒ１ｓｔｏｌ、ペンシルバニア州）の浴を通してまず最初にバブリングさ せた。約９２５℃で約２６時間後、反応チャンバーを加軌する炉への給電を止め 、トリクロロメチルシランの浴を通っていた約２５００標準ｄの水素をもとに戻 し、反応チャンバーへの約５０００標準ｄの直接の水素ガスの流量とした。約４ ．７５リツトルのトリクロロメチルシランが約９２５℃での２６時間の運転の間 に消費されたことが認められた。約５０００標準ｄの水素ガスの流量で約３０分 間保持した後、水素の流れを止めて炉とその内容物を水銀柱約０．０３９インチ （０，１ｍｍ）に排気した。次いで約１４リツトル／分の流量でアルゴンガスを 導入しながら、反応チャンバー内の圧力を約大気圧に１−げた。反応チャンバー を約２００℃の温度に冷却した後、アルゴンの流れを止めて反応チャンバーのド アを開けた。グラファイトカンチレバー支持ジグ１１０と布プリフォームを反応 チャンバーから取り出し、窒化ホウ素で結合した布プリフォーム１０９が炭化ケ イ素の二次層で被覆され、炭化ケイ素（ＳｉＣ）　／窒化ホウ素（ＢＮ）で被覆 された布プリフォーム＋１２が形成していることが観察された。炭化ケイ素は約 ２．３ミクロンの厚さであった。

末端が閉し、外側寸法が約７インチ（１７８ｍｍ）平方×高さ約２インチ（５１ ｍｍ）ｘ肉厚約０．２５インチ（６，５ｍｍ）のワックス箱原型を、その１つの 面に接着剤の裏地がある高温ワックスシー）（Ｋｉｔ　Ｃｏｆｆ１ｎｓ社、Ｃ１ ｅｖｅｌａｎｄ、オハイオ州）から組み立てた。ワックス箱原型は高温ワックス ナイフを用いて作成した。ワックス箱原型の閉塞端はベベル角が約２２度であっ た。約５重量部のＢＬＵＯＮＩＣ■コロイド状アルミナ（Ｗｅｓｔ　Ｂｏｎｄ社 、Ｗｉ　１ｍｉｎｇｔｏｎ、プラウエア州）と約２重量部の一３２５メツシュ（ 平均粒子径約４５ミクロン未満）のウオラストナイト（ケイ酸カルシウムの鉱物 ）を含むスラリー混合物を材料を一緒に手で混合することによって作成した。次 いでスラリー混合物をワックス箱原型の外面上に１インチのスポンジブラシで塗 布し、流出を防ぐために粗い（−１０，＋１００メツシユ）ウオラストナイト粉 末をスラリー混合物コーティングの上に充分に振りかけ、シェル１２０の一次前 駆体層を形成した。この手順を繰り返し、前駆体層の形成の間に約０゜５時間の 乾燥時間を設けて追加のコーティングの層を築いた。スラリー混合物／粗いウオ ラストナイトの充分な前駆体層が形成し、約０．２５インチ（６，４ｍｍ）の厚 さとなったとき、被覆したワックス箱原型をわきへ置き、約室温で約２４時間乾 燥した。約０．２５インチ（６，４ｍｍ）の厚さのコーティングは名目上約１２ 層のスラリー混合物／粗いウオラストナイトの層を含んだ。被覆したワックス箱 原型が約室温でほぼ完全に乾燥した後、ワックス箱原型を排気フードの下の大気 雰囲気炉に入れ、約１２０℃の温度に約６時間保ち、その間にワックスが溶融し 、後にアルミナ結合ウオラストナイトシェル１２０の未焼成前駆体が残った。次 いで炉とその内容物を約９５０℃まで約２時間で加熱し、約９５０°Ｃで約４時 間保持し、残りの全てのワックスをほぼ完全に除去し、アルミナ結合ウオラスト ナイトシェルの焼結を確実にした。次いで炉とその内容物を約室温まで冷却した 。

約４０グラムのＶＡＳＥＬＩＮＥ■石油ゼリービヒクル（Ｃｈｅｓｅｂｏｒｏｕ ｇｈ　Ｐｏｎｄ社、Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ、コネクティカット州）を、約中間の加 熱温度にセットしたホットプレートの上の小さなアルミニウム秤量皿の中でゼリ ーが液体になるまで溶かした。次いできれいなりロテンのブラシを用い、ＳｉＣ ／ＵＮ被覆布プリフォーム１１２の６．７５インチ（１７１ｍｍ）平方の１つの 面にほぼ完全に塗布し、酸化ニッケル粉末の適用の界面を提供した。約８グラム の一３２５メツシュ（粒子径約４５ミクロン未満）酸化ニッケル粉末と約１６グ ラムのエタノールを含む混合物をスポンジブラシを用いて適用し、ＳｉＣ／ＢＮ 被覆布プリフォームの石油ゼリーを塗布した面をほぼ完全に覆った。エタノール がほぼ完全に蒸発した後、図４ｇに示すように、ＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォー ム１１２の塗布しておらず酸化ニッケル粉末で覆われていない側面がシェル１２ ０の底に接触するようにＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォーム１１２をアルミナ結合 ウオラストナイトシェル１２０の中に装入した。ＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォー ム＋１２の周囲とアルミナ結合ウオラストナイトシェル＋２０の壁との空隙を、 ウオラストナイト粉末の面がＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォーム＋１２の酸化ニッ ケル粉末で覆われた面とほぼ同じ高さになるまで粗い（−１０，＋ｌＯＯメツシ ュ）ウオラストナイトで満たした。次いてＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォーム１１ ２に入れたアルミナ結合ウオラストナイトシェル１２０を焼成れんがでできた脚 柱に乗せ、その後耐火性ボート１２４の中をウオラストナイト粉末１２３で覆っ た。

次いてＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォーム１１２を水平にした。約１６００グラム の母金属を４つの３０グラムのクレー坩堝（Ｊ、Ｈ，Ｂｅｒｇｅ社より入手、５ ｏｕｔｈ　Ｐｌａｉｎｆｉｅｌｄ、ニュージャージ州）に各々の坩堝に約４００ グラムの量で分配した。母金属は重量で約８．５〜１１．０％のシリコン、３． ０〜４．０％の銅、２．７〜３．５％の亜鉛、０．２〜０．３％のマグネシウム 、＜０．０１％のカルシウム、＜０．１０％のチタン、０．７〜１．０％の鉄、 ＜０．５％のニッケル、＜０．５％のマンガン、＜Ｏ，’３５％の錫、く０．０ ０１％のベリリウム、＜０．１５％の鉛、及び残余アルミニウムを含んだ。耐火 性ボート１２４とその内容物、及び母金属を入れた４つの３０グラムのクレー坩 堝を大気雰囲気炉に入れ、炉のドアを閉めた。

次いて炉とその内容物を約室温から約７００℃まで約り００℃／時で昇温し、そ の間にＶＡＳＥＬ　ＩＮＥ■石油ゼリービヒクルが揮発し、酸化ニッケル粉末が ＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォーム１１２の表面上に落下した。

約７００°Ｃで約１時間後、その間に母金属１２６はほぼ完全に溶融しており、 次いて母金属１２６をアルミナ結合ウオラストナイトシェル１２０の中及びＳｉ Ｃ／ＢＮ被覆布プリフォーム１１２の酸化ニッケル粉末被覆面の上に注ぎ、それ によってプリフォーム１１２の表面を覆った。

次いでウオラストナイト粉末１２７をアルミナ結合ウオラストナイトシェル１２ ０の中の溶融母金属１．２６の表面上に注ぎ、溶融母金属の表面をほぼ完全に覆 った。このアセンブリーはセラミックマトリックス複合体の成長のためのレイア ップを形成した。次いで炉とレイアップを含むその内容物を約９５０℃まで約１ 時間で昇温した。約９５０℃で約９０時間後、炉とその内容物を約７００℃まで 約２時間で降温した。約７００℃においてレイアップを炉から取り出し、残りの 溶融母金属をアルミナ結合ウオラストナイトシェル１２０からデカンタ−に移し 、シェル１２０を素早く壊してＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォーム１１２から除去 し、プリフォーム１１２をケイ砂の中に埋めてプリフォーム１１２を約室温に冷 やした。約室温において、酸化反応生成物がＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォーム＋ １２の中で成長してほぼ完全に埋封しており、複数の朱子織りの布の層を有する 繊維強化セラミック複合体１３０が形成していることが観察された。詳しくは、 繊維強化セラミック複合体＋３０は、アルミニウム酸化反応生成物で埋封された ８枚朱子の炭化ケイ素布の外側層と１２枚朱子の炭化ケイ素布の６層の内側層を 含んだ。

セラミック複合体を作成した後、本発明の金属除去プロセスを開始した。金属除 去プロセスの最初の工程は作成したセラミックマトリックス複合体に含まれる金 属による浸透のためのフィラー材料混合物の形成であった。

具体的には、約９０重量％の■０００グリッド（平均粒子径約５ミクロン）のＥ ６７アルミナ（Ｎｏｒｔｏｎ社、ＷＯｒＣｅＳｔｅｒ、　？サチューセッッ州） と約１０重量％の一３２５メツシュ（粒子径約１７ミクロン未満）のマグネシウ ム粉末（Ｒｅａｄｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社、Ｌａｋｅｈｕｒｓ　ｔ、 ニュージャージ州）を含むフィラー材料混合物を１ガロンのＮＡＬＧＥＮＥ”広 ロブラスチック容器（Ｎａｌｇｅ社、Ｒｏｃｈｅｓ　ｔｅｒ、　二＋Ｌ−ヨーク 州）の中で調製した。

アルミナ粉砕ボールをプラスチック容器の中のフィラー材料混合物に加え、容器 の蓋を閉めた。プラスチック容器とその内容物を容器ミルの上に約４時間設置し 、アルミナとマグネシウム粉末を一緒に混合した。アルミナ混合用ボールをアル ミナ−マグネシウムフィラー材料混合物から分離し、フィラー材料混合物１３１ を完了した。

約７インチ（１７９ｍｍ）平方×深さ約２インチ（５０，８ｍｍ）　ｘ肉厚約０ ．０６３インチ（１，６ｍｍ）のステンレススチールボート１３２を、１枚のＧ ＲＡＦＯＩＬ■グラファイト箔（Ｕｎｉｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ社、Ｃａｒｂｏｎ 　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ、　Ｃ１ｅｖｅｌａｎｄ、オハイオ州） から作成したグラファイト箔ボックスで内張した。約１インチ（２５ｕ＋ｍ）の フィラー材料混合物１３１をステンレススチールボート１３２に内張したグラフ ァイト箔の底に手で詰めた。次いで繊維強化セラミック複合体１３０をフィラー 材料混合物１３１の中に押し込んだ。次いで追加のフィラー材料混合物１３１を 繊維強化セラミック複合体１３０の上に注ぎ、それをほぼ完全に覆った。

次いてフィラー材料混合物１３１を手で詰めてフィラー材料混合物１３１と繊維 強化セラミック複合体１３０の間の良好な接触を確保し、それによって図４ｈに 横断面の略図で描いたように金属除去レイアップを形成した。

次いてステンレススチールボート１３２とその内容物を含む金属除去レイアップ を雰囲気制御通電加熱炉に入れ、炉チャンバーのドアを閉めた。最初に炉チャン バーとその内容物を少なくとも水銀柱約３０インチ（７６２ｍｍ）の真空まで排 気し、次いで真空ポンプを炉チャンバーから外し、窒素ガスをチャンバーに導入 してチャンバー内を窒素の大気圧とした。この操作を繰り返した。炉チャンバー の圧力が約大気圧に達したとき、炉チャンバーとその内容物を約室温から約７５ ０℃まで約２５０／時で昇温し、約７５０℃で約５時間保持し、約７５０℃から 約３００℃まで約２００／時で降温し、窒素ガスは約４０００標準ｄの流量に加 熱から冷却までを通して保持した。約３００℃において窒素ガスの流れを止め、 炉のドアを開はステンレススチールボートとその内容物を取り出し、強制通風に よって冷却した。約室温においてフィラー材料１３１を繊維強化セラミック複合 体１３０から離し、繊維強化セラミック複合体１３０の金属成分がほぼ完全に除 去されていることが認められた。次いで繊維強化セラミック複合体１３０を使用 圧力約７５ポンド／平方インチで操作するサンドプラスターによるグリッドブラ スト仕上に供し、複合体１３０の表面に付着している全ての余分なフィラー材料 を除去した。次いで繊維強化セラミック複合体をダイヤモンドのこで切断し、機 械的特性を測定するための長さ約２．４インチ（６ｍｍ）　ｘ幅約０．２インチ （６＋ｎｎ＋）　ｘ厚さ約０．１１インチ（３ｍｍ）の試験片に加工した。

次いでいくつかの試験片を付加的な熱処理に供した。詳しくは、サンプルの最初 のグループを約１２００℃で約２４時間熱処理し、サンプルの二番目のグループ を約１２００℃で約１００時間熱処理した。熱処理は、試験片の引っ張る側面を アルミナトレーの反対に向けて試験片をアルミナトレーの上に配置することによ り行った。アルミナトレーとその内容物大気雰囲気炉に入れて約１２００℃まで 約２００’Ｃ／時の速度で加熱した。約１２００℃で約２４時間の後に最初のサ ンプルのグループを入れた炉を約室温まで約２００’Ｃ／時の速度で冷却し、一 方、約１２００℃で約１００時間の後に二番目のサンプルのグループを入れた炉 を約室温まで約り００℃／時の速度で冷却した。

繊維強化セラミック複合体の試験片の曲げ強度は、米国陸軍省提案のＭＩＬ−３ ＴＤ−１９４２Ａ（１９８３年１１月２１日）に定められた手順を用いて測定し た。この試験法は高性能セラミック材料の強度測定に対して特別に立案されたも のである。この方法での曲げ強度は破壊時の外側繊維の最大応力として定義され る。４点１／４点曲げ試験を用いた。

棒状試験片の高さと幅は約３９０マイクロインチ（０，０１ｍｍ）の精度で測定 した。棒状試験片は、下側スパンを支持する２つのポイントと上側スパンを支持 する２つのポイントとの、４つのポイントに付加された応力に供した。下側のス パン支持ポイントは約１．６インチ（４０ｍｍ）の間隔があり、上側のスパン支 持ポイントは約０．７９インチ（２０ｍｍ）の間隔があった。棒状試験片に実質 的に対称に負荷が加わるように、上側スパンの中心は下側スパンの中心に位置し た。曲げ強度の測定は万能試験機（Ｓｙｎｔｅｃｈ、　Ｓｊｏｕｇｈｔｏｎ、マ サチューセッツ州）を用いて行った。測定の間のクロスヘッドスピードは約０． ０２インチ／分（０、５５＋ｎｍ／分）であった。約１２００℃、約１３００℃ 、約１４００℃で測定した曲げ強度は、大気雰囲気通電加熱炉（Ａｄｖａｎｃｅ ｄ　Ｔｅ５ｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、　Ｂｕｔｌｅｒ、ペンシルバニア州）を備えた もう１つの万能試験機で行った。

表１はＮＩＣＡＬＯＮ”炭化ケイ素強化アルミナ酸化反応生成物複合体について の４点曲げ強度のまとめを含む。詳しくは、表１はサンプル条件、試験温度、試 験したサンプルの数、平均曲げ強度と標準偏差、最大曲げ強度と最小曲げ強度を まとめたものである。これらのデータは、本発明の方法に供した繊維強化セラミ ック複合体の曲げ強度が、室温から約１２００℃までの間の試験温度に影響され ないことを示している。また、これらのデータは、本発明の方法に供した繊維強 化セラミック複合体の曲げ強度が、約１２００℃より高い試験温度と１２００℃ での長い暴露時間によって若干だけ低下することを示している。

この例は、いろいろなセラミックマトリックス複合体を、セラミックマトリック ス複合体の金属成分の少なくとも一部を除去するための本発明の金属除去処理に 供することができることを示す。具体的には、この例のサンプルＡは炭化ケイ素 繊維強化アルミナ酸化反応生成物複合体を含み、この例のサンプルＢは炭化ケイ 素繊維強化窒化アルミニウム酸化反応生成物複合体を含む。

サンプルＡ 長さ約３．０インチ（７６ｍｍ）　ｘ幅約３．０インチ（７６ｍｍ）　ｘ厚さ約 ０．１２５インチ（３，２ｍｍ）のＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームを、直径が 約３９４マイクロインチ（１０ミクロン）から約７８７マイクロインチ（２０ミ クロン）の炭化ケイ素繊維（ＮＩＣＡＬＯＮＴＭＳＤｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ社よ り入手、Ｍｉｄｌａｎｄ、ミシガン州）を含んでなる１２枚朱子布の８つの層を 積み重ねることによって調製した。１２枚朱子の炭化ケイ素布は、各々の後にく る布の層のよこ糸がその前の布の層のよこ糸に対して約９０度回転して配置され るようにして積み重ねた。積み重ねた層を含んでなる布プリフォームを、次いで 化学蒸気浸透反応器に入れ、例１の方法に実質的に従ってその繊維に窒化ホウ素 （ＢＮ）の−次層を被覆した。その後、例１の方法に実質的に従ってＢＮコーテ ィングの上に炭化ケイ素（ＳｉＣ）のコーティングが位置するように、化学蒸気 浸透反応器の反応条件を修正した。化学蒸気浸透コーティングは積み重ねた布の 層を一緒に保持し、これによりＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームが形成した。

８Ｎの一次層とＳｉＣの二次層で被覆した１２枚朱子布の８つの積み重だ層を含 んでなるＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームを、複合体の成長の際に複合体への空 気の流れを容易にするように底に穴を開けた多孔質キャスタブル耐火性ボートの 底に配置し、レイアップを形成した。詳しくは、内側キャビティが長さ約３．２ ５インチ（８３ｎｍ）　ｘ長さ約３゜２５インチ（８３ｍＩＩｌ）　ｘ深さ約３ ．０インチ（７６ｍｍ）で肉厚的０．１２５インチ（３，２ｍｍ）の多孔質キャ スタブル耐火性ボートを、約５６．３重量％の焼石膏（ＢＯＮＤＥＸ１１′、Ｂ ｏｎｄｅｘ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）、約２８．１重量％の水、約１５． ６重量％の９０グリツドのアルミナ（ＥＩ　ＡＬＵＮＤＵＭ”、Ｎｏｒｔｏｎ社 、Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ、マザチューセッツ州）を含む混合物より注型した。Ｓｉ Ｃ／ＢＮ被覆布プリフォームを多孔質キャスタブル耐火性ボートに装入した後、 −３２５メツシｊ（粒子径約４５ミクロン未満）のウオラストナイト（Ｐｅｌｔ ｚ−Ｒｏｗｌｅｙ　Ｃｈｅｍｉｃａ１社、Ｐｈ１ｌａｄｅｌｐｈｉａ、ペンシル バニア州）を、ＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームと多孔質キャスタブル耐火性ボ ートの間の空隙にウオラストナイトの高さがプリフォームの上面とほぼ同じ高さ になるまで投入した。例１の方法に実質的に従って、溶融石油ゼリービヒクル（ ＶＡＳＥＬＩＮＥ■、　Ｃｈｅｓｅｂｏｒｏｕｇｈ　Ｐｏｎｄｓ社、Ｇｒｅｅｎ ｗｉｃｈ、コネクティカット州）の薄い層を最初にＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォ ームの上面に適用し、次いて酸化ニッケル（Ｎｉｐ）粉末で被覆した。

隅に脚柱のある多孔質キャスタブル耐火性ボートを大気雰囲気通電加熱炉に入れ 、約７００℃まで約４００°Ｃ／時で加熱した。重量で約７．５〜９．５％のＳ ｉ、３．０〜４．０％のＣｕ、＜２．９％のＺｎ、０．２〜０．３％のＭｇ、＜ １．５％のＦｅ、〈０．５％のＭｎ、＜　０．３５％のＳｎ、及び残余のアルミ ニウムを含んでなり、重さ約４２０グラムの母金属もまた大気雰囲気通電加熱炉 の中の耐火性容器の中に入れ、約７００°Ｃまて加熱した。母金属が溶融したと き、炉のドアを開けて母金属を加熱した多孔質キャスタブル耐火性ボートの中及 びＮｉＯ粉末で被覆したプリフォームの上に注ぎ、それによってＳｉＣ／ＢＮ被 覆布プリフォームの表面を覆った。次いでウオラストナイト粉末を多孔質ポート の中の溶融母金属の表面上に配置してほぼ完全に溶融母金属の表面を覆い、それ によってレイアップを形成した。次いて炉とレイアップを含むその内容物を約１ ０００℃まで約１時間で加熱した。約１０００℃で約６０時間後、炉とその内容 物を約７００℃まで約２時間で降温した。約７００℃においてレイアップを炉か ら取り出し、残りの溶融母金属を多孔質キャスタブル耐火性ボートからデカンタ −に移した。直ちに耐火性ボートを壊してＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームを取 り出し、ＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームをケイ砂の中に埋め、プリフォームを 約室温まで放冷した。約室温においてＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームをケイ砂 の中から取り出し、アルミナを含む酸化反応生成物がＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフ ォームの中で成長してほぼ完全に埋封しており、それによって強化材として１２ 枚朱子のＮＩＣＡＬＯＮＴＭ炭化ケイ素の複数の布の層を有するセラミックマト リックス複合体が形成していることが観察された。次いで炭化ケイ素繊維強化ア ルミナ複合体を、本発明の金属成分の少なくとも一部の除去の準備のため、長さ 約２．４インチ（６０ｍｍ）　ｘ幅約０．２インチ（６ｍｍ）　ｘ厚さ約０．１ １インチ（３ｍ＋＋＋）の棒に切断した。

サンプルＢ 内部キャビティが長さ約４，０インチ（１０２ｍｍ）　Ｘ幅約４．０インチ（１ ０２ｍｍ）　Ｘ深さ約３．０インチ（９６ｍｍ）のグラファイト箔ボックスを、 長さ約１０．０インチ（２５４ｍｍ）　Ｘ幅約１０．０インチ（２５４ｎ＋ｍ） 　ｘ厚さ約０．０１５インチ（０，３８ｍｍ）の１枚のグラファイト箔（ＧＲＡ ＦＯＩＬ■、Ｕｎｉｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ社、Ｃａｒｂｏｎ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ、　Ｃ１ｅｖｅｌａｎｄ、オハイオ州）から作成した。グラ ファイト箔に辺から３．０インチ（７６ｍｍ）で長さ約３．０インチ（７６ｍｍ ）の４つの平行な切り込みを入れた。次いでグラファイト箔を折り曲げ、側面を 留めてグラファイト箔ボックスを作成した。

約３重量％のストロンチウムと残余アルミニウムを含んでなり、長さ約４．０イ ンチ（１０２ｍｍ）　ｘ幅約４．０インチ（１０２ｍａ＋）　ｘ厚さ約１．０イ ンチ（２５ｍｍ）の母金属を、その長さ約４．０インチ（１０２ｍｍ）　ｘ幅約 ４゜０インチ（１０２ｍｍ）の１面に、約９０重量％の一３２５メツシュ（粒子 径約４５ミクロン未満）のアルミニウム合金粉末と残余エタノールを含むスラリ ーを塗布した。−３２５メツシユのアルミニウム合金粉末の表示組成は重量で約 ７．５〜９．５％のＳｉ、３．０〜４．０％のＣｕ、　＜２．９％のＺｎ、　０ ．２〜０．３％のＭｇ、〈１．５％のＦｅ、＜０．５％のＭｎ、＜　０．３５％ のＳ眠及び残余のアルミニウムを含んだ。アルミニウム合金粉末を塗布した母金 属を、次いで母金属の塗布していない面がグラファイト箔ボックスの内面に接触 するようにしてグラファイト箔ボックスの中に入れた。

長さ約４．０インチ（１０２ｍｍ）　ｘ幅約４．０インチ（１０２ｍｍ）　ｘ厚 さ約０゜０６インチ（１，６ｍｍ）の布プリフォームをグラファイト箔ボックス の中のアルミニウム合金粉末で被覆した母金属の表面上に、１２枚朱子の炭化ケ イ素布（ＮＩＣＡＬＯＮ”、　Ｄｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ社より入手、Ｍｉｄｌａ ｎｄ、ミシガン州）の４つの層を母金属の上に積み重ねることによって作成した 。約０．５インチ（１３ｍｍ）の５００グリツド（平均粒子径約１７ミクロン） のアルミナ粉末（ＥＩ　ＡＬＵＮＤＵＭ”、Ｎｏｒｔｏｎ社、ＷＯｒＣｅＳｔｅ ｒ、　マサチューセッツ州）を１２枚朱子の布プリフォームの上に注ぎ、平坦に した。１２枚朱子の布を覆うアルミナ粉末の高さより高い部分のグラファイト箔 ボンクスの側面をアルミナ粉末の上に折り曲げ、グラファイト箔ボンクスの蓋を 形成した。

約０．５インチ（１３ｍｍ）の５００グリツド（平均粒子径約１７ミクロン）の アルミナ粉末をグラファイト耐火性容器の底に入れて平坦にし、グラファイト耐 火性容器の中にレイアップを形成した。グラファイト箔ボックスとアルミニウム 合金粉末被覆母金属及び１２枚朱子の炭化ケイ素布プリフォームを含むその内容 物をグラファイト耐火性容器の中の５００グリツド（平均粒子径約１７ミクロン ）アルミナの上に配置した。追加の５００グリツドアルミナを、グラファイト耐 火性容器の中のグラファイト耐火性容器の内面とグラファイト箔ボックスの外面 で仕切られた空隙に入れた。また、５００グリツド（平均粒子径約１７ミクロン ）のアルミナ粉末でグラファイト箔ボックスとその内容物の蓋の上を覆った。

グラファイト耐火性容器とグラファイト箔ボックス及びその内容物を含むその内 容物を含んでなるレイアップを、レトルト内張の通電加熱炉に入れてレトルトの ドアを閉めた。炉とその内容物を約１００℃まで約り００℃／時の速度で加熱し た。約１００℃においてレトルトを水銀柱約３０．０インチ（７６２ｍｍ）の真 空に排気し、水銀柱約３０．０インチ（７６２ｍｍ）の真空に約１５０℃まで保 持した。約１５０℃においてレトルトに窒素を約４リツトル／分の流量で導入し た。次いで炉とその内容物を約９００℃まで約り００℃／時で昇温した。約９０ ０℃で約２００時間の後、炉とその内容物を約り００℃／時の速度で約室温まで 冷却した。約室温にてレトルトのドアを開け、レイアップを取り出した。レイア ップを分解し、プリフォームをグラファイト箔ボックスの中から取り出し、窒化 アルミニウムを含む酸化反応生成物が炭化ケイ素布プリフォームの中に成長して ほぼ完全に埋封し、強化材として１２枚朱子のＮＩＣＡＬＯＮ”’炭化ケイ素の 複数の布の層で強化されたセラミックマトリックス粉末が形成していることが観 察された。

表２はサンプルＡとＢについて本発明の金属除去工程の実施に用いたパラメータ ーの要約を含む。詳しくは、表２はサンプルの寸法、金属除去に使用したフィラ ー材料、浸透促進剤前駆体、処理温度、処理温度での処理時間、処理雰囲気を含 む。

図１ａはサンプルＡとＢから金属成分を除去するためのこのシリーズの試験に使 用したセットアツプの横断面の略図を示す。

サンプルへの炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体の形成の後、具体的には、フィ ラー材料混合物を、約９０重量％のフィラーの１０００グリツド（平均粒子径約 ５ミクロン）のＡ１２０１（Ｅ６７平板状アルミナ、ＮｏｒｔＯｎ社、ｗｏｒｃ ｅｓｔｅｒ、　？サチューセッツ州）と約１０重量％の一３２５メツシュ（粒子 径約４５ミクロン未満）のマグネシウム粉末（ＡＥＳＡＲ■。

Ｊｏｈｎｓｏｎ　Ｍａｔｔｈｅｙ、　５ｅａｂｒｏｏｋ、ニューハンプシャー州 ）を含んで作成した。

内部キャビティが長さ約３インチ（７６ｍｍ）　Ｘ幅約３インチ（７６ｍｍ）　 ｘ深さ約２．５インチ（６４＋ｎｍ）のグラファイト箔ボックスをグラファイト 箔（ＰＥＲＭＡ　ＦＯＩＬ、　ＴＴＡｍｅｒｉｃａ、　Ｐｏｒｔｌａｎｄ、オレ ゴン州）より作成した。このグラファイト箔ボックスは、長さ約８インチ（２０ ３ｍｍ）　ｘ幅約８インチ（２０３ｍｍ）　ｘ厚さ約０．１５インチ（４＋ｎｍ ）の１枚のグラファイト箔から作成した。グラファイト箔に辺から２．５インチ （６４ｍｍ）で長さ約２．５インチ（６４ｍｍ）の４つの平行な切り込みを入れ た。次いでグラファイト箔を折り曲げてグラファイト箔ボックスとし、側面を互 いに留めた。まずフィラー材料とマグネシウム粉末の混合物をグラファイト箔ボ ックスの１つに約０．５インチ（１３ｍｍ）注ぎ入れ、サンプル八から金属を除 去した。フィラー材料混合物を平坦にし、なめらかになるまで手で軽くたたいた 。長さ約１．フインチ（４３，８ｍｍ）　Ｘ幅約０．２５インチ（６，３ｍｍ） 　ｘ厚さ約０．２インチ（４，５ｍｍ）のサンプルへの炭化ケイ素繊維強化アル ミナ複合材料をグラファイト箔ボックスの中のフィラー材料混合物の上に置き、 更に約０．５インチ（１釦ｍ）のフィラー材料混合物で覆い、再度平坦にしてな めらかになるまで手で軽くたたいた。

次いてサンプルＡを入れたグラファイト箔ボックスを内側寸法が長さ約９インチ （２２９ｍｍ）　Ｘ幅約９インチ（２２９ｍｍ）　ｘ深さ約５インチ（１２７＋ ｎｍ）て肉厚約０．５インチ（１３ｍｍ）のグラファイト耐火性容器に配置した 。グラファイト耐火性容器とその内容物を次いで雰囲気制御通電抵抗炉に入れ、 炉のドアを閉めて炉を水銀柱約３０インチ（７６２ｍｍ）まで排気した。水銀柱 約３０インチ（７６２ｍｍ）の真空で約１５時間の後、真空を止めて約１リツト ル／分の流量で窒素ガスを炉チャンバーに導入した。チャンバーの操作圧力は約 １６．７ボンド／平方インチ（１，２Ｋｇ／ｃｎ＋２）で、窒素流量は約１リツ トル／分とした。炉を約８５０℃まで約２００°Ｃ／時で昇温した。約８５０℃ で約１０時間後、炉への給電を止め、グラファイト耐火性容器とその内容物を炉 の中で約室温まで冷却した。室温に達した後、グラファイト耐火性容器とその内 容物を取り出し、サンプルＡのレイアップを分解し、金属除去プロセスの間に炭 化ケイ素繊維強化アルミナ複合体中のアルミニウム合金を含む金属成分が複合体 から抜き出されていることが観察された。

サンプルＢから金属成分を除去するためのセットアツプはこの例のサンプルＡに ついて記したものと実質的に同じであり、図１ａに略図で示している。サンプル Ｂから金属成分の除去を行うための窒素流量は約２リツトル／分とした。雰囲気 制御炉を約７５０℃の処理温度まで約り００℃／時で昇温し、約処理温度に約１ ０時間保持した。

処理温度で約１０時間後、金属成分の少なくとも一部がセラミ・ツクマトリック ス複合体の中から除去された。詳しくは、金属成分は実質的に１０００グリツド （平均粒子径約５ミクロン）のアルミナと一３２５メツシュのマグネシウム浸透 促進剤前駆体を含んでなるフィラー材料混合物に自発的に浸透した。炉とその内 容物を約室温まで冷却した。約室温においてセットアツプを炉から取り出して分 解し、サンプルＢからの金属成分の除去による重量減少を記録した。

佐主 この例は、本発明によって金属成分がほぼ完全に除去されたセラミックマトリッ クス複合体は、本発明のプロセスによって金属成分が除去されていない他は実質 的に同じセラミックマトリックス複合体に比較して、高温での測定において、室 温で測定した曲げ強度の大部分を保持することを示す。具体的には、この例は、 炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体の約室温、約１０００℃、約１２００℃で測 定した曲げ強度と、本発明によって金属成分をほぼ完全に除去した炭化ケイ素繊 維強化アルミナ複合体の曲げ強度を比較する。

この例の炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体（即ち、サンプルＣ〜Ｈ）は、例２ のサンプルＡの方法に実質的に従って作成した。

図１ａは、この例において炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体から金属成分を除 去するためにサンプルＦ−Ｈについて使用したセットアツプの横断面の略図を示 す。表３の実験のセットアツプはアルミナ坩堝、フィラー材料と浸透促進剤前駆 体を含むフィラー材料混合物、フィラー材料混合物に囲まれてアルミナ坩堝の中 に納められた炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体を含んで構成された。サンプル Ｆ、Ｇ、Ｈについて使用したセットアツプのアルミナ坩堝はＭｃＤａｎｉｅｌ　 Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ社（Ｂｅａｖｅｒ　Ｆａｌｌｓ、ペンシルバニア州）から 入手し、寸法が長さ約３．９インチ（１００ｍｍ）　ｘ幅約１．８インチ（４５ ’ｍｍ）ｘ高さ約０．７５インチ（１９ｍｍ）であった。

セットアツプを雰囲気制御通電加熱炉に入れ、窒素を導入した。

サンプルＦ、Ｇ、■］の窒素流量は約１０００標準ｄとした。次いて炉とその内 容物的２００℃／時の速度で約７５０℃まで加熱した。約７５０°Ｃて約５時間 後、その間に繊維強化セラミック複合体の中からの金属成分はフィラー材料と浸 透促進剤前駆体を含んでなるフィラー材料混合物に自発的に浸透しており、炉と その内容物を約室温まで放冷した。約室温において各々のセットアツプを炉から 取り出して分解し、サンプルは主にセラミックマトリックス複合体の中からの金 属成分の除去による重量減少を生じたことが認められた。

サンプルＣ−Ｈの曲げ強度は、米国陸軍省提案のＭＩＬ−３ＴＤ−１９４２Ａ（ １９８３年１１月２１日）に定められた手順を用いて測定した。この試験法は高 性能セラミック材料の強度測定に対して特別に立案されたものである。この方法 での曲げ強度は破壊時の外側繊維の最大応力として定義される。４点１／４点曲 げ試験を用いた。曲げ強度は、それぞれの繊維強化セラミック複合体からの寸法 が長さ約２インチ（５０ｍｍ）Ｘ幅約０．２４インチ（６ｍｍ）　ｘ厚さ約０． １２インチ（３ｍｍ）の棒状試験片で測定した。棒状試験片の高さと幅は約３９ ０マイクロインチ（０，０１＋ｎｍ）の精度で測定した。棒状試験片は、下側ス パンを支持する２つのポイントと上側スパンを支持する２つのポイントとの、４ つのポイントに付加された応力に供した。下側のスパン支持ポイントは約１．６ インチ（４０ｍｍ）の間隔があり、上側のスパン支持ポイントは約０．７９イン チ（２０ｍｍ）の間隔があった。棒状試験片に実質的に対称に負荷が加わるよう に、上側スパンの中心は下側スパンの中心に位置した。曲げ強度の測定は万能試 験機（Ｓｙｎｔｅｃｈ、　Ｓｔｏｕｇｈｔｏｎ、マサチューセッツ州）を用いて 行った。測定の間のクロスヘッドスピードは約０．０２インチ／分（０，５５ｍ ｍ／分）であった。約１ｏｏｏ℃と約１２００℃で測定した曲げ強度は、大気雰 囲気通電加熱炉（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｔｅ５ｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、　Ｂｕｔｌｅ ｒ、ペンシルバニア州）を備えたもう１つの万能試験機で行った。

表３は、金属成分が除去されていない炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体（即ち 、成長したそのままの有姿）の平均曲げ強度と、本発明によって金属成分を除去 した炭化ケイ素繊維複合体の曲げ強度の、約室温、約１０００℃、約１２００℃ における比較を含む。詳しくは、表３は、成長したそのままの炭化ケイ素繊維強 化アルミナ複合体（即ち、サンプルＥ）の１２００℃で測定した曲げ強度は、約 室温で測定したサンプルＣの平均曲げ強度に比べてその約５４％のみの強度であ ることを示している。これに対して、本発明によって金属成分をほぼ完全に除去 した炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体（即ち、サンプルＨ）の１２００℃にお ける平均曲げ強度は、サンプルＦの室温曲げ強度的７２％であった。このように 、この例は、成長したそのままの有姿の状態の繊維強化セラミック複合体の高温 での強度保持に比較して、炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体から本発明によっ て金属成分を除去することにより室温における複合体の曲げ強度の大部分が高温 において保持されることを示す。

例４ 次の例は、繊維強化複合体を本発明の方法に供することにより、セラミックマト リックス複合体が少なくとも室温での破壊靭性を高温において保持することを示 す。布プリフォームの最初の層とへ番目の層を８枚朱子の布に代えて１２枚朱子 の布で構成し、炭化ケイ素コーティングの形成の際に使用したメチルトリクロロ シラン（ＭＴＳ）の浴の温度を２５°Ｃに代えて１８℃に保持した他は、例１に 記載の方法に実質的に従って１連の繊維プリフォームを作成した。繊維強化セラ ミック複合体の成長のためのレイアップは例１に記載の方法に実質的に従って作 成したアルミナ結合ウオラストナイトシェルを含み、複合体の成長プロセスは例 １の記載と実質的に同じであった。得られたセラミックマトリックス複合体を例 １の記載と実質的に同じ金属除去処理に供した。続いてサンプルを機械加工し、 繊維強化セラミック複合体の曲げ強度と破壊靭性の両方をいずれも試験温度の関 数として測定するために使用する機械的試験用サンプルを作成した。

表４はこれらの試験結果をまとめたものである。曲げ強度の測定法は例１の記載 の方法に実質的に従った。Ｍｕｎｘ、　５ｈａｎｎｏｎとＢｕｂｓｅｙの方法（ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ、　Ｖ ｏｌ、１６（１９８０）Ｒ１３７−ＲＩ４０）を炭化ケイ素繊維強化セラミック 複合体の破壊靭性の測定に用いた。破壊靭性は４点負荷におけるシェブロンノツ チ試験片の最大負荷から算出した。具体的には、各々のシェブロンノツチ試験片 のの形状は長さ約１．８〜２．２インチ（４５〜５５ｍｍ）　ｘ幅約０．１２イ ンチ（３ｍｍ）　Ｘ高さ約０．１５インチ（３，７５＋ｎｎ＋）であった。シェ ブロンノツチは、クラックの伝播がノツチから始まってサンプルの全体に拡がる ことを許容するように、ダイヤモンドのこぎりで各々の試験片に入れた。シェブ ロンノツチの先端を下に向けてシェブロンノツチを入れた試験片を万能試験機の 中のジグに配置した。シェブロンノツチを入れた試験片のノツチは、約１．６イ ンチ（４０ｍｍ）離れた２つのピンの間の各々のピンから約０．７９インチ（２ ０ＩＩ＋ｍ）に位置させた。シェブロンノツチ試験片の上側は、約０．７９イン チ（２０ｍｍ）離れた２つのピンにノツチから約０，３９インチ（１０ｍｍ）の 距離で接触させた。最大負荷の測定は、５ｉｎｔｅｃ　Ｍｏｄｅｌ　ＣＩＴＳ− ２０００／６万能試験機（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎ ｏｌｏｇｙ社、５ｔｒａｔＯｎ、　？サチューセッツ州）で行った。０．０２イ ンチ／分（０，５８ｍｍ／分）のクロスヘッドスピードを用いた。万能試験機の ロードセルはコンピューターデータ入力装置に接続した。シェブロンノツチサン プルの形状寸法と最大負荷を材料の破壊靭性を計算するために用いた。いくつか のサンプルを用いて所与のパラメータ一群（例、温度、繊維強化セラミック複合 体等）について平均破壊靭性をめた。

表４は、本発明に従って処理したサンプルＪ、に、Ｌの平均曲げ強度、最大曲げ 強度、平均破壊靭性の測定結果をいずれも温度の関数としてまとめたものである 。また、未処理サンプルＩの破壊靭性を処理したサンプルＪと比較している。表 ４のデータは、金属成分をほぼ完全に除去した繊維強化セラミック複合体の破壊 靭性が高温においても実質的にに変わらないことを示す。更に、処理したサンプ ルの破壊靭性は未処理の複合体の破壊靭性と実質的に変化がないことを示す。

」 次の例は、優れた破壊靭性を示す繊維強化セラミック複合体を、（１）布プリフ ォームに炭化ケイ素（ＳｉＣ）／窒化ホウ素（ＢＮ）を含むコーティングを被覆 し、（２）母金属と蒸気相オキシダントの反応による酸化反応生成物を成長させ てＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームを埋封し、（３）成長した繊維強化セラミッ ク複合体から本発明の方法によって金属成分を除去する、ことにより形成できる ことを示す。

例】とほぼ同じ寸法のＮＩＣＡＬＯＮＴＭ炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体の 板を、例１の方法に実質的に従って作成した。具体的には、布ブリフオームのレ イアップ、窒化ホウ素コーティングと炭化ケイ素コーティングの両方の形成、Ｓ ｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームを埋封するアルミナ酸化反応生成物の成長、繊維 強化セラミック複合体からの金属成分の除去は例１の方法に実質的に従って行っ た。

繊維強化セラミック複合体の破壊靭性は、長さ約１．０〜１．２インチ（２５〜 ３０ｍｍ）　Ｘ高さ約０．１５インチ（３，７５ｍｍ）　ｘ幅約０．１２インチ （３ｍｍ）のサイズの試験片を測定のために使用したことを除き、例４の方法に 実質的に従って測定した。ノエプロンノッチの先端は万能試験機内で上に向けた 。試験片のノツチは約０．３９インチ（１０ｍｍ）離れた２つのピンの間の、各 々のピンから約０．２インチ（５ｍｍ）の距離に位置させた。試験片の上側は、 約０．７９インチ（２０ｍｍ）離れた２つのピンにノツチから約０．３９インチ （１０ｍｍ）の距離で接触させた。特定の試験温度について平均破壊靭性をめる ために、３つの試験片を試験したこの例の繊維強化セラミック複合体の約室温、 約１２００℃、約１３００°Ｃて測定した破壊靭性はそれぞれ３５．３＋ｌ　Ｍ Ｐａ−ｍ”’、　１９．６＋Ｉ　ＭＰａ−ｍ”’、１８．７＋Ｉ　ＭＰａ−ｍ” ’であった。

」 この例は、繊維強化セラミック複合体の少なくとも一部の金属成分の除去を行う ために、マグネシウム（Ｍｇ）浸透促進剤前駆体と共に５ｉＪｔ粉末フイラー材 料を使用することを示す。また、この例は、二次金属成分の除去処理を、繊維強 化セラミック複合体の機械加工面について実質的に機械加工面の仕上を維持しな がら行うことができることを示す。

図５ａを参照して、Ｖ型の横断面を有するトラフ形状の布プリフォーム１４０を 、エアガンを用いて約１０重量％のＥＬＶＡＣＩＴＥ■２ｏ４５イソブチルメタ クリレート（ＤｕＰｏｎｔ、　Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、プラウエア州）と約９０ 重量％のアセトンを含む混合物を、積み重ねる前に布にスプレーしたことを除き 、例１の順序に実質的に従って８層の朱子織の布を積層することによって形成し た。次いで積層した布を、布プリフォーム１４０の所望の内面に一致する外面１ ４２を有するＶ形状の雄型グラファイト成形用具の周囲に成形した。この例のグ ラファイト成形用具はグレードＡＸＦ−５Ｑグラファイト（Ｐｏｃｏ　Ｇｒａｐ ｈｉｔｅ、　Ｄｅｃａｔｕｒｅ、テキサス州）から機械加工した。■形状の雄型 グラファイト成形用具１４１は肉厚的０．３８インチ（９，６ｍｍ）で、その表 面のほぼ全体に直径約０゜１２５インチ（３，２ｍｍ）の孔をあけた。布プリフ ォーム１４１をＶ形状の雄型グラファイト成形用具１４１の外面に適合させるた めに布プリフォーム１４０をアセトンで湿らせた。■形状の雄型グラファイト成 形用具１４１にくっつけた布プリフォーム１４０を、所望の形状の布プリフォー ム１４０の外面に一致する形状の内面を有する雌型グラファイト成形用具＋４４ に差し込んた。グラファイト保持部材１４５をＶ形状の雌型グラファイト成形用 具１４４に乗せ、いくつかの締付部材１４６で固定して布プリフォーム１４１を 圧縮し、化学蒸気浸透装置の中で布プリフォームのコーティングを容易にするた めのグラファイト収納ジグ１４７を形成した。

次いでグラファイト収納ジグ１４７とその内容物を、イソブチルメタクリレート 除くために大気雰囲気炉に入れた。炉とその内容物を約室温から約４５０℃まで 約８時間で昇温しで約４５０℃で約５時間保持し、その間にイソブチルメタクリ レートを除去し、約室温まで約１３時間で冷却した。

布プリフォーム１４０を入れたグラファイト収納ジグ１４７を、次いで例１に記 した化学蒸気浸透装置の反応チャンバーに装入した。炉を約８００℃で約５時間 保持したことを除き、例１の方法に実質的に従って窒化ホウ素コーティングを形 成した。布プリフォームを窒化ホウ素で被覆した後、炉を２００℃に冷却する前 の冷却時間を５時間としたことを除き、反応器中の混合ガスと反応器の温度を変 えて例１の方法に実質的に従って炭化ケイ素を堆積させた。反応チャンバーとそ の内容物が約２００℃まで冷えた後、グラファイト収納ジグ１４７を反応チャン バーから取り出して分解し、ＳｉＣ／ＢＮ被覆Ｖ型布プリフォームを得た。次い てＳｉＣ／ＢＮ被覆布プリフォームを反応チャンバーに戻し、例１の方法に実質 的に従って布プリフォームの上に付加的な炭化ケイ素を堆積させ、トラフ型プリ フォーム１５０を形成した。

図５ｂは、８層の朱子織りＮＩＣＡＬＯＮ１Ｍ炭化ケイ素繊維（Ｄｏｗ　Ｃｏｒ ｎｉｎｇ社、Ｍｉｄｌａｎｄ、　ミンガン州）から作成し、Ｖ型槽断面を有する 長さ約９インチ（２２８，６ｍｍ）　ｘ深さ約１インチ（２５ｍｍ）　（即ち、 トラフの上部からトラフの底部を測定）のトラフ型プリフォーム１５０の横断面 の略図を示す。トラフ型プリフォーム１５０の外面１５１に沿った気孔に溶融界 ワックス（Ｙａｋｅｓ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社、Ｃｈ　ｉ　ｃａｇｏ、 イリノイ州）を含浸させた。長さ約９インチ（２２７Ｉ＋ｌ１１）Ｘ幅約２〜２ ．２５インチ（５１〜５７＋＋＋ｍ）　ｘ厚さ約０．２５インチ（６，４ｎｌｎ ）の片面に接着剤の裏地のある高温ワックスシート（Ｋｉｔ　Ｃｏ１１ｉｎ社、 Ｃ１ｅｖｅｌａｎｄ、オハイオ州）のストリップ１５２を、トラフ型プリフォー ム１５０の内面部分１５３にその接着剤部分をくっつけて貼りつけ、Ｖ型プリフ ォームの各々の側面を約１．７５〜２．０インチ（４５〜５１ｎ＋＋ｎ）の長さ 拡張した。約５重量部のＢＬＵＯＮＩＣ■Ａコロイド状アルミナ（Ｗｅｓｔ　Ｂ ｏｎｄ社、ｗ＋　１ｍｉｎｇｔｏｎ、プラウエア州）と２重量部の一３２５メツ シュ（粒子径約１７ミクロン未満）のウオラストナイト（ケイ酸カルシウム）を 含むスラリー混合物を、これらを−緒に手で混ぜることによって作成した。

ワックス拡張部１５２の外面とワックスを被覆したトラフ型プリフォームの外面 １５１にスラリー混合物をフオームブラシで塗布してシェル１５４を形成した。

次いで流出を防ぐために粗いウオラストナイトをスラリー混合物の上に充分に振 りかけてシェル１５４の一次前駆体層を形成した。０．５時間の乾燥期間の後に この手順を繰り返した。スラリー混合物／粗いウオラストナイトの層が約０．２ ５インチ（６，４闘）の厚さに達したとき、ワックスを被覆したトラフ型プリフ ォーム１５０を室温で約２４時間乾燥した。約０．２５インチ（６，４ｍｍ）の 厚さのコーティングは名目上約１２層のスラリー混合物／粗いウオラストナイト を含んだ。はぼ乾燥したワックス被覆トラフ型プリフォームを排気フードの下に 設置した大気雰囲気炉に入れ、炉とその内容物を約１２０℃に加熱してその温度 に約６時間保持し、その間にワックスが溶けて未焼成のシェル１５４の前駆体を 残した。炉とその内容物を次いで約９５０℃まで約２時間で昇温し、約９５０℃ で約４時間保持してほぼ完全に残りの全てのワックスを除去し、コロイド状アル ミナとウオラストナイトの焼結を保証し、このようにしてシェル１５４を作成し た。次いで炉とその内容物を約室温まで冷却した。

約４０グラムのＶＡＳＥＬＩＮＥ■石油ゼリービヒクル（Ｃｈｅｓｅｂｏｒｏｕ ｇｈ　ＰｏｎｄＳ社、Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ、コネクティカット州）を小さなアル ミニウム秤量皿に入れ、中間温度にセットしたホットプレートの上でゼリーが液 に変わるまで加熱した。次いできれいなりロテンブラシを使用してトラフ型プリ フォーム１５４の内面１５３をほぼ完全に塗装し、酸化ニッケル粉末混合物１５ ５の適用のための界面を提供した。具体的には、約８グラムの一３２５メツシュ （粒子径約４５ミクロン未満）の酸化ニッケル粉末と約１６グラムのエタノール を含む混合物１５５をスポンジブラシを用いて適用し、石油ゼリーを塗布した表 面をほぼ完全に覆って成長レイアップを形成した。トラフ型プリフォーム１５０ を収めたウオラストナイトシェル１５４を含む成長レイアップを、プリフォーム １５０の外面に接するウオラストナイトシェル１５４の向かい合った縦の端部が 部分的にくり抜いた焼成れんが（即ち、ウオラストナイトシェル１５４の各々の 縦の端部を支えるように２つの焼成れんがの各々にキャビティを形成）によって 支持されるように耐火性容器１５６の中に配置し、全体をウオラストナイトの床 １５８で囲んだ。

次いて耐火性ボートとその内容物を大気雰囲気通電加熱炉に入れ、約室温から約 ７００℃に昇温した。同時に約８００グラムの母金属が溶融し、母金属は重量で 約９．５〜１１％のシリコン、３．０〜４．０％の銅、２．７〜３，５％の亜鉛 、０．２〜０．３％のマグネシウム、＜０．０１％のカルシウム、＜０．１０％ のチタン、０．７〜ｉ、ｏ％の鉄、〈０．５％のニッケル、＜０．５％のマンガ ン、＜　０．３５％の錫、＜　０．００１％のベリリウム、＜０．１５％の鉛、 及び残余アルミニウムを含んだ。約７００℃において、図５ｃに示すように溶融 母金属１５９をトラフ型プリフォーム＋５０のキャビティに注ぎ入れ、キャビテ ィをほぼ完全に満たした。次いてウオラストナイト粉末１６０を溶融母金属１５ ９の表面上に注ぎ、炉のドアを閉めた。図５０は炉の中に納められたときのセッ トアツプの横断面の略図である。次いで炉とその内容物を約７０ｏ℃から約９０ ０℃まで約り００℃／時で昇温した。約９５０℃で約１２５時間後、炉とその内 容物を約９５０℃から約７００℃まで約り００℃／時で降温した。約７００℃に おいて炉のドアを開けて耐火性ボート１５６とその内容物を取り出した。耐火性 ボート１５６の中のウオラストナイト被覆トラフ型プリフォーム１５０を次いで 取り出し、残りの母金属１５９をデカンタ−に移した。次いでウオラストナイト シェル１５４を浸透して成長したトラフ型プリフォーム１５０から離し、プリフ ォームをケイ砂の下に埋めて約室温まで冷やした。約室温においてトラフ型プリ フォーム１５０をケイ砂から取り出し、酸化反応生成物が中で成長して炭化ケイ 素／窒化ホウ素被覆ＮＩＣＡＬＯＮ”炭化ケイ素朱子轍り布プリフォームを埋封 し、アルミナ酸化反応生成物で埋封された炭化ケイ素繊維強化材を含んでなるセ ラミック複合体１７０が形成していることが観察された。次いでセラミック複合 体の表面をサンドプラスターてきれいにした。

セラミック複合体１７０をうまく作成した後、金属除去を始めた。

２つのフィラー材料混合物を作成した。最初のフィラー材料１７１は、約１０重 量％の一３２５メツシュ（粒子径約４５ミクロン未満）のマグネシウム粉末（Ｒ ｅａｄｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社、Ｌａｋｅｈｕｒｓｔ、−ニージャー ジ州）と約９０重量％のＥ６７１０００グリツド（平均粒子径約５ミクロン）ア ルミナ（Ｎｏｒｔｏｎ社、ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ、マサチューセッツ州）をアルミ ナ粉砕ボールを用いてプラスチック容器の中で混合し、プラスチック容器とその 内容物を回転容器ミルに設置してフィラー材料混合物をほぼ完全に混合した。二 番目のフィラー材料混合物１７２は、約１０重量％の一３２５メツシュ（粒子径 約４５ミクロン未満）のマグネシウム粉末（Ｒｅａｄｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ社、Ｌａｋｅｈｕｒｓ　ｔ、ニュージャージ州）と約９０重量％の窒化ケ イ素（Ｈｅｒｍａｎｎ　Ｃ，５ｔａｒｋから入手の約０．５ミクロン未満の粒子 径を有するグレードＬＣ１２ＳＸ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、ニューヨーク州）をプ ラスチック容器の中で混ぜ、回転容器ミルに設置してほぼ完全にフィラー材料混 合物を混合した。

セラミック複合体１７０を、グラファイト箔１７３を内張したグラファイトボー ト１７４に装入し、図５ｄに描いたように２つの焼成れんが１５７で支持した。

次いで窒化ケイ素／マグネシウムのフィラー材料混合物１７２をセラミック複合 体１７０の内側キャビティに詰めた。

グラファイト箔ボックス１７５をセラミック複合体１７０の１つの端部の周囲に 組み立て、アルミナとマグネシウムを含むフィラー材料混合物１７１をセラミッ ク複合体１７２とグラファイト箔ボックス１７５の間の空隙に注ぎ入れた。次い でグラファイトボート１７４とその内容物を雰囲気制御通電加熱炉に入れ、炉を シールした。炉とその内容物を水銀柱約３０インチ（７６２ｍｍ）の真空まで排 気した後、窒素を約６リツトル／分で炉チャンバー内に導入した。次いで窒素を 約６０００標準ｄの流量に保持しながら、炉とその内容物を約室温から約７５０ ℃まで約４時間で昇温した。窒素が約６０００標準ｄの流量で、約７５０℃で約 ５時間の後、炉とその内容物を約室温まで約４時間で冷却した。約室温において 窒素の流れを止め、炉を開けてグラファイトボート１７４とその内容物を取り出 した。グラファイトボートとその内容物を分解し、金属状の炭化ケイ素／窒化ホ ウ素被覆の炭化ケイ素繊維強化アルミナ複合体１７０が約５．６３％の重量減少 をしたことが明らかになった。

セラミック複合体をサンドブラストできれいにし、次いで機械加工し、繊維強化 セラミック複合体のいくつかの孤立した金属の流路が露出していることが認めら れた。

次いで二番目の金属除去プロセスを実施した。具体的には、窒化ケイ素／マグネ シウムのフィラー材料混合物を、グラファイト箔１７３を内張したステンレスス チールボート１８０の底に配置し、セラミック複合体１７０を窒化ケイ素／マグ ネシウムのフィラー材料混合物１７２の」二に置いた。次いで追加のフィラー材 料混合物１７２を、グラファイト箔を内張したステンレススチールボート１８０ の中のセラミック複合体１７０の周囲に注ぎ入れ、はぼ完全にセラミック複合体 １７０を囲んだ。次いでステンレススチールボート１８０とその内容物を雰囲気 制御炉に入れ、炉のドアを閉めた。炉とその内容物を水銀柱約３０インチ（７６ ２＋ｎｍ）の真空に排気した後、約７０００標準ｄの流量で窒素を炉チャンバー に導入した。次いで窒素を約７０００標準ｄの流量に保持しながら、炉とその内 容物を約室温から約７５０’Ｃまで約４時間で昇温した。約７０００標準ｄの窒 素流量で約７５０℃の約５時間後、炉とその内容物を約室温まで約４時間で冷や した。約室温において窒素の流れを止め、炉を開けてステンレススチールボート １８０とその内容物を取り出した。ステンレススチールボートとその内容物を分 解し、機械加工した表面仕上に実質的に影響を及ぼすことな（、炭化ケイ素強化 複合体１７０の新しく露出した金属成分がほぼ完全に除去されていることが観察 された。

特表平６−５０９７８７　（２５） 国際調査報告 ＡＮＨＡＮｃ＝　ＡｒＪ日Ｌ×し　へＮＮＥに「フロントページの続き （７２）発明者　ファリード、アリ　シードアメリカ合衆国、プラウエア　１９ ８０８．ウィルミントン、ウェザ−ヒル　ドライブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．繊維強化セラミックマトリックス複合体の中に含まれる金属成分の少なくと も１種の金属構成成分を除去する方法であって、該繊維強化セラミックマトリッ クス複合体の少なくとも１つの表面の少なくとも一部をフィラー材料とプリフォ ームよりなる群から選択された少なくとも１種の材料を含む通気性材料に接触さ せ、複合体の金属成分の少なくとも１種の金属構成成分を通気性材料の少なくと も一部に自発的に浸透させ、よって複合体中の該少なくとも１種の金属構成成分 の量を低減させる金属構成成分の除去方法。 ２．繊維強化セラミックマトリックス複合体の中に含まれる金属成分の少なくと も１種の金属構成成分を除去する方法であって、（１）少なくとも１種の金属構 成成分、（２）少なくとも１種の酸化反応生成物、及び（３）少なくとも１種の 被覆された繊維強化材、の少なくとも３つの相を含む複合体を、フィラー材料と プリフォームよりなる群から選択された少なくとも１種の材料を含む通気性材料 に該複合体の少なくとも１つの表面の少なくとも一部を接触させて配置し、 浸透促進剤と浸透促進剤前駆体の少なくとも１種を、複合体の金属構成成分、該 通気性材料、該複合体の該少なくとも１つの表面の少なくとも一部、及び浸透雰 囲気の少なくとも１種と連通させて該少なくとも１種の金属構成成分の該通気性 材料中への自発的浸透を発生させ、 該通気性材料の少なくとも一部に溶融金属構成成分を自発的に浸透させることを 含んでなる金属構成成分の除去方法。 ３．該通気性材料が該複合体をほぼ完全に囲む請求の範囲第１項又は第２項に記 載の方法。 ４．該通気性材料が該複合体の実質的に１つの側面のみに接触する請求の範囲第 １項又は第２項に記載の方法。 ５．該通気性材料がセラミック粒子を含んでなる請求の範囲第１項又は第２項に 記載の方法。 ６．該通気性材料と接触する複合体の部分のみから複合体の金属構成成分を選択 的に除去する請求の範囲第７項又は第８項に記載の方法。 ７．該自発的浸透過程の実質的に全ての間で該浸透雰囲気が該通気性材料と連通 する請求の範囲第６項に記載の方法。 ８．浸透促進剤を供給する請求の範囲第２項に記載の方法。 ９．該浸透促進剤を少なくとも該複合体中の該金属構成成分と該通気性材料に供 給する請求の範囲第８項に記載の方法。 １０．該金属構成成分がアルミニウムを含んでなる請求の範囲第１項〜第９項の いずれか１項に記載の方法。 １１．該浸透促進剤前駆体がマグネシウムを含んでなる請求の範囲第２項〜第１ ０項のいずれか１項に記載の方法。 １２．該浸透雰囲気が窒素を含んでなる請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３．該浸透促進剤が、該浸透促進剤前駆体と、浸透雰囲気及び通気性材料に添 加した物質からなる群より選択された少なくとも１種との反応によって生成する 請求の範囲第２項〜第１２項のいずれか１項に記載の方法。 １４．マグネシウム窒化物を含む浸透促進剤を、窒素を含む浸透雰囲気とマグネ シウム含有浸透促進剤前駆体との反応によって生成させる請求の範囲第１３項に 記載の方法。 １５．該金属構成成分の少なくとも一部を除去した後に、該自発的浸透が形成し た物体の特性の傾斜に帰着する請求の範囲第１項〜第１４項のいずれか１項に記 載の方法。 １６．特性の該傾斜を次の過程の群より選択された少なくとも１つの過程によっ て発生させる請求の範囲第１５項に記載の方法：（１）該金属構成成分を完全に 除去する前に自発的浸透を停止する、 （２）該自発的浸透の間に別な設定温度に調節する、（３）該通気性材料と該金 属成分の少なくとも１種に異なる量の浸透促進剤及び／又は浸透促進剤前駆体を 供給する、（４）該複合体と接触する該通気性材料をその種々の部分で種々の特 性に発現させる、 （５）該複合体からの金属構成成分の該通気性材料への浸透を、通気性材料の特 定の領域における浸透の量が通気性材料の別な領域に比較して異なる量となるよ うに制御する。 １７．該自発的浸透の間に及び／又は後に、少なくとも１つのマトリックス転化 層が該繊維強化セラミックマトリックス複合体の少なくとも一部に生成する請求 の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 １８．該被覆した繊維強化材が少なくとも２種のコーティングを含む請求の範囲 第２項に記載の方法。 １９．次の工程を含んでなる、低減した金属含有量を有し、被覆された繊維で強 化したセラミックマトリックス複合体の製造方法：少なくとも１種の繊維状材料 に少なくとも二重のコーティングを施し、 酸化反応生成物の形成が該繊維状材料に向いた方向でその中で生じるように母金 属を該少なくとも１種の繊維状材料に隣接して配置し、 該母金属を溶融するように加熱し、溶融母金属をオキシダントと反応させて酸化 反応生成物を形成させ、酸化反応生成物を繊維状材料の中で継続して成長させ、 酸化反応生成物の形成を繊維状材料の少なくとも一部を埋封するに充分な時間ま で続行させ、それによって少なくとも或る内部接続した金属構成成分を含むセラ ミックマトリックス複合体を形成し、 形成したセラミックマトリックス複合体の少なくとも１つの表面の少なくとも一 部を、フィラー材料とプリフォームよりなる群から選択された少なくとも１種の 材料を含む通気性材料に接触させ、該形成したセラミックマトリックス複合体中 の該少なくとも或る金属構成成分を通気性材料の少なくとも一部に自発的に浸透 させ、それによって該形成したセラミックマトリックス複合体中の少なくとも１ 種の金属構成成分の量を低減させる。 ２０．該繊維が炭化ケイ素繊維、炭化ケイ素ベース繊維、アルミナ繊維、アルミ ナベース繊維、炭素繊維、及び炭素ベース繊維からなる群より選択された少なく とも１種の材料を含む請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２１．該繊維状材料を化学蒸気浸透プロセスによって被覆する請求の範囲第１９ 項又は第２０項に記載の方法。 ２２．該化学蒸気浸透によって該繊維状材料に少なくとも２種のコーティングを 堆積させ、該少なくとも２種のコーティングは、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化 チタン、窒化ケイ素、イリジウム、ニオブ、及び白金からなる群より選択された コーティングである請求の範囲第２１項に記載の方法。 ２３．請求の範囲第１項〜第２２項のいずれか１項に記載の方法によって得られ た物体。