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公開番号2025168244
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2025049295
出願日2025-03-25
発明の名称セラミックス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
主分類C04B 35/80 20060101AFI20251030BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】
本開示は、多数のセラミックス連続繊維クロスを積層することなく、従来のCMCと同等の強度を有するセラミックスマトリックス複合材料及びその製造方法の少なくとも1つを提供することを目的とする。
【解決手段】
セラミックスマトリックス、及び、セラミックス連続繊維クロスを含み、繊維体積率が35%以下であり、なおかつ、厚みが0.5mm未満であることを特徴とする、セラミックスマトリックス複合材料。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
セラミックスマトリックス、及び、セラミックス連続繊維クロスを含み、繊維体積率が３５％以下であり、なおかつ、厚みが０．５ｍｍ未満であることを特徴とする、セラミックスマトリックス複合材料。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記セラミックス連続繊維クロスを１枚以上３枚以下含む、請求項１に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項３】
前記セラミックスマトリックスがアルミナ、ムライト、シリカ及びジルコニアの群から選ばれる１種以上である、請求項１又は２に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項４】
前記セラミックス連続繊維クロスが、アルミナ、ムライト、アルミナ及びムライト、並びに、アルミナ及びシリカの群から選ばれる１種以上のセラミックス連続繊維からなるセラミックス連続繊維クロスである、請求項１又は２に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項５】
前記セラミックス連続繊維クロスが、結晶構造にα－アルミナ構造を含み、なおかつ、Ａｌ
２
Ｏ
３
含有量が６０質量％以上１００質量％以下であるセラミックス連続繊維クロスである、請求項１又は２に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項６】
ｐＨが２．０以上７．５以下でありセラミックスマトリックス源を含むスラリーと、セラミックス連続繊維クロスとを混合して混合物を得る工程、該混合物を固化して成形体を得る工程、並びに、該成形体を焼成する工程、を有する、請求項１又は２に記載のセラミックスマトリックス複合材料の製造方法。
【請求項７】
前記セラミックスマトリックス源を含むスラリーの粘度が５０ｍＰａ・ｓ以上２０００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載のセラミックスマトリックス複合材料を含む部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、セラミックス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 2,000 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が高い。このことから、ＣＭＣをＮｉ基合金等の耐熱金属の代替材料とする検討が進んでおり、例えば、航空用ジェットエンジン向け部材としての適用が期待されている。
【０００３】
航空用ジェットエンジン向け部材として、例えば、特許文献１では、イッテルビウムのケイ酸塩を含むセラミックス連続繊維クロス、及び、炭化ケイ素マトリックスからなるＣＭＣが開示されている。また、特許文献２では、酸化物セラミックス連続繊維クロス、並びに、ムライト及びアルミナマトリックスからなるＣＭＣが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１０／１４３６０８号
特開２００８－０２４５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２で開示されたＣＭＣは、いずれも高い強度を示す。しかしながら、いずれのＣＭＣも多数のセラミックス連続繊維クロスが積層した構造により高い強度を実現していた。このような構造を有するため、これらのＣＭＣは厚く、適用できる部材の形状に制限があった。
【０００６】
本開示は、多数のセラミックス連続繊維クロスを積層することなく、従来のＣＭＣと同等の強度を有するセラミックスマトリックス複合材料及びその製造方法の少なくとも１つを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示においてＣＭＣの高強度化について検討した結果、セラミックス連続繊維クロスの積層枚数を少なくすると、積層枚数の低下に伴いＣＭＣの強度が著しく低下することが確認された。
【０００８】
更にセラミックス連続繊維クロスとセラミックスマトリックスの関係に着目して、ＣＭＣの強度向上について検討した結果、セラミックス連続繊維クロスとセラミックスマトリックスの界面を制御することで、多数のセラミックス連続繊維クロスを積層させることなく、多数のセラミックス連続繊維クロスを積層して得られたＣＭＣと同等の強度を有するＣＭＣが得られることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は特許請求の範囲のとおりであり、また、本開示の要旨は以下のとおりである。
［１］セラミックスマトリックス、及び、セラミックス連続繊維クロスを含み、繊維体積率が３５％以下であり、なおかつ、厚みが０．５ｍｍ未満であることを特徴とする、セラミックスマトリックス複合材料。
［２］前記セラミックス連続繊維クロスを１枚以上３枚以下含む、上記［１］に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
［３］前記セラミックスマトリックスがアルミナ、ムライト、シリカ及びジルコニアの群から選ばれる１種以上である、上記［１］又は［２］に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
［４］前記セラミックス連続繊維クロスが、アルミナ、ムライト、アルミナ及びムライト、並びに、アルミナ及びシリカの群から選ばれる１種以上のセラミックス連続繊維からなるセラミックス連続繊維クロスである、上記［１］乃至［３］のいずれかひとつに記載のセラミックスマトリックス複合材料。
［５］前記セラミックス連続繊維クロスが、結晶構造にα－アルミナ構造を含み、なおかつ、Ａｌ
２
Ｏ
３
含有量が６０質量％以上１００質量％以下であるセラミックス連続繊維クロスである、上記［１］乃至［４］のいずれかひとつに記載のセラミックスマトリックス複合材料。
［６］ｐＨが２．０以上７．５以下でありセラミックスマトリックス源を含むスラリーと、セラミックス連続繊維クロスとを混合して混合物を得る工程、該混合物を固化して成形体を得る工程、並びに、該成形体を焼成する工程、を有する、上記［１］乃至［５］のいずれかひとつに記載のセラミックスマトリックス複合材料の製造方法。
［７］前記セラミックスマトリックス源を含むスラリーの粘度が５０ｍＰａ・ｓ以上２０００ｍＰａ・ｓ以下である、上記［６］に記載の製造方法。
［８］上記［１］乃至［５］のいずれかひとつに記載のセラミックスマトリックス複合材料を含む部材。
【発明の効果】
【００１０】
本開示により、多数のセラミックス連続繊維クロスを積層することなく、従来のＣＭＣと同等の強度を有するセラミックスマトリックス複合材料及びその製造方法の少なくとも１つを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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