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公開番号2024133087
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2024108649,2021511508
出願日2024-07-05,2020-03-24
発明の名称被覆層付セラミックス連続繊維及びその製造方法、並びにセラミックマトリックス複合材料及びその製造方法
出願人東ソー株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類D06M 11/46 20060101AFI20240920BHJP(繊維または類似のものの処理;洗濯;他に分類されない可とう性材料)
要約【課題】損傷許容性が改善され得るセラミックスマトリックス複合材料の製造に好適な被覆層付セラミックス連続繊維及びこれを用いたセラミックスマトリックス複合材料を提供すること。
【解決手段】厚み7nm以下の金属化合物の被覆層を表面に有するセラミックス連続繊維からなることを特徴とする被覆層付セラミックス連続繊維。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
厚み７ｎｍ以下の金属化合物の被覆層を表面に有するセラミックス連続繊維からなることを特徴とする被覆層付セラミックス連続繊維。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記金属化合物がジルコニウム化合物及びランタン化合物の少なくともいずれかである、請求項１に記載の被覆層付セラミックス連続繊維。
【請求項３】
前記金属化合物がジルコニア又は酸化ランタンである、請求項１又は２に記載の被覆層付セラミックス連続繊維。
【請求項４】
前記セラミックス連続繊維がアルミナ連続繊維及びムライト連続繊維の少なくともいずれかである、請求項１～３のいずれか一項に記載の被覆層付セラミックス連続繊維。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか一項に記載の被覆層付セラミックス連続繊維を有する、セラミックスマトリックス複合材料。
【請求項６】
界面強度が１０ＭＰａ以下である、請求項５に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項７】
請求項１～４のいずれか一項に記載の被覆層付セラミックス連続繊維と、セラミックスマトリックスとを複合化させる複合化工程を含む、セラミックスマトリックス複合材料の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆層付セラミックス連続繊維及びその製造方法、並びにセラミックマトリックス複合材料及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
セラミックス連続繊維とセラミックスマトリックスとを複合化させたセラミックスマトリックス複合材料（以下、「ＣＭＣ」ともいう。）は、通常のセラミックスと比べ、傷の進展による材料全体の破壊に対する耐性（損傷許容性）を有することから、Ｎｉ基合金等の耐熱金属の代替材料としての検討が進んでいる。
【０００３】
さらに、アルミナ、ムライト系酸化物は化学的安定性が高いため、アルミナ、ムライト系酸化物をセラミックス連続繊維とし、該セラミックス連続繊維をセラミックスマトリックスと複合化したＣＭＣは、特に航空用ジェットエンジン向け部材としての利用が期待されている（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
ＣＭＣの損傷許容性は、セラミックス連続繊維とセラミックスマトリックスとの界面の選択的な剥離又は破壊によって、傷の進展が抑制されることに起因する。そのため、セラミックス連続繊維とセラミックスマトリックスとが固着すると、傷の進展を抑制できず、材料が破壊され易くなる傾向にある。
【０００５】
セラミックス連続繊維とセラミックスマトリックスとの固着を防ぐために、界面の破壊等を促進する化合物をセラミックス連続繊維表面上へ被覆することが検討されている。しかし、スパッタ、イオンプレーティング等の物理蒸着法による被覆では繊維表面のみの被覆となり易い。そのため、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）、溶液を用いた被覆方法等が検討されており、例えば、窒化ホウ素を用いたＣＶＤ法、ジルコニアナノ溶液（ＺｒＯ
２
のスラリー）を用いた被覆方法等の被覆方法がこれまでに検討されている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平１１－０４９５７０号公報
特開２００２－１７３３７６号公報
【非特許文献】
【０００７】
Ｊ．ＡｅｒｏｓｐａｃｅＬａｂ，Ｉｓｓｕｅ３，（２０１１）１－１２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、ＣＭＣを作製するとき、数百本単位等、２以上の繊維が集合した状態の繊維（以下、「繊維束」ともいう。）がセラミックス連続繊維として使用される。しかし、特許文献１に記載のＣＶＤ法では、繊維束内部が被覆され難く（内部の連続繊維が被覆され難く）、得られるＣＭＣの強度が低くなり易い。また、特許文献２に記載の方法は、膜厚制御が困難であることに加え、連続繊維同士が凝集し易い。この結果、得られるＣＭＣの強度が低くなり易い。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、損傷許容性が改善され得るセラミックスマトリックス複合材料の製造に好適な被覆層付セラミックス連続繊維及びこれを用いたセラミックスマトリックス複合材料を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、被覆層及びその状態が制御された被覆層付セラミックス連続繊維を用いることによってＣＭＣの損傷許容性が改善され得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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