JPH1135376A - Ｓｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料及びＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料並びにこれらの製造方法 - Google Patents

Ｓｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料及びＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料並びにこれらの製造方法

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JPH1135376A
JPH1135376A JP9194132A JP19413297A JPH1135376A JP H1135376 A JPH1135376 A JP H1135376A JP 9194132 A JP9194132 A JP 9194132A JP 19413297 A JP19413297 A JP 19413297A JP H1135376 A JPH1135376 A JP H1135376A
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茂 半澤
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正敏 二川
Saburo Shimizu
三郎 清水
Kaoru Konuki
薫 小貫
Ikuo Ioka
郁夫 井岡
Johann Stockmann Inte
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 強酸化腐食環境での耐食性及び強度、表面層
及び中心層の欠陥へのヒーリング機能を著しく向上させ
ることができるＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料、Ｓｉ
濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料とこれ
らの製造方法を提供する。 【解決手段】 ＳｉＣ粒子を含む成形体に対し、Ｓｉを
溶融、含浸させてなるＳｉ−ＳｉＣ材料である。Ｓｉ−
ＳｉＣ材料の気孔率が１．０％以下であり、Ｓｉ−Ｓｉ
Ｃ材料におけるＳｉ濃度が表面層から中心層に向かって
小さくなるように形成した。ＳｉＣ繊維とＳｉＣ粒子を
含む成形体に対し、Ｓｉを溶融、含浸させてなるＳｉＣ
繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料である。ＳｉＣ繊維強化
Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料の気孔率が１．０％以下であり、
ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料におけるＳｉ濃度
が表面層から中心層に向かって小さくなるように形成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、耐候性、耐酸化
性、耐クリープ性、強度及び靱性などの特性に優れたＳ
ｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料及びＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ
Ｃ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料並びにこれらの製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 技術革新が急速に進む中で、宇宙開発
分野では宇宙往還機やスペースプレーン、エネルギー分
野では高温燃焼ガスタービン、原子力では高温ガス炉、
核融合炉等が先端的なビックプロジェクトとして世界的
に計画され、開発が進められている。また、核エネルギ
ーや太陽エネルギーに次ぐエネルギー源として水素エネ
ルギーの活用が検討されており、その際、反応容器とし
て高価な金属やファインセラミックスが検討されてきて
いる。これらの構造部材には、中高温（２００−２００
０℃）における高強度と材料としての高い信頼性（靭
性、耐衝撃性）、耐環境性（耐食性、耐酸化性、耐放射
線性）が要求されている。現在、耐熱性に優れたセラミ
ックス材料は、ニューセラミックスとして高強度の窒化
珪素や炭化珪素材料が開発されているものの、その固有
の性質として脆さという欠点を有しており、小さな傷に
対しても極めて脆く、また熱的、機械的衝撃に対しても
弱い。
【０００３】 このセラミックスの欠点を克服する手段
として、連続したセラミックス系繊維を複合化させたセ
ラミックス基複合材料（ＣＭＣ）が開発された。この材
料は高温でも高強度、高靱性で、優れた耐衝撃性、耐環
境性を有しているため、超耐熱構造材料の主流として欧
米を中心に研究開発が盛んに行われている。
【０００４】 例えば、直径が１０μｍ前後のセラミッ
クス長繊維を、通常、数百本〜数千本束ねて繊維束（ヤ
ーン）を形成し、この繊維束を二次元または三次元方向
に配列して一方向シート（ＵＤシート）や各種クロスと
したり、また上記シートやクロスを積層したりすること
により、所定形状の予備成形体（繊維プリフォーム）を
形成し、この予備成形体の内部に、ＣＶＩ法（Chemical
Vapor Infiltration ：化学的気相含浸法）や無機ポリ
マー含浸焼結法等によりマトリックスを形成したり、又
は、上記予備成形体内部にセラミック粉末を鋳込み成形
法によって充填した後に焼結することにより、マトリッ
クスを形成して、セラミックマトリックス中に繊維を複
合化したセラミックス基繊維複合材料（ＣＭＣ）が開発
されている。
【０００５】 しかしながら、従来のセラミックス基繊
維複合材料の焼成技術は、プロセス中で発生するＣＯ成
分を考慮せず、主にＳｉの蒸発防止のため、不活性ガス
を僅かな圧力調整によって導入するのみであった。この
ため、焼成時に無機ポリマーのセラミックス化への変化
等により、焼成雰囲気中に存在するＣ（遊離炭素）とＯ
2 の反応及びＣ（遊離炭素）とＳｉＯ2 の反応によって
生じるＣＯガスの脱離により生じる欠陥やβ−ＳｉＣの
結晶成長により、強度が極端に劣化するとともに、複合
材料中の気孔を０にすることができず、気孔のサイズも
１mm程度と大きいため、耐候性、耐酸化性の劣化の原因
となっている。また、内部にＳｉＣ繊維が内在していて
も、実使用時の熱応力はＳｉＣ繊維の熱膨張とＳｉ−Ｓ
ｉＣ部分の熱膨張差に起因するため、層状の剥離を生じ
る場合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は上記した従
来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、強酸化腐食環境での耐食性及び強度、表面層
及び中心層の欠陥へのヒーリング機能を著しく向上させ
ることができるＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料及びＳ
ｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料並び
にこれらの製造方法を提供するものである。
【０００７】 また、ＣＶＤ法や無機ポリマー含浸法で
作製されたＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料のよう
なセラミックス基複合材料（ＣＭＣ）に存在した気孔を
ほぼ０にすることができ、Ｓｉ−ＳｉＣ焼結体の特徴で
ある耐酸化性、耐クリープ性、常温〜高温までの強度お
よび靱性特性に優れる等の特徴を維持しつつ、更に靱性
の向上に寄与することができるＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊
維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料及びその製造方法を提供す
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、ＳｉＣ粒子を含む成形体に対し、Ｓｉを溶融、含
浸させてなるＳｉ−ＳｉＣ材料であって、該Ｓｉ−Ｓｉ
Ｃ材料の気孔率が１．０％以下であり、且つ、該Ｓｉ−
ＳｉＣ材料におけるＳｉ濃度が表面層から中心層に向か
って小さくなるように形成したことを特徴とするＳｉ濃
度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料、が提供される。なお、この
Ｓｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料においては、中心層と
表面層のＳｉ濃度が、中心層／表面層＝０／１００〜９
０／１００の範囲に傾斜しているように形成することが
好ましい。
【０００９】 また、本発明では、ＳｉＣ粒子を含む成
形体に対し、Ｓｉを溶融、含浸させることにより、Ｓｉ
濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料を製造する方法であって、
タップ比重のそれぞれ異なるＳｉＣ粒子を含む少なくと
も２種類の混合物を調製した後、当該混合物を用いて積
層した成形体とＳｉを、１１００〜１４００℃の温度に
保持するとともに不活性ガス雰囲気に晒した後、１５０
０〜２５００℃の温度に昇温して前記成形体へＳｉを溶
融、含浸させることを特徴とするＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−
ＳｉＣ材料の製造方法、が提供される。上記の製造方法
においては、成形体とＳｉを、１１００〜１４００℃の
温度、０．１〜１０ｈＰａの圧力に１時間以上保持し、
かつ成形体とＳｉの合計重量１ｋｇ当たり０．１ＮＬ以
上の不活性ガスを流した後、１５００〜２５００℃の温
度に昇温することが好ましい。また、不活性ガスとして
は、Ａｒが好ましい。
【００１０】 更に、本発明によれば、ＳｉＣ繊維とＳ
ｉＣ粒子を含む成形体に対し、Ｓｉを溶融、含浸させて
なるＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料であって、該
ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料の気孔率が１．０
％以下であり、且つ、該ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複
合材料におけるＳｉ濃度が表面層から中心層に向かって
小さくなるように形成したことを特徴とするＳｉ濃度傾
斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料、が提供され
る。このＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料において
は、中心層と表面層のＳｉ濃度が、中心層／表面層＝０
／１００〜９０／１００の範囲に傾斜するように形成す
ることが好ましい。
【００１１】 また、このＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強
化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料に用いるＳｉＣ繊維の酸素量は
０．５ｍａｓｓ％以下であることが好ましく、ＳｉＣ繊
維は、二次元的なあるいは三次元的なクロスの状態のも
のを用いてもよい。
【００１２】 さらに本発明によれば、ＳｉＣ繊維とＳ
ｉＣ粒子を含む成形体に対し、Ｓｉを溶融、含浸させる
ことにより、Ｓｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−Ｓｉ
Ｃ複合材料を製造する方法であって、タップ比重のそれ
ぞれ異なるＳｉＣ粒子を含む少なくとも２種類の混合物
を調製した後、当該混合物のそれぞれにＳｉＣ繊維をさ
らに混合し、得られた各混合物を用いて積層化した成形
体とＳｉを、１１００〜１４００℃の温度に保持すると
ともに不活性ガス雰囲気に晒した後、１５００〜２５０
０℃の温度に昇温して前記成形体へＳｉを溶融、含浸さ
せることを特徴とするＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓ
ｉ−ＳｉＣ複合材料の製造方法、が提供される。
【００１３】 なお、上記のＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維
強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料の製造方法において、成形体
とＳｉを１１００〜１４００℃の温度、０．１〜１０ｈ
Ｐａの圧力に１時間以上保持し、かつ成形体とＳｉの合
計重量１ｋｇ当たり０．１ＮＬ以上の不活性ガスを流し
た後、１５００〜２５００℃の温度に昇温することが好
ましい。ここで、不活性ガスとしては、Ａｒが好まし
い。
【００１４】
【発明の実施の形態】 本発明に係るＳｉ濃度傾斜型Ｓ
ｉ−ＳｉＣ材料及びＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ
−ＳｉＣ複合材料は、気孔率がほとんどゼロの１．０％
以下であり、しかも、Ｓｉ濃度が表面層から中心層に向
かって小さくなるように形成したものである。これによ
り、強酸化腐食環境での耐食性及び強度に優れ、しかも
表面層及び中心層の欠陥へのヒーリング機能を著しく向
上させることができる。
【００１５】 次に、本発明のＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−Ｓ
ｉＣ材料の製造方法について説明する。本発明のＳｉ濃
度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料は、ＳｉＣ粒子を含む成形体
に対し、Ｓｉを溶融、含浸させたものである。このと
き、Ｓｉを溶融、含浸させるための成形体の形態によ
り、Ｓｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料の特性が左右され
るため、成形体の作製方法が非常に重要である。このた
め、成形体を、以下に示す方法で作製することが好まし
い。
【００１６】 本発明の製造方法で用いる成形体の作製
方法の一例（圧密成形法）を下記に示す。成形体の主な
原料であるＳｉＣ粒子は、平均粒径５０〜１００μｍの
ＳｉＣ粗粒と、平均粒径０．１〜１０μｍのＳｉＣ微
粒、望ましくは平均粒径０．１〜３０μｍの炭素（Ｃ）
粉末を含んだ混合物を、スプレードライ等により造粒し
た造粒粒子であり、タップ比重の異なる少なくとも２種
類のＳｉＣ造粒粒子を適宜選択して用いることが好まし
い。尚、タップ比重とは、粉体を容器に入れて一定時間
振動させたり、たたいたりしたときに安定した状態で示
すかさ比重である。
【００１７】 タップ比重が０．７〜０．８５であるＳ
ｉＣ粒子からなる造粒粒子を、所定の鋳型に敷き詰めた
後、プレス成形などの成形を行い、予備成形体１を作製
する。また同様な方法で、タップ比重が０．８５〜１．
００であるＳｉＣ粒子を含む予備成形体２と、タップ比
重が１．００〜１．３であるＳｉＣ粒子を含む予備成形
体３を作製する。尚、上記に示すように、予備成形体１
〜３のＳｉＣ粒子のタップ比重は、「予備成形体１＜予
備成形体２＜予備成形体３」と設定されている。
【００１８】 次に、タップ比重の最も小さいＳｉＣ粒
子を含む予備成形体が、成形体の表面層を形成するよう
に配置するとともに、成形体の中心層が、表面層よりも
タップ比重が大きいＳｉＣ粒子を含む少なくとも１つの
予備成形体で形成されていることが重要である。また、
成形体の中心部に近づくにつれて、ＳｉＣ粒子のタップ
比重が順次大きくなるように、予備成形体を配置して、
成形体の表面層を形成することが好ましい。例えば、
「予備成形体１−予備成形体２−予備成形体１」、「予
備成形体１−予備成形体３−予備成形体１」又は「予備
成形体１−予備成形体２−予備成形体３−予備成形体２
−予備成形体１」となるようにサンドイッチ状に配置し
た上で、プレス成形を行うことにより、積層成形体を作
製する。
【００１９】 更に、本発明の製造方法で用いる成形体
の作製方法の他の例（鋳込み成形法）を次に示す。成形
体の主な原料であるスラリーは、平均粒径５０〜１００
μｍのＳｉＣ粗粒、平均粒径０．１〜１０μｍのＳｉＣ
微粒、望ましくは、平均粒径０．１〜３０μｍのＣ粉末
の混合物に、有機バインダ及び水を加えて作製されたも
のであり、主成分であるＳｉＣ粗粒とＳｉＣ微粒との配
合量（重量％）が、それぞれ異なる数種類のスラリーを
適宜選択して用いることが好ましい。
【００２０】 更に詳細には、ＳｉＣ粗粒が２０〜４０
重量％、ＳｉＣ微粒が８０〜６０重量％を含有するスラ
リーＡと、ＳｉＣ粗粒が４０〜６０重量％、ＳｉＣ微粒
が６０〜４０重量％を含有するスラリーＢと、ＳｉＣ粗
粒が６０〜８０重量％、ＳｉＣ微粒が４０〜２０重量％
を含有するスラリーＣを作製する。尚、スラリーＡ〜Ｃ
中におけるＳｉＣ粒子（ＳｉＣ粗粒＋ＳｉＣ微粒）の全
量は一定であるため、ＳｉＣ粗粒の配合量（重量％）が
高い場合、ＳｉＣ微粒の配合量（重量％）が低く、Ｓｉ
Ｃ粗粒の配合量（重量％）が低い場合、ＳｉＣ微粒の配
合量（重量％）が高く、配合されている。
【００２１】 次に、ＳｉＣ粗粒の配合量（重量％）が
最も多い予備成形体が、成形体の表面層を形成するよう
に配置するとともに、ＳｉＣ粗粒の配合量（重量％）が
表面層よりも少なく、ＳｉＣ微粒の配合量（重量％）が
表面層よりも多くなるように、成形体の中心層が形成さ
れていることが重要である。また、成形体の中心部に近
づくにつれて、ＳｉＣ粗粒の配合量（重量％）が少なく
なるとともに、ＳｉＣ微粒の配合量（重量％）が多くな
るように、成形体の中心層を形成することが好ましい。
例えば、「スラリーＡ−スラリーＢ−スラリーＡ」、
「スラリーＡ−スラリーＣ−スラリーＡ」又は「スラリ
ーＡ−スラリーＢ−スラリーＣ−スラリーＢ−スラリー
Ａ」となるようにサンドイッチ状に所定の鋳型に鋳込む
ことにより、積層成形体を作製する。
【００２２】 上記のように２種類の方法で作製された
成形体を用いることにより、Ｓｉを溶融・含浸させた場
合、成形体の中心層においては、表面層よりもＳｉを含
浸させるための間隙（気孔）の割合が小さいように形成
されることにより、Ｓｉ濃度が表面層から中心層に向か
って小さくなるように、即ち、Ｓｉ濃度の勾配があるよ
うに制御することができる。より好ましくは、中心層と
表面層のＳｉ濃度が、中心層／表面層＝０／１００〜９
０／１００の範囲に傾斜するように形成することができ
る。
【００２３】 次いで、上記のように作製された積層成
形体とＳｉとを１１００〜１４００℃の温度域、炉内圧
０．１〜１０ｈＰａで１時間以上保持し、かつ成形体と
Ｓｉの合計重量１ｋｇ当たり０．１ＮＬ（ノルマルリッ
トル：１２００℃、圧力０．１ｈＰａの場合、５０６５
リットルに相当）以上の不活性ガスを流しつつ、被含浸
体を作製する。次いで、温度１５００〜２５００℃、好
ましくは１７００〜１８００℃に昇温して前記成形体へ
Ｓｉを溶融、含浸させることにより、上記Ｓｉ濃度傾斜
型Ｓｉ−ＳｉＣ材料を製造する。
【００２４】 本発明においては、成形体とＳｉを、１
１００〜１４００℃の温度、０．１〜１０ｈＰａの圧力
に１時間以上保持し、かつその際、成形体とＳｉの合計
重量１ｋｇ当たり不活性ガスを０．１ＮＬ以上、好まし
くは１ＮＬ以上、さらに好ましくは１０ＮＬ以上流すよ
うに制御することが望ましい。
【００２５】 このように、焼成時（即ち、Ｓｉの溶
融、含浸前の段階）不活性ガス雰囲気にすることによ
り、無機ポリマーないし無機物のセラミックス化への変
化に伴うＣＯ等の発生ガスを焼成雰囲気より除去し、ま
た大気中のＯ2 等による外部からの焼成雰囲気の汚染を
防止することにより、その後にＳｉを溶融、含浸して得
られるＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料の気孔率を実質
上ゼロとすることができる。
【００２６】 また、成形体へＳｉを溶融、含浸する際
には、雰囲気温度を１５００〜２５００℃、好ましくは
１７００〜１８００℃に昇温する。この場合、焼成炉内
圧は０．１〜１０ｈＰａの範囲が好ましい。
【００２７】 以上のことから、本発明のＳｉ濃度傾斜
型Ｓｉ−ＳｉＣ材料は、表面層のＳｉ濃度が中心層のＳ
ｉ濃度よりも相対的に高いため、発生したマイクロクラ
ックをヒーリングすることができるため、耐酸化性を保
持することができる。また、表面層がＳｉで完全に含浸
された保護被膜で形成されているため、強酸腐食環境下
における耐食性が飛躍的に向上するとともに、表面欠陥
を鈍化又は閉塞することができるため、強酸腐食環境下
における強度も向上させることができる。
【００２８】 更に、本発明のＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊
維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料の製造方法について説明す
る。本発明のＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−Ｓｉ
Ｃ複合材料は、ＳｉＣ繊維とＳｉＣ粒子を含む成形体に
対し、Ｓｉを溶融、含浸させたものである。このとき、
Ｓｉを溶融、含浸させるための成形体の形態により、Ｓ
ｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料の特
性が左右されるため、成形体の作製方法が非常に重要で
ある。このため、成形体を以下に示す方法で作製するこ
とが好ましい。
【００２９】 まず圧密成形法による成形体の作製方法
の一例を示す。まず、直径が約１０μｍの微細なＳｉＣ
繊維を、通常、数百本〜数千本束ねて繊維束（ヤーン）
を形成し、この繊維束を二次元または三次元方向に配列
して一方向シート（ＵＤシート）や各種クロスとした
り、また上記シートやクロスを積層したりすることによ
り、所定形状の繊維プリフォームを形成する。
【００３０】 次に、成形体の主な原料であるＳｉＣ粒
子は、平均粒径５０〜１００μｍのＳｉＣ粗粒と、平均
粒径０．１〜１０μｍのＳｉＣ微粒、望ましくは平均粒
径０．１〜３０μｍのＣ粉末を含んだ混合物を、スプレ
ードライ等により造粒した造粒粒子であり、タップ比重
の異なる少なくとも２種類のＳｉＣ造粒粒子を適宜選択
して用いることが好ましい。
【００３１】 タップ比重が０．７〜０．８５であるＳ
ｉＣ粒子からなる造粒粒子を、上記繊維プリフォームを
挟み込むように敷き詰めた後、プレス成形などの成形を
行い、予備成形体１を作製する。また同様な方法で、タ
ップ比重が０．８５〜１．００であるＳｉＣ粒子を含む
予備成形体２と、タップ比重が１．００〜１．３である
ＳｉＣ粒子を含む予備成形体３を作製する。尚、上記に
示すように、予備成形体１〜３のＳｉＣ粒子のタップ比
重は、「予備成形体１＜予備成形体２＜予備成形体３」
と設定されている。
【００３２】 次に、タップ比重の最も小さいＳｉＣ粒
子を含む予備成形体が、前記成形体の表面層を形成する
ように配置するとともに、成形体の中心層が、表面層よ
りもタップ比重が大きいＳｉＣ粒子を含む少なくとも１
つの予備成形体で形成されていることが重要である。ま
た、成形体の中心部に近づくにつれて、ＳｉＣ粒子のタ
ップ比重が順次大きくなるように、予備成形体を配置し
て、成形体の中心層を形成することが好ましい。例え
ば、「予備成形体１−予備成形体２−予備成形体１」、
「予備成形体１−予備成形体３−予備成形体１」及び
「予備成形体１−予備成形体２−予備成形体３−予備成
形体２−予備成形体１」となるようにサンドイッチ状に
配置した上で、プレス成形を行うことにより、成形体を
作製する。
【００３３】 更に、鋳込み成形法による成形体の作製
方法の例を示す。まず、直径が約１０μｍの微細なＳｉ
Ｃ繊維を、通常、数百本〜数千本束ねて繊維束（ヤー
ン）を形成し、この繊維束を二次元または三次元方向に
配列して一方向シート（ＵＤシート）や各種クロスとし
たり、また上記シートやクロスを積層したりすることに
より、所定形状の繊維プリフォームを形成する。
【００３４】 次に、成形体の主な原料であるスラリー
は、平均粒径５０〜１００μｍのＳｉＣ粗粒、平均粒径
０．１〜１０μｍのＳｉＣ微粒、望ましくは、平均粒径
０．１〜３０μｍのＣ粉末の混合物に、有機バインダ及
び水を加えて作製されたものであり、主成分であるＳｉ
Ｃ粗粒とＳｉＣ微粒との配合量（重量％）が、それぞれ
異なる数種類のスラリーを適宜選択して用いることが好
ましい。
【００３５】 更に詳細には、ＳｉＣ粗粒が２０〜４０
重量％、ＳｉＣ微粒が８０〜６０重量％を含有するスラ
リーＡを、所定の鋳型に予め配設された上記繊維プリフ
ォームに含浸させながら鋳込むことにより、予備成形体
Ａを作製する。また同様な方法で、ＳｉＣ粗粒が６０〜
４０重量％、ＳｉＣ微粒が４０〜６０重量％を含有する
スラリーＢから形成された予備成形体Ｂと、ＳｉＣ粗粒
が６０〜８０重量％、ＳｉＣ微粒が４０〜２０重量％を
含有するスラリーＣから形成された予備成形体Ｃを作製
する。尚、予備成形体Ａ〜Ｃのスラリー中におけるＳｉ
Ｃ粒子（ＳｉＣ粗粒＋ＳｉＣ微粒）の全量は一定である
ため、ＳｉＣ粗粒の配合量（重量％）が高い場合、Ｓｉ
Ｃ微粒の配合量（重量％）が低く、ＳｉＣ粗粒の配合量
（重量％）が低い場合、ＳｉＣ微粒の配合量（重量％）
が高く、配合されている。
【００３６】 次に、ＳｉＣ粗粒の配合量（重量％）が
最も多い予備成形体が、成形体の表面層を形成するよう
に配置するとともに、ＳｉＣ粗粒の配合量（重量％）が
表面層よりも少なく、ＳｉＣ微粒の配合量（重量％）が
表面層よりも多い予備成形体で、成形体の中心層が形成
されていることが重要である。また、成形体の中心部に
近づくにつれて、ＳｉＣ粗粒の配合量（重量％）が少な
くなるとともに、ＳｉＣ微粒の配合量（重量％）が多く
なるように、成形体の中心層を形成することが好まし
い。例えば、「予備成形体Ａ−予備成形体Ｂ−予備成形
体Ａ」、「予備成形体Ａ−予備成形体Ｃ−予備成形体
Ａ」及び「予備成形体Ａ−予備成形体Ｂ−予備成形体Ｃ
−予備成形体Ｂ−予備成形体Ａ」となるようにサンドイ
ッチ状に配置した上で、プレス成形を行うことにより、
成形体を作製する。
【００３７】 上記のように２種類の方法で作製された
成形体を用いることにより、Ｓｉを溶融・含浸させた場
合、成形体の中心層においては、表面層よりもＳｉを含
浸させるための間隙（気孔）の割合が小さいように形成
されることにより、Ｓｉ濃度が表面層から中心層に向か
って小さくなるように、即ち、Ｓｉ濃度の勾配があるよ
うに制御することができる。より好ましくは、中心層と
表面層のＳｉ濃度が、中心層／表面層＝０／１００〜９
０／１００の範囲に傾斜するように形成することができ
る。
【００３８】 次いで、上記のように作製された成形体
とＳｉとを１１００〜１４００℃の温度域、炉内圧０．
１〜１０ｈＰａで１時間以上保持し、かつ成形体とＳｉ
の合計重量１ｋｇ当たり０．１ＮＬ（ノルマルリット
ル：１２００℃、圧力０．１ｈＰａの場合、５０６５リ
ットルに相当）以上の不活性ガスを流しつつ、被含浸体
を作製する。次いで、温度１５００〜２５００℃、好ま
しくは１７００〜１８００℃に昇温して前記成形体へＳ
ｉを溶融、含浸させることにより、上記ＳｉＣ繊維とＳ
ｉ−ＳｉＣ焼結体とが一体に複合化したＳｉ濃度傾斜型
ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料を製造する。
【００３９】 本発明においては、成形体とＳｉを、１
１００〜１４００℃の温度、０．１〜１０ｈＰａの圧力
に１時間以上保持し、かつその際、成形体とＳｉの合計
重量１ｋｇ当たり不活性ガスを０．１ＮＬ以上、好まし
くは１ＮＬ以上、さらに好ましくは１０ＮＬ以上流すよ
うに制御することが望ましい。
【００４０】 このように、焼成時（即ち、Ｓｉの溶
融、含浸前の段階）不活性ガス雰囲気にすることによ
り、無機ポリマーないし無機物のセラミックス化への変
化に伴うＣＯ等の発生ガスを焼成雰囲気より除去し、ま
た大気中のＯ2 等による外部からの焼成雰囲気の汚染を
防止することにより、その後にＳｉを溶融、含浸して得
られるＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合
材料の気孔率を実質上ゼロとすることができる。
【００４１】 また、成形体へＳｉを溶融、含浸する際
には、雰囲気温度を１５００〜２５００℃、好ましくは
１７００〜１８００℃に昇温する。この場合、焼成炉内
圧は０．１〜１０ｈＰａの範囲が好ましい。
【００４２】 以上のように、本発明のＳｉ濃度傾斜Ｓ
ｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料は、ＣＶＤ法や無機
ポリマー含浸法で作製されたＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−Ｓｉ
Ｃ複合材料のようなセラミックス基複合材料（ＣＭＣ）
に存在した気孔をほぼ０にすることができるため、従来
のセラミックス基複合材料（ＣＭＣ）と比較して、緻密
化することができるとともに、Ｓｉ−ＳｉＣ焼結体の特
徴である耐酸化性、耐クリープ性、常温〜高温までの強
度および靱性特性に優れる等の特徴を維持しつつ、更に
靱性の向上に寄与することができる。さらに、表層側に
Ｓｉリッチな層が存在することで、特開平６−１２８０
４６号公報に記載されるような、構成元素のうち接合に
関与する元素を過剰に含有するＳｉ系セラミックス等の
複数の非酸化物セラミックス部材間に、金属材料を介在
させ、非酸化性雰囲気下で加熱して、接合部分に接合関
与元素と金属材料との化合物を生成させて接合体を得る
というごとき、セラミックの接合が容易に行えるという
効果もある。また、本発明の複合材料を、例えば、薬液
用るつぼの如き物品に適用する場合には、液に触れるる
つぼの内側面を本発明でいう表面層、液に触れない外側
面を本発明でいう中心層として理解することができる。
【００４３】
【実施例】 次に、本発明を実施例を用いてさらに詳し
く説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもの
ではない。尚、各例によって得られた材料、複合材料
は、以下に示す方法よりその特性を評価した。
【００４４】（気孔率の測定方法） 開気孔率（％）＝〔（Ｗ3−Ｗ1）／（ Ｗ3−Ｗ2）］×
１００ （アルキメデス法による。） 乾燥重量（Ｗ1）：１００℃のオーブンで１Ｈｒ乾燥さ
せ、その後秤量 水中重量（Ｗ2）：試料を煮沸し、開気孔中に完全に水
を侵入させて水中にて秤量 飽水重量（Ｗ3）：開気孔中に完全に水を侵入させた試
料を大気中にて秤量
【００４５】（耐酸化性の評価方法）６０ｍｍ×６０ｍ
ｍ×５ｍｍ（厚さ）のテストピースを切り出し、これを
１１５０℃の炉内へ放置し、９０％の温水で飽和させた
Ｏ2 ガス気流下で酸化させ、時間当たりの酸化増量を測
定することにより、耐酸化性を評価した。
【００４６】（曲げ強度の評価方法）評価対象物の厚み
の半分の厚さの部分（面）を引張面（評価対象物内部）
とし、ＪＩＳ Ｒ １６０１「ファインセラミックスの
曲げ強さ試験方法」に準拠した４点曲げ強度（抗折強
度）試験を常温で行った。
【００４７】（Ｓｉ濃度の測定方法）厚さ１０ｍｍの母
材料（評価対象物）から、０．５ｍｍ厚さの表面層及び
中心層を切り出し、そこに含浸しているＳｉ量を蛍光Ｘ
線にて定量分析してＳｉ濃度を求めた。
【００４８】（実施例１〜３）平均粒径１００μｍのＳ
ｉＣ粗粒を７０重量％、平均粒径５μｍのＳｉＣ微粒を
３０重量％の割合とし、この合計量１００重量％に対し
て、平均粒径２μｍのＣ粉末を１０重量％（外配）の割
合で混合した。この混合物１００重量％に対して有機バ
インダ２重量％を配合し、１０重量％（外配）の水に分
散させたスラリー状混合物を作製した（原料Ａ）。更
に、平均粒径１００μｍのＳｉＣ粗粒を５０重量％、平
均粒径５μｍのＳｉＣ微粒を５０重量％の割合とし、こ
の合計量１００重量％に対して、平均粒径２μｍのＣ粉
末を５重量％（外配）の割合で混合した。この混合物１
００重量％に対して有機バインダ１．５重量％を配合
し、１４重量％（外配）の水に分散させたスラリー状混
合物を作製した（原料Ｂ）。
【００４９】 次に、前記の工程で作製された原料Ａ
を、１００×１００ｍｍ寸法、高さ３０ｍｍの石膏型に
５ｍｍ鋳込み充填し、その上に原料Ｂを５ｍｍ鋳込み充
填し、更にその上に原料Ａを５ｍｍ鋳込み充填し、１０
０×１００×１５ｍｍの成形体を作製した（成形体
１）。
【００５０】 更に、得られた成形体１を用い、純度９
９．８％で平均粒径１ｍｍのＳｉ粉末で充填されたカー
ボンるつぼ内に立設した。次いで、焼成炉内にカーボン
るつぼを移動した。次に、焼成炉内を１１００〜１４０
０℃の温度域、不活性ガス量、焼成炉内圧及びその保持
時間を表１に示すような条件として処理した後、焼成炉
内の圧力をそのまま保持しつつ、炉内温度を表１の最高
温度に昇温することにより、成形体１にＳｉを含浸させ
て、Ｓｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料を作製した。得ら
れたＳｉ−ＳｉＣ材料の気孔率及びＳｉ濃度の結果を表
１に示す。
【００５１】（実施例４〜９）平均粒径１００μｍのＳ
ｉＣ粗粒を７０重量％、平均粒径５μｍのＳｉＣ微粒を
３０重量％の割合とし、この合計量１００重量％に対し
て、平均粒径２μｍのＣ粉末を１０重量％（外配）の割
合で混合した。この混合物１００重量％に対して有機バ
インダ５重量％を配合し、適度の水に溶解させたスラリ
ー状混合物を、スプレードライヤーを用いて平均粒径１
２０μｍの造粒粒子を作製した（原料Ｃ）。平均粒径１
００μｍのＳｉＣ粗粒を５０重量％、平均粒径５μｍの
ＳｉＣ微粒を５０重量％の割合とし、この合計量１００
重量％に対して、平均粒径２μｍのＣ粉末を５重量％
（外配）の割合で混合した。この混合物１００重量％に
対して有機バインダ５重量％を配合し、適度の水に溶解
させたスラリー状混合物を、スプレードライヤーを用い
て平均粒径１２０μｍの造粒粒子を作製した（原料
Ｄ）。
【００５２】 次に、前記の工程で作製された原料Ｃを
１００×１００ｍｍ寸法の金型に充填し、その上からＳ
ｉＣ繊維クロスを敷き、更に造粒粒子でＳｉＣ繊維クロ
スを挟み込むように敷き詰めた後、５００Ｋｇｆ／ｃｍ
2 でプレス成形し、１００×１００×５ｍｍの成形体を
作製した（予備成形体Ｃ）。次に、原料Ｄを用いて、１
００×１００×５ｍｍの成形体を上記の方法と同様に作
製した（予備成形体Ｄ）。そして、予備成形体を、予備
成形体Ｃ−予備成形体Ｄ−予備成形体Ｃとなるように積
み重ねた後、プレス成形を行い、１００×１００×１５
ｍｍの成形体を作製した（成形体２）。尚、ここでＳｉ
Ｃ繊維クロスは、ニカロン（成形体２−１、日本カーボ
ン製）又はハイニカロン（成形体２−２、日本カーボン
製）を用いた。
【００５３】 更に、得られた成形体２を用い、純度９
９．８％で平均粒径１ｍｍのＳｉ粉末で充填されたカー
ボンるつぼ内に立設した。次いで、焼成炉内にカーボン
るつぼを移動した。次に、焼成炉内を１１００〜１４０
０℃の温度域、不活性ガス量、焼成炉内圧及びその保持
時間を表１に示すような条件として処理した後、焼成炉
内の圧力をそのまま保持しつつ、炉内温度を表１の最高
温度に昇温することにより、成形体２にＳｉを含浸させ
て、Ｓｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材
料を作製した。得られた複合材料の気孔率及びＳｉ濃度
の結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】 表１に示すように、全般的に１１００〜
１４００℃の温度域で、Ａｒガス量、焼成炉内圧及びそ
の保持時間を徐々に増加させたことにより、それぞれ複
合材料の気孔率が減少する傾向が確認された。また、気
孔が存在した場合であっても、極めて微小で約１０μｍ
以下であった。また、気孔率を減少させる効果は、焼成
炉内圧とその保持時間およびＡｒガス（不活性ガス）流
量との相互作用が、特に重要な要素であることが判明し
た。
【００５６】（実施例１０〜１１、比較例１〜２）実施
例８〜９の条件で焼成し得られたＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ
繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料（実施例１０〜１１）
と、市販されている日本ガイシ製のＳｉ−ＳｉＣ焼結体
（商標：ＮＥＷＳＩＣ）（比較例１）及びドイツＣＥＳ
ＩＷＩＤ社製のＳｉ−ＳｉＣ焼結体（比較例２）の耐酸
化性の測定を行なった。得られた結果を表２に示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】（実施例１２、比較例３〜４）実施例６〜
９の条件で焼成し、得られたＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維
強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料（実施例１２：試料Ｎｏ．１
〜４）と、市販されている日本ガイシ製のＳｉ−ＳｉＣ
焼結体（商標：ＮＥＷＳＩＣ）の４種類（比較例３）及
びドイツＣＥＳＩＷＩＤ社製のＳｉ−ＳｉＣ焼結体の４
種類（比較例４）の気孔率、及び曲げ強度の測定をそれ
ぞれ行った。得られた結果を表３、表４に示す。
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】 表２〜表４に示すように、本発明のＳｉ
濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料（実施
例１０〜１２）では、気孔率が０．２％以下であり、耐
酸化性及び曲げ強度がＮＥＷＳＩＣと同様の特性を維持
し、市販のＳｉ−ＳｉＣ焼結体に比べて破壊靱性を向上
させると考えられる。
【００６２】 更に、本発明のＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊
維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料（実施例１０〜１２）は、
日本ガイシ製Ｓｉ−ＳｉＣ（ＮＥＷＳＩＣ）焼結体（比
較例３）の特性である耐酸化性、耐クリープ性、常温〜
高温までの強度及び靭性特性に優れる等の特徴を維持し
つつ、更に靭性を向上させることができると考えられ
る。
【００６３】（実施例１３〜１８、比較例５〜６）実施
例１〜３で焼成し、得られたＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−Ｓｉ
Ｃ材料（実施例１３〜１５）及び実施例８〜９の条件で
焼成し、得られたＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−
ＳｉＣ複合材料（実施例１６〜１８）と、市販されてい
る日本ガイシ製のＳｉ−ＳｉＣ焼結体［商標：ＮＥＷＳ
ＩＣ］（比較例５）及びドイツＣＥＳＩＷＩＤ社製のＳ
ｉ−ＳｉＣ焼結体（比較例６）から、ＪＩＳ Ｒ １６
０１に記載のテストピース（３×４×４０ｍｍ）を各々
１０本切り出し、マイクロインデンテーションによる予
亀裂を導入した。それぞれの予亀裂入りの５本につい
て、そのまま曲げ強度測定を行うとともに、残りの５本
については、１３００℃の大気中で５００時間保持し、
表面のヒーリングを行った。表面ヒーリング前後の材料
強度の測定結果を表５に示す。
【００６４】
【表５】
【００６５】 表５に示すように、本発明のＳｉ濃度傾
斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料（実施例１３〜１５）及びＳｉ濃
度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料（実施例
１６〜１８）では、予亀裂に対するヒーリング効果が、
従来のＳｉ−ＳｉＣ焼結体と比較して、優れていること
が判明した。これは、表面層のＳｉ濃度が中心層のＳｉ
濃度よりも相対的に高いため、発生したマイクロクラッ
ク部分が、加熱により酸化し、同時にヒーリングされ、
材料中の欠陥サイズが小となり、材料特性を保持するか
らである。そして、Ｓｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ
−ＳｉＣ複合材料（実施例１６〜１８）の場合には、マ
イクロインデンテーションによるクラックの発生量が少
ないものほど、セラミックスの強度や靱性及び脆さを改
善するヒーリング効果が顕著であることが判明した。
【００６６】 また、ＳｉＣ繊維クロス（繊維プリフォ
ーム）として、Ｓｉ−Ｃ−Ｏ系炭化珪素繊維であるニカ
ロンを用いることにより、本発明のＳｉＣ繊維強化Ｓｉ
−ＳｉＣ複合材料の高温強度を向上させるとともに、セ
ラミックス特有の脆さを著しく改善する効果があること
が期待できる。
【００６７】 更に、ＳｉＣ繊維クロス（繊維プリフォ
ーム）として、Ｓｉ−Ｃ−Ｏ系炭化珪素繊維であるハイ
ニカロンを用いることにより、ニカロンを用いたＳｉＣ
繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料よりも、更に耐酸化性及
び耐クリープ特性を向上させたＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−Ｓ
ｉＣ複合材料を作製することができた。
【００６８】〔Ｓｉ濃度傾斜の確認・評価〕実施例１〜
３で焼成し、得られたＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料
及び実施例８〜９の条件で焼成し、得られたＳｉ濃度傾
斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料と、市販され
ている日本ガイシ製のＳｉ−ＳｉＣ焼結体［商標：ＮＥ
ＷＳＩＣ］（比較例１）及びドイツＣＥＳＩＷＩＤ社製
のＳｉ−ＳｉＣ焼結体（比較例２）において、マイクロ
インデンテーションによるクラック導入を行う前の材料
についてその表面層及び中心層におけるＳｉ濃度を測定
した。得られた結果を表６に示す。
【００６９】
【表６】
【００７０】 表６から明らかなように、Ｓｉ濃度傾斜
型Ｓｉ−ＳｉＣ材料及びＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化
Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料では、Ｓｉ濃度は表面層が高く、
中心層が低いというように、Ｓｉ濃度が傾斜しているこ
とがわかる。一方、市販品では、表面層及び中心層がほ
ぼ同濃度であった。
【００７１】 尚、ニカロン、ハイニカロンは下記のよ
うに作製されたものである。ニカロンは、β−ＳｉＣ構
造を持つＳｉ−Ｃ−Ｏ系炭化ケイ素繊維であり、有機ケ
イ酸ポリマー（ポリカルボシラン）でこれを溶融紡糸し
て連続繊維にし、この繊維を空気中で加熱すると、Ｓｉ
−Ｏ−Ｓｉの橋かけが行われ不融化し、不活性ガス雰囲
気中で１２００〜１５００℃で焼成したものである。ハ
イニカロンは、酸素含有量０．５mass％以下の極低酸素
量のＳｉ−Ｃ−Ｏ系炭化ケイ素繊維であり、炭化ケイ素
繊維有機ケイ酸ポリマー（ポリカルボシラン）でこれを
溶融紡糸して連続繊維にし、この繊維に非酸素雰囲気中
で電子線を照射することにより、酸素の介在なしにポリ
カルボシランが自己架橋し不融化し、不活性ガス雰囲気
中で１０００℃以上で焼成したものである。
【００７２】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のＳｉ濃
度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料及びＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊
維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料並びにこれらの製造方法に
よれば、強酸化腐食環境での耐食性及び強度に優れ、し
かも表面層及び中心層の欠陥へのヒーリング機能を著し
く向上させることができる。
【００７３】 また、ＣＶＤ法や無機ポリマー含浸法で
作製されたＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料のよう
なセラミックス基複合材料（ＣＭＣ）に存在した気孔を
ほぼ０にすることができるため、従来のセラミックス基
複合材料（ＣＭＣ）と比較して、緻密化することができ
るとともに、Ｓｉ−ＳｉＣ焼結体の特徴である耐酸化
性、耐クリープ性、常温〜高温までの強度および靱性特
性に優れる等の特徴を維持しつつ、更に靱性の向上に寄
与することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 三郎 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４ 日本原子力研究所 東海研究所内 (72)発明者 小貫 薫 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４ 日本原子力研究所 東海研究所内 (72)発明者 井岡 郁夫 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４ 日本原子力研究所 東海研究所内 (72)発明者 インテ・ヨハン・シュトックマン 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４ 日本原子力研究所 東海研究所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＳｉＣ粒子を含む成形体に対し、Ｓｉを
    溶融、含浸させてなるＳｉ−ＳｉＣ材料であって、該Ｓ
    ｉ−ＳｉＣ材料の気孔率が１．０％以下であり、且つ、
    該Ｓｉ−ＳｉＣ材料におけるＳｉ濃度が表面層から中心
    層に向かって小さくなるように形成したことを特徴とす
    るＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料。
  2. 【請求項２】 該Ｓｉ−ＳｉＣ材料について、中心層と
    表面層のＳｉ濃度が、中心層／表面層＝０／１００〜９
    ０／１００の範囲に傾斜している請求項１記載のＳｉ濃
    度傾斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料。
  3. 【請求項３】 ＳｉＣ粒子を含む成形体に対し、Ｓｉを
    溶融、含浸させることにより、Ｓｉ濃度傾斜型Ｓｉ−Ｓ
    ｉＣ材料を製造する方法であって、 タップ比重のそれぞれ異なるＳｉＣ粒子を含む少なくと
    も２種類の混合物を調製した後、当該混合物を用いて積
    層した成形体とＳｉを、１１００〜１４００℃の温度に
    保持するとともに不活性ガス雰囲気に晒した後、１５０
    ０〜２５００℃の温度に昇温して前記成形体へＳｉを溶
    融、含浸させることを特徴とするＳｉ濃度傾斜型Ｓｉ−
    ＳｉＣ材料の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記成形体とＳｉを、１１００〜１４０
    ０℃の温度、０．１〜１０ｈＰａの圧力に１時間以上保
    持し、かつ前記成形体とＳｉの合計重量１ｋｇ当たり
    ０．１ＮＬ以上の不活性ガスを流した後、１５００〜２
    ５００℃の温度に昇温する請求項３に記載のＳｉ濃度傾
    斜型Ｓｉ−ＳｉＣ材料の製造方法。
  5. 【請求項５】 ＳｉＣ繊維とＳｉＣ粒子を含む成形体に
    対し、Ｓｉを溶融、含浸させてなるＳｉＣ繊維強化Ｓｉ
    −ＳｉＣ複合材料であって、該ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−Ｓ
    ｉＣ複合材料の気孔率が１．０％以下であり、且つ、該
    ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料におけるＳｉ濃度
    が表面層から中心層に向かって小さくなるように形成し
    たことを特徴とするＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ
    −ＳｉＣ複合材料。
  6. 【請求項６】 該ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料
    について、中心層と表面層のＳｉ濃度が、中心層／表面
    層＝０／１００〜９０／１００の範囲に傾斜している請
    求項５記載のＳｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−Ｓｉ
    Ｃ複合材料。
  7. 【請求項７】 該Ｓｉ濃度傾斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−
    ＳｉＣ複合材料に用いるＳｉＣ繊維の酸素量が０．５ｍ
    ａｓｓ％以下である請求項５又は６に記載のＳｉ濃度傾
    斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料。
  8. 【請求項８】 ＳｉＣ繊維とＳｉＣ粒子を含む成形体に
    対し、Ｓｉを溶融、含浸させることにより、Ｓｉ濃度傾
    斜型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料を製造する方
    法であって、 タップ比重のそれぞれ異なるＳｉＣ粒子を含む少なくと
    も２種類の混合物を調製した後、当該混合物のそれぞれ
    にＳｉＣ繊維をさらに混合し、得られた各混合物を用い
    て積層化した成形体とＳｉを、１１００〜１４００℃の
    温度に保持するとともに不活性ガス雰囲気に晒した後、
    １５００〜２５００℃の温度に昇温して前記成形体へＳ
    ｉを溶融、含浸させることを特徴とするＳｉ濃度傾斜型
    ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記成形体とＳｉを、１１００〜１４０
    ０℃の温度、０．１〜１０ｈＰａの圧力に１時間以上保
    持し、かつ前記成形体とＳｉの合計重量１ｋｇ当たり
    ０．１ＮＬ以上の不活性ガスを流した後、１５００〜２
    ５００℃の温度に昇温する請求項８記載のＳｉ濃度傾斜
    型ＳｉＣ繊維強化Ｓｉ−ＳｉＣ複合材料の製造方法。
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