JP2001509765A - 被充填チャネルを備えたセラミック構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 平行で離間したな補強繊維と被充填材料のストランドとを備えたマトリックスを有し、ストランドが補強繊維に平行であるセラミック構造体、及び一時的及び補強繊維のトウを互いに平行に配列して繊維プレフォームを形成する段階と、繊維プレフォームをマトリックス先駆物質に接触させて繊維の周囲にマトリックス先駆物質を沈着させる段階と、マトリックス先駆物質から繊維プレフォームを除去して繊維をマトリックス先駆物質で被覆する段階と、繊維プレフォームを乾燥して繊維上のマトリックス先駆物質を固化させ、マトリックス先駆物質をマトリックス成形物に変換させる段階と、繊維プレフォームを焼成して繊維上のマトリックス成形物を別のマトリックス成形物に変換させる段階と、繊維プレフォームから一時的繊維を除去してチャネルを内部に形成させる段階と、チャネルに材料を充填する段階と、緻密化するために繊維プレフォームを熱圧してマトリックスに配置した離間した被充填材ストランドと離間した繊維とを含むセラミック構造体を形成する段階とを含むセラミック構造体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】 被充填チャネルを備えたセラミック構造体 技術分野 本発明は、被充填材を備えたセラミック構造体の分野及びこのようなセラミッ ク構造体の製造法に関するものである。 背景技術 セラミック構造体の機械的性能を高めるために長セラミック繊維を使用するこ とは十分に確立されている。繊維表面に薄い被覆を施して繊維と内部に繊維の配 置されるマトリックスとの間の弱い界面接合を形成する場合にも同様である。繊 維とマトリックスとの間の弱い界面接合は、長繊維セラミックマトリックス複合 材料（ＣＦＣＭＣ）すなわちセラミック構造体の機械的性能を高めるのに役立つ 主フアクターとして認識される。 最近まで、一般にＣＦＣＭＣの機械的振舞いが繊維分布に依存していないこと は許容されてきた。しかしながら、本発明者は、複合材料全体に分布した狭いチ ャネルが繊維表面処理の無関係にＣＦＣＭＣの機械的振舞いを大きく変え得るこ とを立証した。 発明の開示 本発明の目的は、チャネルの輪郭に合致した連続しかつ離間されしかも平行な ストランドの形態の被充填材を備え、従来技術の被充填材を備えない補強セラミ ック構造体に比較して機械的性能の高い補強セラミック構造体を提供することに ある。 本発明の別の目的は、損傷時に構造上の結合性を保持する補強セラミック構造 体を提供することにある。 本発明の別の目的は、従来技術のセラミック構造体に比較して 安価な補強セラミック構造体を提供することにある。 本発明の別の目的は、機械的性能に影響を及ぼす補強繊維を制御して配置する ことにある。 本発明の別の目的は、一時的な繊維で形成したチャネルを充填することを特徴 とする補強セラミック構造体の製造法を提供することにある。 本発明の別の目的は、補強及び一時的な繊維の配置を制御して所望の性能を達 成できるようにする方法を提供することにある。 本発明のこれら及びその他の目的は、一時的な繊維を除去しそして除去した一 時的な繊維で形成したチャネルを充填する特殊な熱処理を特徴とする方法で製作 した本発明の補強セラミック構造体によって実現される。 図面の簡単な説明 図１は、セラミックマトリックスにおける充填材及び補強繊維を示す本発明の 補強セラミック構造体の概略平面図である。 図２は、補強及び一時的繊維の相対的配向を示す繊維プレフォームの概略図で ある。 図３（ａ）は、損傷後の構造体の結合性の保持を示すチタン酸ジルコニウムマ トリックスに50％炭化珪素補強繊維を含んでいる負荷除去後の破壊した本発明の 補強セラミック構造体の側面図である。 図３（ｂ）は、構造体の突発的な損傷を示すチタン酸ジルコニウムマトリック スに50％炭化珪素補強繊維を含んでいる負荷除去後の破壊した従来枝術の補強セ ラミック構造体の側面図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明は、被充填材料を含む1000℃以上の温度で使用されるセラミック構造体 及びその製造方法に関するものである。 本発明のセラミック構造体は、平行ストランドの形態の被充填材料及び補強セ ラミック繊維を含むセラミックマトリックスである。補強セラミック繊維は代表 的には互いに間隔を置いて平行であり、またストランドは代表的には互いに離間 されかつ補強セラミック繊維に平行である。被充填材料はマトリックスと同じも 異なってもよい。 補強セラミック繊維は代表的にはセラミック構造体の一瑞から対向端までのび 、そして平行で離間した細長いストランドの形態であり、これらのストランドは 一時的繊維の形状に対応している。 図１は補強セラミック構造体10の平面図であり、補強繊維12及び被充填材料14 はセラミックマトリックス16内に配置される。 補強繊維12はトウの形態であり、そして繊維間及び繊維の周囲にマトリックス先 駆物質が浸透されそしてマトリックスに変換される。 セラミック構造体は、80重量％までの好ましくは20〜70重量％の補強繊維を含 むことができる。 セラミック構造体を製作するのに広範囲のセラミック材料を使用することがで きる。適当な材料としては、チッ化珪素、炭化珪素、シリカ、４％酸化硼素を含 む96％シリカ、ジルコニア、チタニア、ジルコニアとチタニアとの混合物、チタ ン酸ジルコニウム、ムライト、コーディエライト及びそれらの混合物が挙げられ る。代表的なマトリックスは炭化珪素である。 セラミック補強繊維は、炭化珪素；アルミナ；黒鉛；サファイア；酸化イット リウムと酸化アルミニウムと酸化ガーネットとから成るＹＡＧ酸化物；ムライト ；チッ化珪素及びそれらの混合物から選択した単結晶または多結晶材料によって 構成され得る。代表的には、セラミック繊維は高分子先駆物質から誘導した多結 晶炭化珪素である。 ここで、セラミック補強繊維は代表的には連続したものであり、このことは、 それのアスペクト比が少なくとも20、好ましくは少なくとも50、特に少なくとも 100であることを意味している。 補強及び一時的繊維の厚さは直径において何分の１ミクロンから150ミクロン まで変え得るが、典型的な繊維の厚さは約１ミクロンから約50ミクロン、特に５ 〜20ミクロンである。繊維の横断面形状は任意所望の形状のものでよいが、好ま しい温暖面形状はほぼ円形である。繊維は通常、約300℃以上の高温で燃焼する 保護サイジング被覆で被覆される。 個々の繊維は、変化する多数の繊維を含むトウに配列して非常な長くできる。 500本の繊維及び6000本の繊維のトウ及びその他のものが公知であり、トウにお ける繊維は、任意の付加的な材料又は装置を頼ることなしに、自然の力で互いに 保持される。繊維は、それの取扱いを容易にするような実際上の理由でトウに配 列される。繊維をトウに束ねるのに有機サイジングを使用できる。 各個々の補強繊維は被覆を備えることができる。また、被覆の厚さは良好な結 果をもたらす広範囲にわたって変えてもよい。すなわち、被覆の厚さは典型的に 0.1〜0.3ミクロンであるが、0.05 ミクロン程度に薄くしたり、0.6ミクロンのような数十分の一ミクロン程度に厚 くしてもよい。 適当な被覆は、被覆の界面及びマトリックスにおける剥離を含む上記構造体の 利点をもたらし得る材料で作られる。適当な被覆材料としては、窒化硼素、炭素 及びそれらの混合物があり、窒化硼素は好ましい被覆材料である。 一時的繊維は、チャネルを形成するのに使用される。一時的繊維は、最初にセ ラミック構造体に結合され、その後熱圧処理する前に特殊な熱処理で燃焼される 。特殊な熱処理中に、一時的繊維は除去され、セラミック構造体中にチャネルが 形成される。 一時的繊維は、残留物を残すことなく除去され得る任意の材料から成り得る。 一時的繊維は代表的には炭素または高分子材料から成る。加熱による蒸発は一時 的繊維を除去する典型的な方法であるが、化学エッチングを含む他の方策も使用 できる。 一時的繊維または補強繊維を備えた一時的繊維による種々の繊維配列構成が本 発明の概念に基いて想定できる。この技法による任意の所望の性質において、一 般的な改良に勝る利点は、繊維構成の単純な転位（ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ）によって、強度かまたは破壊耐力或いは正に任意の別の性質が、いかなる追加 の処理または処理の変更を必要とせずに、特定の応用のために調整できることに ある。 本発明のセラミック構造体は、従来のセラミック構造体に比較して補強繊維が 少なくて済み、しかも従来のセラミック構造体と同じまたはそれ以上の機械的特 性をもつことができる。繊維のコストはマトリックスのコストの約100倍である ので、本発明の構 造体は従来の場合より非常に安価に製作することができることが明らかにされる べきである。このシナリオはマトリックス内に配置した補強部材に平行な方向に 負荷を加えることを前提としており、構造上の一体性の保持力がないと、壊損を 招くことになる。損傷時に構造上の一体性を保持するセラミック構造体を使用す ることが望ましい場合には、セラミック構造体は、負荷の方向が強化または被充 填チャネルに垂直となるように方向決めされるべきである。このようにしてセラ ミック構造体に負荷をかけることにより、構造体は変形または破損するが、破損 は壊損や全損ではない。そのような場合に、構造体は、再負荷時にピークすなわ ち最大予備損傷強度の典型的には40〜70％、一層典型的には50〜60％を維持する 。 本発明の補強セラミック構造体を製作することが望まれる場合には、一時的及 び補強繊維のトウは典型的にはスクリーンバスケットに配置され、一時的及び補 強繊維が完成セラミック構造体の80容量％まで、20〜80容量％、好ましくは30〜 70容量％を占めるようにされる。一時的繊維トウと補強繊維トウとの容積比は６ ：１から１：６まで、好ましくは４：１から１：４まで変えることができる。 一時的繊維トウと補強繊維トウとをスクリーンバスケットに配置する際に、こ れらのトウは、スクリーンバスケットの一端から他端へのびるようにスクリーン バスケットに配置される。トウをこのように配置することによりセラミック構造 体には、それの一端から他端へのびるチャネルがセラミック構造体に形成される 。一端または両端の閉じたチャネルをセラミック構造体に設け たい場合には、これらのトウはバスケットの一端からオフセットされるかまたは バスケットの両端の中間位置に配置される。典型的には、これらのトウはバスケ ットの一端から他端まで配置され、それによりチャネルはセラミック構造体の一 端から他端までのびるようにされる。従って、用語“チャネル”は必ずしも、細 長い開口がセラミック構造体の一端から他端までのびているを意味する必要がな い。 スクリーンバスケットにトウが配置し絡わると、このスクリーンバスケットは 典型的には、これらのトウにおける繊維上及びそのまわりにマトリックス先駆物 質の層を沈着するのに十分な時間、マトリックス先駆物質に浸漬されかつマトリ ックス先駆物質と接触される。繊維上におけるマトリックス先駆物質の沈着は毛 管作用で達成され得る。この仕方におけるマトリックス先駆物質の沈着は0.1〜 ５時間、好ましくは0.5〜２時間かかる。 マトリックスプレフォームに繊維プレフォームを浸漬した後、マトリックス先 駆物質から除去され、蒸気を通して乾燥され、マトリックス先駆物質をマトリッ クス成形物に変換する。十分な量のマトリックスを作るために、スクリーンバス ケットは数回マトリックス先駆物質内に降ろされ得、その度毎に続いて処理乾燥 される。蒸気による乾燥は典型的には１〜20時間、好ましくは２〜５時間行われ る。 繊維上に十分なマトリックス先駆物質を形成するためには典型的には１〜15回 、一層典型的には５〜10回の浸透が必要であり、各浸透毎に乾燥処理が追従する 。実施される浸透の回数が十分でないと、被被覆繊維間にボイドが残る恐れがあ る。一方、過剰な 回数の浸透は、マトリックス成形物で繊維間のボイドを充填した後は、単に構造 体の外面にマトリックス成形物を堆積させることになるだけである。 次に、セラミック構造体は焼成すなわち熱処理され、マトリックスをアモルフ ァス（非晶）状態に保持ししかもマトリックス先駆物質を別のマトリックス成形 物に変換する。焼成温度は代表的には500〜700℃の範囲であり、そして焼成時間 は通常0.5〜２時間である。焼成は不活性ガス雰囲気または室雰囲気で行われ得 る。マトリックス先駆物質中に約三回浸漬した後焼成を実施した場合には、比較 的良好なセラミック構造体を得ることができると思う。 最初の焼成段階に続いてすなわち繊維プレフォームが少なくとも半硬質体にな った後、繊維プレフォームに特別な酸化熱処理が施され、一時的繊維を除去また は酸化させる。この特別な酸化熱処理は100〜1000℃特に200〜800℃の酸化雰囲 気で１〜200時間、特に20〜100時間実施される。特別な酸化熱処理により一時的 繊維は酸化され、それらの場所の細長いボイドまたはチャネルからガス生成物が 出ていく。 特別な酸化熱処理の後、セラミック構造体は一酸化炭素または別の還元雰囲気 中で高温、高圧で熱圧される。熱圧段階ではまたマトリックス成形物はマトリッ クスに変換する。絶対に必要とはされないが、極少量の酸素を含んだ一酸化炭素 雰囲気を用いることにより、繊維の劣化を軽減し、繊維からの炭素及び酸素の拡 散を抑制するものと思う。一酸化炭素の存在の元での熱圧は代表的には炭化珪素 補強繊維を使用する際に実施される。一酸化炭素は 代表的には、１気圧を超える過圧であり、熱圧の温度は代表的には1200〜1300℃ の範囲であり、また熱圧の圧力は15〜35ＭＰａの範囲である。熱圧操作は代表的 には0.5〜２時間続けられる。 熱圧操作に続いて、セラミック構造体はほぼ室温まで冷却され、機械的特性に ついてテストされる。相対破壊仕事量比較で決まる基本的強度及び破壊靭性すな わちほ破壊耐力を室温で測定した。 マトリックス先駆物質がジルコニウムｎ−プロプオキシド及びチタンイソプロ プオキシドのエチルアルコール溶液である場合、蒸気による乾燥はアルコラート をそれぞれの水酸化物に変換し、焼成及び特殊な熱処理により、これらの水酸化 物は酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）及び酸化チタン（ＴｉＯ₂）に変換され、そし て熱圧処理によりこれらの酸化物はジルコニウムチタン酸塩マトリックスに変換 される。最終変換までマトリックス先駆物質はマトリックスの形態であると考え られる。 上記のプロセスの種々の段階を通じて、繊維プレフォームはプレス段階の後ま でそのように呼ばれ、その後はセラミック構造体と呼ばれる。 要約すれば、本発明のセラミック構造体は下記の段階を含むプロセスによって 製作され得る。 （ａ）細長い一時的及び補強繊維（繊維の直径１‐50ミクロン）のトウを互いに 平行に配列して繊維プレフォームを形成する段階、 （ｂ）繊維プレフォームをマトリックス先駆物質に接触させて繊維の周囲にマト リックス先駆物質を沈着させる段階、 （ｃ）マトリックス先駆物質から繊維プレフォームを除去して繊 維をマトリックス先駆物質で被覆する段階、 （ｄ）繊維プレフォームを乾燥して繊維上のマトリックス先駆物質を固化させ、 マトリックス先駆物質をマトリックス成形物に変換させる段階、 （ｅ）段階（ｃ）及び（ｄ）を繰返して繊維上にマトリックス先駆物質・成形物 を形成する段階、 （ｆ）繊維プレフォームを焼成して繊維上のマトリックス成形物を別のマトリッ クス成形物に変換させる段階、 （ｇ）繊維プレフォームから一時的繊維を除去して細長くて平行なチャネルを内 部に形成させる段階、 （ｈ）チャネルに材料を充填する段階、及び （ｉ）緻密化するために繊維プレフォームを熱圧してセラミックマトリックスに 配置した離間した被充填材と離間した繊維とを含むセラミック構造体を形成する 段階。 以上本発明の概要について説明してきたが、以下、本発明の実施及び利点を示す 本発明の特定の実施の形態として幾つかの実施例について説明する。これらの実 施例は例示のためのものであり、明細書または請求の範囲をいかようにも限定す るものではない。 実施例１ この実施例は、従来技術の構造体に比較して補強繊維の低負荷時における機械 的特性を改善した本発明のセラミック構造体の製造を示している。 本発明の多数の繊維プレフォームは、図２に示すように、補強繊維トウ22と一 時的繊維トウ24とを交互に配置して構成した。 これら繊維トウは長さ70mmに切断しスクリーンケージすなわち バスケットに長手方向に配列し、トウ及びトウにおける繊維が全て互いに実質的 に平行となるようにした。ケージは、一側部に6.4mm平方のメッシュ開口を備え 、72mm×12.7mm×25.4mmの大きさの開放頂部を備えた三側部付きアルミニウムメ ッシュケージであった。トウは手でケージ内に層状形態で配列した。 3.9896gの総量で下記の繊維トウを積層した。 重量2.3236gの148のＳｉＣ Cynterials ブランド補強繊維トウ 重量1.6650gの148個の（Ｃ）Thornel Ｐ−55 一時的繊維トウ 繊維トウの所望の重量をケージに配列した後、同様なメッシュ構造の頂部をケ ージの開口側部の繊維上に配置した。繊維がほぼ25％まで圧縮され軽く拘束した 状態に保持されるまで、頂部を繊維のかたまり上にゆるやかに押圧した。その後 、銅線を用いて頂部をこの状態で固定した。その後、メッシュケージの端部の適 当な位置に、メッシュ開口の比較的小さなアルミニウム格子を設けて、マトリッ クス先駆物質の溶液中への浸漬段階で繊維が脱落しないようにした。 各々50モル％の酸化ジルコニウムと酸化チタンを作るために、195ccのジルコニ ウムｎ−プロプオキシドと150ccのチタンイソプロプオキシドと175ccエチルアル コールとを混合してマトリックス先駆物質の溶液を用意した。マトリックス先駆 物質の溶液の一部を大きな試験管に注いだ。ケージプレフォームをその試験管内 に完全に浸るまで下げた。その後試験管は栓で塞ぎ直立位置にした。 マトリックス先駆物質は繊維間の空隙に浸透し、繊維をマトリックス先駆物質で 完全に被覆した。プレフォームは一時間の間、先駆物質内に残し、試験管を15分 毎に撹拌してトラップした気泡を取り除いた。 浸漬につづいて、プレフォームは溶液から除去し、110℃に設定した乾燥オー ブンにおける蒸留した水蒸気浴に最短で４時間懸濁した。この時間中、液体マト リックス先駆物質は金属−アルコキシド溶液から展開され、ジルコニア及びチタ ニアをベースとしたヒドロキシル沈殿物を収集する。この段階の後、プレフォー ムは秤量され、そして浸漬、沈殿及び秤量段階は二回以上繰り返した。 第３の浸漬及び沈殿段階の後、プレフォーム（半硬質物）を中間低温か焼用の 管炉に入れた。ケージからプレフォームを除去し、秤量し、アルミナるつぼに入 れ、管炉内に入れた。空気を流しながら、毎分５度の割合で540℃まで温度を上 げ、一時間の間その温度に維持し、そして同じ勾配率でサイクルダウンした。こ の処理によって、ヒドロキシルは酸化物（ジルコニア及びチタニア）に変換され 、マトリックスフォーム重量増加を一層正確に見積もることができた。 最初のか焼段階に続いて、特別の熱処理を行って一時的繊維を酸化して除去し た。この処理には同じ管炉と同じ勾配率を使用した。温度700℃及び時間48時間 がこの処理のパラメータであった。この処理によって一時的炭素繊維は完全に酸 化した。酸化によって残った結果としてのボイドはその後の浸漬中にマトリック ス先駆物質で充填された。このようにして、制御されたマトリ ックスに富んだ領域をもつ複合材料が作られた。 その後、複合材料が35重量％の補強繊維相であることを示す焼成重量となるま で浸漬、沈殿及び焼成サイクルを繰り返した。この繊維装填を得るには全部で７ 回の浸漬と３回の焼成が必要であった。 最終焼成及び繊維プレフォームにおける繊維装填の決定に続いて、熱圧により 圧縮した。熱圧処理は還元一酸化炭素雰囲気中で0.1気圧のわずかに過圧状態で 実施した。一酸化炭素雰囲気は高温にさらされている間、繊維の劣化の限界値を 維持した。一酸化炭素の過圧状態は温度かまたは圧力を加える前にチャンバ内に 得られ、ダイ装置が800℃以下に冷却されるまで続けられた。 これらのセラミック構造体に利用した時間及び温度熱圧プロファイルは、繊維 の劣化を最小にして最大の団結が得られるように設計した。2.3MPaの最小圧力を 維持して負荷列アライメントを保証するようにした。最大団結圧力は17.25MPaで あり、温度が1270℃に達した後、30分間印加した。 セラミック構造体は常温まで冷却され、強めたすなわち被充填マトリックスチ ャネルに平行な方向に負荷を加えて機械的試験を実施し、その結果被充填マトリ ックスをもたない従来技術のセラミック構造体に比べて下記の結果が得られた。 セラミック焼き 繊維 曲げ ならし構造体 装填 強度（MPA） 使用破壊 実施例１ 35％ 971+30^★ 1.48+0.01^★ 従来技術 50％ 863+11 1.00+0.03 ^★±標準誤差 実施例２ この実施例では、破損時の構造結合の維持を示す本発明のセラミック構造体の 製造を例示する。 この場合のセラミック構造体は上記の実施例１と同じ仕方で製造した。この実 施例で使用した繊維は次の通りである。 重量2.4075gの150個のSynterialsブランドＳｉＣ補強繊維トウ 重量1.7220gの150個のThornel P−55ブランドＣ一時的繊維トウ 補強繊維に垂直な方向に負荷を加えた場合、下記の結果が得られた。 セラミック 繊維 曲げ 焼きならし 構造体 装填 強度（MPA） 使用破壊 実施例１ 50％ 546±25^★ 0.91±0.01 従来技術 50％ 691±13 100±0.01 ^★±標準誤差 本発明のセラミック構造体の実施例２の機械的性能は、本発明の構造体とおな じであるが被充填材料のない従来技術のセラミック構造体より低いが、本発明の 新規の構造体の重要な特徴は破損時に約50％の機械的性能を維持することにある 。これは図３（ａ）及び図３（ｂ）に示され、図３（ａ）に例示した本発明のセ ラミック構造体は、破損の後その構造の結合性を維持しているが、図３（ｂ）に 例示した従来技術のセラミック構造体は構造上の結合性を損なって相当な損傷を 表している。 被充填材料としては炭化珪素、アルミナ、黒鉛、サァファイア、 酸化イットリウムと酸化アルミニウムと酸化ガーネットとから成るＹＡＧ酸化物 、ムライト、窒化珪素及びそれらの混合物を挙げることができる。 本発明は好ましい実施の形態について詳細に説明してきたが、理解されるよう に、本発明の真の精神及び範囲から逸脱せずに種々の変形及び変更が成され得る 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．細長い平行な補強繊維とこれらの繊維内に配置された被充填材料の離間した 細長いストランドとを備えたセラミックマトリックスを有し、上記繊維が少なく とも20のアスペクト比をもつ直径1〜50ミクロンであり、上記ストランドの大き さ及び配置により上記繊維の相対間隔を調整したことを特徴とするセラミック構 造体。 ２．上記マトリックスが、窒化珪素、炭化珪素、シリカ、96％シリカと４％酸化 硼素、ジルコニア、チタニア、チタン酸ジルコニウム、ムライト、コーディエラ イト、及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求の範 囲１に記載のセラミック構造体。 ３．上記マトリックスが、セラミック材料から選択されることを特徴とする請求 の範囲１に記載のセラミック構造体。 ４．上記被充填材料が、上記マトリックスト同じ化学的組成のものであることを 特徴とする請求の範囲２に記載のセラミック構造体。 ５．上記繊維が、窒化硼素、炭素、及びそれらの混合物から成る群から選択した 厚さ0.05〜0.6ミクロンの被覆で被覆されていることを特徴とする請求の範囲２ に記載のセラミック構造体。 ６．20〜70容量％の上記繊維及び上記ストランドを含んでいることを特微とする 請求の範囲２に記載のセラミック構造体。 ７．20〜70容量％の上記繊維及び被充填材料の上記ストランドを含み、上記スト ランドが上記繊維に平行に配置した直径1〜50ミクロンのチャネルの外形をもち 、上記被充填材料が上記マトリッ クスと同じ化学的組成のものであることを特徴とする請求の範囲２に記載のセラ ミック構造体。 ８．上記繊維が直径5〜20ミクロンの炭化珪素であり、上記マトリックスがチタ ン酸ジルコニウムであり、また上記ストランドが直径5〜20ミクロンであること を特徴とする請求の範囲１に記載のセラミック構造体。 ９．補強繊維及び被充填材料のストランドを配置したセラミックマトリックスを 有し、上記マトリックスが、窒化珪素、炭化珪素、シリカ、96％シリカと４％酸 化硼素、ジルコニア、チタニア、チタン酸ジルコニウム、ムライト、コーディエ ライト、酸化物、ジルコニア、チタニア、チタン酸ジルコニウム、ムライト、コ ーディエライト及びこれらの混合物から成る群から選択され、上記繊維が、少な くとも50のアスペクト比をもち、直径5〜20ミクロンであり、そして炭化珪素、 アルミナ、黒鉛、サァファイア、酸化イットリウムと酸化アルミニウムと酸化ガ ーネット、窒化珪素及びそれらの混合物から成る群から選択され、上記繊維が、 窒化硼素、炭素、及びそれらの混合物から成る群から選択した被覆を備え、また 被充填材料が、窒化珪素、炭化珪素、シリカ、96％シリカと４％酸化硼素、ジル コニア、チタニア、チタン酸ジルコニウム、ムライト、コーディエライト、及び これらの混合物から成る群から選択されるこを特徴とする1000℃以上の温度で使 用するセラミック構造体。 10．上記繊維上の上記被覆の厚さが0.1〜0.3ミクロンであることを特徴とする請 求の範囲９に記載のセラミック構造体。 11．上記繊維が炭化珪素繊維であり、上記マトリックスがチタン 酸ジルコニウムであり、また上記被充填材料がチタン酸ジルコニウムであること を特徴とする請求の範囲10に記載のセラミック構造体。 12．被充填材料のない従来技術のセラミック構造体より優れた機械的性能をもつ ことを特徴とする請求の範囲９に記載のセラミック構造体。 13．強度及び（または）焼きならし破壊仕事量に関して破損の構造的結合を維持 することを特徴とする請求の範囲９に記載のセラミック構造体。 14．強度及び（または）焼きならし破壊仕事量に関して破損の構造的結合を40〜 70％維持することを特徴とする請求の範囲９に記載のセラミック構造体。 15． （ａ）細長い一時的及び補強繊維（繊維の直径１〜50ミクロン）のトウを互いに 平行に配列して繊維プレフォームを形成する段階、 （ｂ）繊維プレフォームをマトリックス先駆物質に接触させて繊維の周囲にマト リックス先駆物質を沈着させる段階、 （ｃ）マトリックス先駆物質から繊維プレフォームを除去して繊維をマトリック ス先駆物質で被覆する段階、 （ｄ）繊維プレフォームを乾燥して繊維上のマトリックス先駆物質を固化させ、 マトリックス先駆物質をマトリックス成形物に変換させる段階、 （ｅ）段階（ｃ）及び（ｄ）を繰返して繊維上にマトリックス先駆物質・成形物 を形成する段階、 （ｆ）繊維プレフォームを焼成して繊維上のマトリックス成形物を別のマトリッ クス成形物に変換させる段階、 （ｇ）繊維プレフォームから一時的繊維を除去して細長くて平行なチャネルを内 部に形成させる段階、 （ｈ）チャネルに材料を充填する段階、及び （ｉ）緻密化するために繊維プレフォームを熱圧してセラミックマトリックスに 配置した離間した被充填材と離間した繊維とを含むセラミック構造体を形成する 段階。 から成ることを特徴とするセラミック構造体の製造方法。 16．繊維プレフォームをマトリックス先駆物質に接触させる段階が、繊維プレフ ォームをマトリックス先駆物質に浸漬することにより実行されることを特徴とす る請求の範囲15に記載のセラミック構造体の製造方法。 17．上記一時的繊維を除去する段階が、200〜1000℃の酸化雰囲気中で1〜200時 間実施されることを特徴とする請求の範囲15に記載のセラミック構造体の製造方 法。 18．上記乾燥段階が、蒸気の存在の下で実施され、上記焼成段階が500〜700℃で 0.5〜２時間行われ、また上記熱圧の段階が圧力15〜35Pma、温度1200〜1300℃の 還元雰囲気の下で0.5〜２時間行われることを特徴とする請求の範囲17に記載の セラミック構造体の製造方法。 19．上記被充填材が、一時的繊維を除去した後繊維プレフォームをマトリックス 先駆物質と接触させることにより設けられることを特徴とする請求の範囲18に記 載のセラミック構造体の製造方法。 20．繊維プレフォームが少なくとも半硬質になった後に一時的繊維が除去され、 上記一時的繊維の除去段階が200〜800℃で20〜100時間実施されることを特徴と する請求の範囲19に記載のセラミック構造体の製造方法。