JPH08501523A - ファイバー複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マトリックスを形成する材料に、多数のファイバー、単一の長いファイバー、モノフィラメントを含む長いファイバー糸又はファイバー織物の形態である繊維性材料を浸漬させ、前記浸漬した繊維性材料を形状付与体に対する未加工体に予備成形し、前記予備成形した未加工体及び形状付与体を一緒に封入し、前記封入した未加工体を等圧圧縮焼結により圧縮しながら焼結して完全緻密な複合体を製造し、等圧圧縮焼結の後に上記封入物及び上記形状付与体を除去するファイバー強化複合材料の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】 ファイバー複合材料の製造方法 産業上の利用分野 本発明は、熱等圧圧縮／等圧圧縮焼結することにより優れた破壊靭性を有する 、セラミック又は金属のマトリックス中に長繊維を配した複合材料の形態の物体 を製造する方法に関する。 従来の技術 ガスタービン、ロケットエンジン及びその他の高信頼性を必要とする構造部材 に用いられる素子のような多枝に渡り必要とされる用途において、脆性破壊性は 受け入れがたいものである。脆性材料は、破壊に先行する塑性変形を伴わずにし ばしば破壊するか又は、破壊応力が局所的に増加すると、応力集中による微細な マイクロクラック或いは他の欠点を発する。このことにより、検査により欠点の ある部品を発見するか又は統計的方法により実用寿命の評価をして、破壊前にこ れらの部品を交替する可能性を減少させる。 前記した事項はセラミックに特に適用される。セラミックは、非常に強い一方 、塑性変形並びにマイクロクラック及び他の非均一性の形態である内在的欠点の 発生に従って、応力の吸収が不可能になった結果、強度が減少されて個々の部品 の強度値の変化が大きくなる。従って、極めて弱いリンク部位が崩壊する場合、 全体的に破壊してしまう。これはある金属材料、特に高温で適用された場合の金 属にも同様に生じる。即ち、拡散及び粒子成長の結果としての微細構造上の変化 が脆性破壊挙動性を増加させる。 脆性破壊を避ける一つの方法は、ファイバーを用いて強化することである。フ ァイバー強化によって、破壊靭性及び破壊に対する安定性が更に大きくなる。こ れは、応力が局所的に集中する場合、破壊は回は一部を通して自発的に伝播する ことなく、応力がファイバーに吸収され、多数の平行連結されているリンク部品 の中で一つが崩壊する場合と同じ方法で応力が再分配されるからである。この方 法によると、欠点の探知ができ、定規修理の時、危険な構造部品を交替すること ができる。 長繊維で強化されたセラミックを製造する既知の方法としては二つの主なタイ プがある。即ち： プレフォーム浸透法：３次元ファイバー予備成形体を製造する。次いで、該予 備成形体にセラミックを浸漬させる。浸漬の間、セラミックマトリックスを次の 通りに供給することができる： ・ 気相においてである。これにより、ファイバー予備成形体に含まれているフ ァイバーが、気相からの沈着、化学蒸着（ＣＶＩ）によってセラミックマトリッ クスが形成される支持体を構成する； ・ 液体形態である。これにより、ポリマーメルトに懸濁したファイバー予備成 形体に、セラミックマトックスを構成するセラミックス粒子をゾルの形態で又は 粉末スラリーに懸濁した形態で供給し、得られたセラミックマトリックスがガス との反応によりファイバー予備成形体と結合する。ファイバー予備成形体の浸透 方法とは関係なく、セラミックマトリックスはファイバー間の空隙に形成される が、ファイバーが更に緻密に充填されることはない。前記した方法における浸漬 法によって製造されたセラミックファイバー複合材料は、典型的には、１０〜１ ５容量％の多孔度を有する材料となる。 一軸圧力焼結：ファイバーをセラミック粉末と混合して未加工体を形成する。 未加工体を一軸圧力下で圧縮しながら焼結する。しばしば、このセラミック母材 は粘性流れを介して緻密化される低融点のセラミックを含む。一軸圧力によって 製造されたセラミックファイバー複合材料に用いられる典型的なマトリックスと しては、ガラス、及び下記のＸが好ましくはＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｒ又はＹｔ物 質から成る群より選ばれるＸ−アルミニウムシリケート系のガラスセラミックが 含まれる。圧力焼結の間、セラミック母材とファイバーは一緒にパックされ、完 全緻密な材料を有利な条件下で得ることができる。また、浸漬されたファイバー 束の巻き取りにより形成した未加工体を、一軸圧力焼結によって圧縮しながら焼 結した。この方法においては、圧力を一軸方向に加えるので、その適用は単純な 形状寸法に制限されている。また、一軸圧力焼結の場合、大きさ及び圧縮する圧 力に関する制限は非常に厳しい。 前記した方法に加えて、単純な形状寸法を有する連続炭素繊維を含む窒化ケイ 素の試験片は、未加工体をガラスの中に密閉し、該体を圧縮し、熱等圧圧縮によ って焼結することにより製造されてきた。 発明の要旨 本発明の目的は、前記した未加工体の形状寸法に関する制限を伴なうことなく 、長繊維で強化した複合材料の製造方法を提供することである。 本発明による複合体の製造において、多数のファイバー、単一の長いファイバ ー、モノフィラメント１を含む長いファイバー糸又はファイバー織物の形態の繊 維質材料（以下、ファイバ−糸／ファイバー織物と称す）をマトリックスに浸漬 させ、その後浸漬したファイバー糸／ファイバー織物から未加工体を予備成形す る。マトリックスは、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、ムライト、 酸化イットリウム又はイットリウム アルミニウム ガーネット（ＹＡＧ）のよ うなセラミック材料を含むことが好ましいが、金属材料を更に含むこともできる 。ファイバー糸／ファイバー織物は、好ましくは、炭素、ホウ素、炭化ケイ素、 窒化ケイ素、Ｓｉ−Ｎ−Ｃ−／Ｏ／ファイバー又はアルミニウム（sapphire）フ ァイバーからなる。ファイバー糸／ファイバー織物を、例えば窒化ホウ素で被覆 して、ファイバーとマトリックスの間の望ましくない反応を防止するか又はファ イバーとマトリックスの間の剪断強さを制御することができる。 本発明において、浸漬されたファイバー糸／ファイバー織物は、形状付与体に 対する所望の形状の未加工体となる。この形状付与体は、複合体の内部輪郭を造 形する心材又は複合体の外部輪郭を造形する形状付与部ケーシングであり、又は 複合体の内部と外部輪郭両方を造形する形状付与部材を含むことができる。乾燥 後、形状付与体を伴なう未加工体は、等圧圧縮焼結中に使用する圧力媒体が浸透 できない封入によって囲まれる。その後、未加工体を等圧圧縮焼結、熱等圧加圧 により焼結しながら圧縮して完全緻密なセラミック−セラミック体を製造する。 等圧圧縮焼結の後、封入物及び形状付与体を除去する。形状付与体は、好ましは 、黒鉛又は窒化ホウ素のように、等圧圧縮焼結時の間に適用する圧力及び温度条 件下で形状付与特性を保つ材料からなる。 等圧圧縮焼結時の圧力及び温度は、当然、マトリックスやファイバー糸／ファ イバー織物に包含されている材料によって選択される。浸漬されたファイバー糸 ／ファイバー織物を用いて未加工体を予備成形し、未加工体と形状付与体を封入 により取り囲み、封入された未加工体を等圧圧縮焼結により焼結しながら圧縮し て、形状寸法に関係することなく完全緻密な複合体を製造することができる。 ファイバー糸／ファイバー織物を、前記した粉末スラリーを含有した少なくと も一つの浴に通過させることによりファイバー糸／ファイバー織物の浸漬を行な う。これにより、セラミックマトリックスを製造する最少量のセラミック材料を 含む粉末スラリーに懸濁した材料によってファイバー糸／ファイバー織物が浸漬 される。 粉末スラリーは、粉末材料に対して３０〜８０容量部、好ましくは約６０容量 部であるシクロヘキサン、ケトン、エタノール又は他のアルコールのような溶媒 の添加によって製造される。任意の適当な分散及び懸濁促進剤並びに他の界面活 性剤を加えることによって、ファイバー糸／ファイバー織物は極めて完全に被覆 され、またスラリーの均等な浸漬が確保されることは当然である。更に、未加工 強度の必要性がある場合、適当な有機結合剤、例えばアクリル結合剤を添加する 。前記したように、中間乾燥を伴うか又は伴わずに、ファイバー糸／ファイバー 織物を一つ以上の粉末スラリーに通過させることができる。 封入物として、ガラス又はガラス形成物質がしばしば用いられ、これは粉末の 形態で使用される。予備成形した未加工体と形状付与体をガラス粉末で囲んだ後 、未加工体、形状付与体及びガラス粉末を、通常真空下で、ガラス又はガラス形 成材料から未加工体の回りに緻密に凝集した封入を形成するような温度まで加熱 する。加熱中、緻密な封入が形成される前に、未加工体に存在する任意の有機成 分は除去される。使用できるガラスとしては、80.3重量％のＳｉＯ₂、１２．２ 重量％のＢ₂Ｏ₃、２．８重量％のＡｌ₂Ｏ₃、４．０重量％のＮａ₂Ｏ、０．４重 量％のＫ₂Ｏ及び０．３重量％のＣａＯ−（Pyrex（登録商標））−を含有するガ ラス、２０〜６０重量％のＢ₂Ｏ₃、８０〜４０重量％のＳｉＯ₂及び０〜６重量 ％のＡｌ₂Ｏ₃を含有するガラス、更に５８重量％のＳｉＯ₂、９重量％のＢ₂Ｏ₃ 、２０重量％のＡｌ₂Ｏ₃、５重量％のＣａＯ及び８重量％のＭｇＯを含有するア ルミニウム シリケート、並びに加熱時によりガラスを形成するＳｉ Ｏ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃及びアルカリ金属の酸化物若しくはアルカリ土類金属の 酸化物のような物質の粒子の混合物をあげることができる。更に、９６．７重量 ％のＳｉＯ₂、２．９重量％のＢ₂Ｏ₃及び０．４重量％のＡｌ₂Ｏ₃−（Vycor （ 登録商標））−を含有するガラス及び加熱とするとガラスを形成する粒子の混合 物を用いることもできる。 封入材料、好ましくはガラスが、未加工体中の開口した細孔又は他の表面に連 結するキャビティに浸透すること、及びセラミック体の表面と反応するか又は粘 着することを防ぐために、少なくとも未加工体をまずバリヤー層で被覆する。通 常、未加工体と形状付与体の露出表面はかかるバリヤー層で被覆される。バリヤ ー層は剥離層として作用するか又は剥離層で補なわれて、熱等圧加圧後の封入物 の除去を容易とする。 上記したバリヤー層は、加圧の温度で、ガラス並びに未加工体及び形状付与体 と接触して結晶状態を保つ適切な物質からなる。適切な物質の例としては、Ａｌ₂ Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の中間相があって、ムライト３Ａｌ₂Ｏ₃−２ＳｉＯ₂、ケイ線石 （シリマナイト）Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂及び藍晶石（キャナイト）Ａｌ₂Ｏ₃−Ｓｉ Ｏ₂（ケイ線石（シリマナイト）の高圧変性物）を例としてあげることができる 。バリヤー層は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ホウ化チタン、窒化ケ イ素、炭化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素、又はバリヤー層中の物質と反応し ないか又はすべての本質的要点においてバリヤー層がその結晶状態を維持するこ とができるようななただ無意味な反応を呈する高融点ガラスのような物質の一つ 又はそれ以上からなる粉末状添加剤を更に含有することもできる。有用な高融点 ガラスの例としては、96.7重量％のＳｉＯ₂、２．９重量％のＢ₂Ｏ₃及び０．４ 重量％のＡｌ₂Ｏ₃−（Vycor （登録商標））−を含有するガラス若しくは石英ガ ラスがある。添加剤は、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の中間相、例えばムライト３Ａｌ₂ Ｏ₃−２ＳｉＯ₂ケイ線石（シリマナイト）Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂及び藍晶石（キャ ナイト）Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂と組合わせて、バリヤー層中の全成分の総乾燥重量 の最大６０％、好ましくはせいぜい３０％の含有量で、含むことができる。 一例において、バリヤー層は内部層によって補われる。そして、この内部層は 、 ガラスが開口した細孔に浸透すること又は注型と反応することを防ぐのみならず 、更には剥離層として作用する。剥離層は未加工体に最も接近して配置され、熱 等圧加圧の後、外部バリヤー層とガラス封入物と共に上記体から容易に除去され る。剥離層は窒化ホウ素から成るのが好ましい。窒化ホウ素はセラミック体との 反応が少ないか又は全然起こさない。市販窒化ホウ素の質ならこの目的に充分で ある。窒化ホウ素の代わりに使用できる物質は、複合体中の材料に依存し、例え ば、黒鉛及び硫化モリブデンのような表面構造を有する他の物資並びにホウ化チ タン、窒化チタン、炭化ケイ素、窒化ケイ素を混合した窒化ホウ素を使用するこ とができる。 バリヤー層中の粉末の粒子の大きさは適切には０．１〜２００μm、好ましは １５０μmより小さいものが選定され、この物質を用いて０．１〜３mmの厚さ、 好ましくは０．３〜０．６mmの厚さの層を設ける。 中間層の内部に設けられる補足剥離層において、粒子の大きさは適切には０． １〜１００μm、好ましくは４５μm以下に選定されるるこの層の厚さは適切には ０．１〜２mm、好ましくは０．２〜０．６mmである。中間層と共に補足剥離層は 、各層に含まれる粉末材料のスラリー中に浸漬することによって、又は噴霧若し くは他の適当な方法によって、未加工体及び形状付与体に適用することができる 。スラリーは、シクロヘキサン、ケトン、エタノール又は他のアルコールのよう な溶媒を、粉末材料に対して、８０〜９２容量部の含量で添加することにより適 切に製造される。適切な分散及び懸濁促進剤及び他の表面活性剤を加えて、注型 時にスラリーの完全緻密な被覆や均一塗布を維持することが確保される。次いで 乾燥する。乾燥により溶媒が除去され、所望の厚さの被覆均一層が得られる。中 間乾燥を伴うか又は伴わずに、一つの又はそれ以上の工程で、各層に適用されて 所望の厚さの層を得ることができる。 本発明の一例において、セラミック−セラミック複合材料は、多数のセラミッ ク ファイバーの束、或いは代わりに、単一ファイバ、モノフィラメントの形態 であるファイバー織物を、ポリマーメルトに懸濁したセラミック粒子を含有した 少なくとも一つの浴に通過させ、これによりセラミック粒子及びポリマーメルト が浸透したファイバー糸／ファイバー織物を前記の方法により、形状付与体に対 する未加工体に予備成形し、この未加工体を形成付与体と共に封入し、等圧圧縮 焼結によって未加工体を圧縮しながら焼結して、完全緻密なセラミック−セラミ ック複合材料に製造される。 金属−セラミック複合材料を本発明を利用して製造することができ、即ち、多 数のセラミックファイバの束、或いは代わりに単一ファイバ、モノフィラメント の形態であるファイバ糸又はガラス織物を、金属溶融物を含有する少なくとも一 つの浴に通過させ、金属溶融物が浸透したファイバ糸／ファイバ織物を前記の方 法により、形状付与体に対する未加工体に予備成形し、この未加工体を形状付与 体と共に封入し、未加工体を等圧圧縮焼結によって圧縮しながら焼結して、完全 緻密な金属−セラミック複合体を製造する。 内部輪郭或いは形状を有する複合体を本発明によって製造する。具体的には、 ファイバ糸／ファイバ織物を浸漬させ、浸漬されたファイバ糸／ファイバ織物を 、等圧圧縮焼結の間適用される圧力及び温度条件下でその形状付与特性を維持す る材料の形状付与心材上にファイバ糸／ファイバ織物を巻き取ることによって、 ファイバ糸／ファイバ織物を予備成形する。予備成形後、心材を封入し、心材上 に予備成形された未加工体を前記した方法で圧縮しながら焼結する。好ましくは 、黒鉛若しくは窒化ホウ素の心材を使用する。これらの材料の心材は、心材が上 記体から取出されない内部構造である場合、噴射仕上のような機械的方法によっ て、焼結された複合体から容易に除去されるという利点がある。必要に応じて、 黒鉛心材を拡散防止バリヤー層で被覆することにより、圧力焼結中の炭素吸収を 避けることができる。好ましくは、黒鉛心材を窒化ホウ素の層で被覆する。 浸漬されたファイバ糸／ファイバ織物を巻き取り、緻密な封入で未加工体を取 囲み、次いで等圧圧縮焼結をすることによる未加工体の予備成形は、上記体の形 状寸法に関係なく、複合体を製造するのに利用できる。例えば、浸漬されたファ イバ糸／ファイバ織物のベースフレームをまず固定具によりクランプし、その後 浸潰されたファイバ糸／ファイバ織物をフレーム上に巻いて、任意の形状の未加 工体を形成する。更に、浸漬されたファイバ糸／ファイバ織物を巻き取ることに より形成し、巻き取りの間心材から取出し、未加工体の回りに、等圧圧縮焼結の 間適用される圧力及び温度条件下で形状付与特性を維持する材料の注型、例えば 黒鉛或いは窒化ホウ素の注型、又は外部金型を適用することにより、所望の外部 輪郭を造型することができる。未加工体と前記の注型を封入してから、前記した 方法により未加工体を圧縮しながら焼結する。 更に、前記したように、ファイバ織物にマトリックスを浸透する本発明によっ て、複合体を製造することができる。次いで、これらのファイバ織物を等圧圧縮 焼結の間適用される圧力及び温度条件で、形状付与特性を維持する材料の金型或 いは形状付与注型中に積み重ねる。予備成形の後、金型及び金型中で予備成形さ れた未加工体を前記の方法に従って封入してから、未加工体を前記した方法の等 圧圧縮焼結法によって、圧縮しながら焼結する。好ましくは、黒鉛或いは窒化ホ ウ素の金型を用いる。これらの材料の金型には、金型を上記体から取出すことが できない外部成形の場合、噴射仕上のような機械的方法によって、焼結された複 合体から容易に除去できる利点が更にある。必要に応じて、黒鉛金型を圧力焼結 の間炭素吸収を回避する拡散防止バリヤー層で被覆することができる。黒鉛金型 を窒化ホウ素の層で被覆することが好ましい。 図面の簡単な説明 本発明を図面及び以下の実施例により更に詳細に説明する。 図１は、本発明の一例によるファイバー糸の浸漬及び巻き取りを示す。 図２は、浸漬されたファイバー織物の金型又は形状付与注型中への配置又は積 み重ねによる予備成形を示す。 図３は、るつぼ中でガラスで取り囲まれた予備成形体及び心材の状態を示す。 実施例 実施例１ 炭素−窒化ケイ素複合材料 窒化ケイ素粉末（ＰＥＲＭＡＳＣＡＮＤ Ｐ９５Ｃ）と共に６重量％の酸化イ ットリウム（ＨＣ ＳＴＡＲＣＫ，Ｇrade fine）及び２重量％の酸化アルミニ ウム（ＳＵＭＩＴＯＭＯ，ＡＫＰ−３０）を含むセラミック粉末混合物を用いて 粉末スラリーを製造した。この粉末混合物に、水と共に分散剤としてのリグノス ルフェート０．２重量％を添加した。水の添加後、スラリーをｐＨ１０，約７０ 重量％の乾燥含有量及び４１．７容量％に調整した。ボールミルで７０時間粉砕 しながら分散を行った。 得られたフラリーを磁気攪拌しながら２４時間ガス脱きした。 ガス脱きした後、ファイバー糸を巻き取る装置の一部に含まれるタンク２へ、 スラリーを移した。ファイバースプール１から炭素繊維糸（Tonen Ｆ７００）を 引取り、これをスラリータンク２に通過させてスラリーに浸漬させてから、黒鉛 心材３に巻いて未加工体４を製造した。 巻き取りによって予備成形した上記体４を室温で乾燥した。 乾燥の後、黒鉛心材３及びこの黒鉛心材上に予備成形した上記体４を、図３に 表したように黒鉛るつぼ５中に設置した。このるつぼの内部は窒化ホウ素の剥離 層６で被覆されている。ガラス粉末７をるつぼ５に供給した後、心材３、予備成 形体４及びガラス粉末７を含む黒鉛るつぼ５を高圧炉（図示されていない）中に 設置して、予備成形体４と周囲のガラス粉末７を真空下、室温で、２時間ガス脱 きした。その後、真空を維持しながら、炉を約６００℃の温度まで加熱し、これ によって残りの未加工体４に存在する有機成分を除去した。その後、アルゴンを 加えて圧力を０．１ＭＰａにしてから、温度を１０００／１２００℃まで上昇さ せた。この条件下に炉を１時間維持し、これによりガラス粉末が溶融して、未加 工体と心材の回りに、使用した圧力媒体が入り込めない緻密に密着したケーシン グを形成した。次いで、アルゴンガスを圧送することにより圧力を１００ＭＰａ まで増加させ、温度を１６５０〜１７５０℃の間に上昇させた。この条件下に炉 を２時間維持し、これにより未加工体を焼結しながら圧縮して、極めて緻密なセ ラミック−セラミック複合材料を製造した焼結した後、ガラス封入物及び形状付 与心材を除去した。 また、有機成分の除去をフラッシングガス、好ましくは窒素ガス及び／又は水 素ガスにより行うことができる。また、６００℃までの処理を別の炉で行うこと ができ、この炉は必ず高圧炉である必要はなく、その後心材と未加工体及びガラ ス粉末を含むるつぼを高圧炉に移すことができる。圧力増加の途中に圧送される 圧力媒体であるガスは、ヘリウム、窒素ガスのような他の不活性ガスを更に含有 することができる。 実施例２ 酸化アルミニウム−酸化アルミニウム複合材料 ０．５重量％のポリアクリル酸（ＤＩＳＰＥＸ Ａ４００）を加えた水の中に 酸化アルミニウム（ＡＬＣＯＡ Ａ１６ＳＧ）を分散して、粉末スラリーを製造 した。スラリーの乾燥含量を約７２重量％に調整した。これを７０時間ボールミ ルで粉砕した。 スラリーを磁気攪拌しながら２４時間ガス脱きした。 ガス脱きした後、ファイバー糸を巻き取る装置に包含されるタンク２に、スラ リーを移した。ファイバースプール１から酸化アルミニウムファイバー（ＡＬＭ ＡＸ，ＭＩＴＳＵＩ）を引取り、これをタンク２に通過させてスラリーに浸漬さ せてから、黒鉛心材３の表面に巻いて、未加工体４を製造した。 巻き取りにより予備成形した上記体４を室温で乾燥し、実施例１の記載に従っ て封入成形し、次いで高圧炉中で焼結した。但し、高圧焼結の温度は１４５０〜 １５５０℃であった。 実施例３ 炭素−窒化ケイ素複合材料 ・平均粒の大きさが１μｍ（ＨＣ Starck,grade Ｈ１）であり、１．１容量 部の酸化イットリウムを含む窒化ケイ素を基材としたセラミック粉末６０容量部 、及び ・融点５８〜６０℃のパラフィン３２．４重量部、メルトインデックスが４０ ０ｇ／分（変形ＡＳＴＭ１２３８）であって、密度が０．９５１ｇ／ｃｍ³（Ｅ ＬＶＡＫ（登録商標）Ｄｕ Ｐont 社）であるエチレン−ビニルアセテート重合 体６．９容量部、及び０．７容量部のカルナバワックスを含む一時結合剤４０容 量部を約１５０℃で混合してポリマーメルトを製造した。 セラミック粉末とポリマーメルトとの混合物を巻き取り装置に包含されている タンク２に供給し、１５０℃で維持した。ファイバースプール１から炭素繊維（ （Ｔonen,Ｆ７００）を引取り、これをタンク２に通過させて、セラック粉末と ポリマーメルトを浸透させてから、黒鉛心材３の表面に巻いて未加工体４を製造 した。 巻き取った構造物４を真空炉に設置し、３５０℃までは約１．５℃／時間で徐 々に、６００℃までは１５℃／時間で多少速く加熱して、温度を連続的に上昇さ せながら、約０．１ｍｂａｒの真空下で重合体を除去した。 冷却及び圧力平衡の後、黒鉛るつぼ５が設置してある真空炉から上記体４を回 収し、実施例１に従って周囲を取囲み、圧力焼結した。 実施例４ 炭化ケイ素−窒化ケイ素複合材料 スラリーを実施例１のように調整及びガス脱きして、ファイバー織物の浸透用 タンクに移行した。大きさが１００×１００ｍｍであるＨＳ型の炭化ケイ素のフ ァイバー織物８（ＮＩ CALON ＮＬ−６０７ NIPPON CARBON 社、日本）をス ラリータンク中に浸漬させ、黒鉛モールド９の中に積重ねた。 スラリーに浸漬したファイバー織物を積重ねることにより予備成形した未加工 体を室温で乾燥し、浸漬されたファイバー織物から形成した未加工体と形状付与 黒鉛モールド９を封入した。その後、実施例１の記載によって、未加工体を高圧 炉で焼結した。但し、高圧焼結の温度は１５５０〜１６５０℃であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニルソン ヤン スウェーデン国 エス―915 32 ロベル ツフォルス ロヴスティゲン １ (72)発明者 ペイロイド ラルス スウェーデン国 エス―461 44 トロル ヘッタン ミモサヴェーゲン 41

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マトリックスを形成する材料に、多数のファイバー、単一の長いファイバー 、モノフィラメントを含む長いファイバー糸又はファイバー織物の形態である繊 維性材料を浸漬させ、前記浸漬した繊維性材料を未加工体に予備成形し、前記予 備成形した未加工体を封入し、前記封入した未加工体を等圧圧縮焼結により圧縮 しながら焼結して完全緻密な複合体を製造し、等圧圧縮焼結の後に上記封入物を 除去するファイバー強化複合材料の製造方法において； 上記浸漬した繊維性材料を予備成形して形状付与体に対する未加工体を製造し 、その後前記予備成形した未加工体と上記形状付与体を一緒に封入し、前記封入 した未加工体を等圧圧縮焼結により圧縮しながら焼結して完全緻密な複合体とし 、上記封入物と上記形状付与体を前記等圧圧縮焼結の後に除去する、ことを特徴 とするファイバー強化複合材料の製造方法。 ２．上記繊維性材料は、セラミックマトリックスを形成するセラミック材料に浸 漬されることを特徴とする請求の範囲１記載のファイバー強化複合材料の製造方 法。 ３．上記繊維性材料は、セラミック材料のスラリー、粉末スラリーを含有する少 なくとも１つの浴にファイバー糸を通過させることにより、セラミックマトリッ クス中に含まれた材料に浸漬されることを特徴とする請求の範囲２記載のファイ バー強化複合材料の製造方法。 ４．上記繊維性材料は、懸濁したセラミック粒子の形態である上記セラミック材 料を含有するポリマーメルトに繊維性材料を通過させることにより、セラミック マトリックス中に含まれた材料に浸漬されることを特徴とする請求の範囲２記載 のファイバー強化複合材料の製造方法。 ５．上記繊維性材料は、溶融金属の浴に繊維性材料を通過させることにより、金 属で浸漬されることを特徴とする請求の範囲１記載のファイバー強化複合材料の 製造方法。 ６．多数のファイバー、単一の長いファイバー、モノフィラメントを含む長いフ ァイバー糸又はファイバー織物の形態である繊維性材料をマトリックスに浸漬さ せ、 前記浸漬した繊維性材料を形状付与心材上に巻き取ることにより未加工体を予 備成形し、 前記予備成形した未加工体と前記形状付与心材を封入し、 前記封入した未加工体を等圧圧縮焼結により圧縮しながら焼結して完全緻密な 複合体を製造し、そして 上記封入物と心材を前記等圧圧縮焼結の後に除去する、 ことを特徴とする内部輪郭を有する請求の範囲１〜５のいずれかの項記載のファ イバー強化複合材料の製造方法。 ７．多数のファイバー、単一の長いファイバー、モノフィラメントを含む長いフ ァイバー糸又はファイバー織物の形態である繊維性材料をマトリックスに浸漬さ せ、 前記浸漬された繊維性材料を心材上に巻き取ることにより未加工体を予備成形 し、 前記心材を除去し、未加工体の周囲に形状付与注型を適用することにより、未 加工体に所望の外部輪郭を形成し、 前記予備形成した未加工体と前記形状付与注型を封入し、 前記封入した未加工体を等圧圧縮焼結により圧縮しながら焼結して完全緻密な 複合体を製造し、そして 上記封入物と注型を上記等圧圧縮焼結の後に除去する、ことを特徴とする該部 輪郭を有する請求野範囲１〜６のいずれかの項記載のファイバー強化複合材料の 製造方法。 ８．ファイバー織物の形態である繊維性材料をマトリックスに浸漬させ、 前記浸漬したファイバー織物を金型又は形状付与注型の中に積重ねることによ り未加工体を予備成形し、 前記予備形成した未加工体と前記金型又は形状付与注型を封入し、 前記封入した未加工体を等圧圧縮焼結により圧縮しながら焼結して完全緻密な 複合体を製造し、そして 前記封入物と注型を上記等圧圧縮焼結の後に除去する、ことを特徴とする請求 の範囲１〜５いずれかの項記載のファイバ強化複合材料の製造方法。