JP2014134159A - セラミックス基複合部材 - Google Patents

Abstract

【課題】タービン動翼として使用可能な強度を備えるセラミックス基複合部材の提供。
【解決手段】タービン動翼として用いるセラミック基複合部材であって、翼部とその端部に配置されるダブテール部とを備え、前記翼部を構成するセラミックス繊維織物である翼部用繊維織物と、前記ダブテール部を構成するセラミックス繊維織物であるダブテール用繊維織物とを含み、前記翼部用繊維織物と前記ダブテール用繊維織物とが特定方向において連続繊維からなり繋がっており、前記ダブテール用繊維織物の一部である前記連続繊維は、前記ダブテール部の特定方向の断面において、層状に配置され、さらに少なくとも一部は放射状に配置されていて、前記翼部用繊維織物および前記ダブテール用繊維織物を型に組み付けて一体に成形し、得られた成形体にセラミックスマトリックスを含浸してなる、セラミックス基複合部材。
【選択図】図１

Description

本発明はセラミックス基複合部材に関する。

ジェットエンジン部品等には、その使用時において、遠心力などの一定方向への強い応力が加わるものがある。そのような部品には耐熱性に加えて特に高い強度が要求されるので、通常、金属材料を用いて製造される。例えば、図８（ａ）は、一般的な航空機用ターボファンエンジンの概略斜視図であり、図８（ｂ）は、そのタービン動翼の一部を拡大した概略図であるが、エンジンの駆動時にタービン動翼には翼部の長手方向へ強い遠心力がかかるので、通常、タービン動翼はＮｉ基合金等から製造される。また、図８（ｂ）に示すように、タービン動翼１００は翼部１０２と、翼部１０２の外側端部のチップシュラウド部１０４と、翼部１０２の内側端部のダブテール部１０６と、翼部１０２における翼面に対して垂直方向へ伸びるプラットフォーム部１０８とを備える。このようにタービン動翼１００は比較的複雑な形状を有するものであるものの、Ｎｉ基合金等の金属材料を用いて鋳込むことで、比較的容易に製造することができる。

そして、近年、セラミックス繊維とセラミックスマトリックスとからなるセラミックス基複合部材（ＣＭＣ）のジェットエンジン部品への適用が期待されている。セラミックス基複合部材は軽量で耐熱性に優れるため、ジェットエンジン部品に利用することができれば、エンジンの重量削減および燃料消費率の低減が期待できる。

従来、このようなセラミックス基複合材料を適用したジェットエンジン用部品やその製造方法がいくつか提案されている（例えば特許文献１、２）。

米国特許第７５１０３７９号明細書 米国特許出願公開第２００９／０１６５９２４号明細書

しかしながら特許文献１、２に記載のような従来のセラミックス基複合部材を、タービン動翼として用いるためには強度が不十分であった。

本発明はこのような課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、タービン動翼として使用可能な強度を備えるセラミックス基複合部材を提供することを目的とする。

本発明者は鋭意検討し、上記の課題を解決するセラミックス基複合部材を見出し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（６）である。
（１）タービン動翼として用いるセラミック基複合部材であって、
翼部とその端部に配置されるダブテール部とを備え、
前記翼部を構成するセラミックス繊維織物である翼部用繊維織物と、前記ダブテール部を構成するセラミックス繊維織物であるダブテール用繊維織物とを含み、
前記翼部の長手方向をＸ方向、前記ダブテール部における正面から背面に向かう方向であって前記Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に垂直な方向をＺ方向とした場合に、前記翼部用繊維織物と前記ダブテール用繊維織物とがＸ方向において連続繊維からなり繋がっており、
前記ダブテール用繊維織物の一部である前記連続繊維は、前記ダブテール部のＸおよびＺ方向の平面と平行な断面において、層状に配置され、さらに少なくとも一部は放射状に配置されていて、
前記翼部用繊維織物および前記ダブテール用繊維織物を型に組み付けて一体に成形し、得られた成形体にセラミックスマトリックスを含浸してなる、セラミックス基複合部材。
（２）前記翼部用繊維織物が三次元構造をなしている、上記（１）に記載のセラミックス基複合部材。
（３）ＸおよびＹ方向の平面と平行に配置される板状の繊維織物または繊維束が、前記ダブテール用繊維織物の一部を構成する、上記（１）または（２）に記載のセラミックス基複合部材。
（４）前記Ｙ方向に配置される繊維が、前記ダブテール用繊維織物の一部を構成する、上記（１）または（２）に記載のセラミックス基複合部材。
（５）前記ダブテール部における前記翼部の側の端部において前記ダブテール用繊維織物を構成するＸ方向の繊維とＹ方向の繊維との体積比が１：２〜３：１であり、逆側の端部において前記ダブテール用繊維織物を構成するＸ方向の繊維とＹ方向の繊維との体積比が１：５〜１：０である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のセラミックス基複合部材。
（６）前記ダブテール部のＸおよびＺ方向の平面と平行な断面において層状に配置されている前記連続繊維において、前記ダブテール部の中心側の層が放射状に配置され、表面側の層は表面に平行に配置されていて、その表面側に配置された層の数が、全層数の２０〜５０％である、上記（１）〜（５）のいずれかに記載のセラミックス基複合部材。

本発明によれば、タービン動翼として使用可能な強度を備えるセラミックス基複合部材を提供することができる。

本発明の複合部材の好適態様の概略斜視図である。 連続繊維の構造を説明するための概略断面図である。 連続繊維の構造を説明するための別の概略断面図である。 連続繊維の構造を説明するためのさらに別の概略断面図である。 三次元繊維織物を説明するための概略図である。 本発明の複合部材におけるダブテール用繊維織物の好ましい構造を説明するための概略図である。 本発明の複合部材におけるダブテール用繊維織物の好ましい構造を説明するための別の概略図である。 従来のタービン動翼を説明するための概略斜視図である。

本発明について説明する。
本発明は、タービン動翼として用いるセラミック基複合部材であって、翼部とその端部に配置されるダブテール部とを備え、前記翼部を構成するセラミックス繊維織物である翼部用繊維織物と、前記ダブテール部を構成するセラミックス繊維織物であるダブテール用繊維織物とを含み、前記翼部の長手方向をＸ方向、前記ダブテール部における正面から背面に向かう方向であって前記Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に垂直な方向をＺ方向とした場合に、前記翼部用繊維織物と前記ダブテール用繊維織物とがＸ方向において連続繊維からなり繋がっており、前記ダブテール用繊維織物の一部である前記連続繊維は、前記ダブテール部のＸおよびＺ方向の平面と平行な断面において、層状に配置され、さらに少なくとも一部は放射状に配置されていて、前記翼部用繊維織物および前記ダブテール用繊維織物を型に組み付けて一体に成形し、得られた成形体にセラミックスマトリックスを含浸してなる、セラミックス基複合部材である。
このようなセラミックス基複合部材を、以下では「本発明の複合部材」ともいう。
またこのとき、正面とはエンジン回転軸方向から見てエンジン正面、すなわち上流側、背面とは同様にエンジン背面、すなわち下流側を指す。

本発明の複合部材について説明する。
本発明の複合部材はタービン動翼として用いるセラミックス基複合材料であって、翼部とその端部に配置されるダブテール部とを備えるものであるが、図１に示すような外形のものであることが好ましい。

図１は本発明の複合材料の好適例であるタービン動翼の概略斜視図である。
本発明の複合部材は、図１に示すように、通常のタービン動翼（例えば図８に示したもの）と同様の外形であってよい。図１に示すタービン動翼１（本発明の複合部材）は、翼部２と、翼部２の外側端部のチップシュラウド部４と、翼部２の内側端部のダブテール部６と、翼部２における翼面に対して垂直方向へ伸びるプラットフォーム部８とを備える。また、図１はダブテール部６がディスク部９に嵌められた状態を示している。このようなタービン動翼１は、その使用時においてディスク部９が回転することで、翼部２の長手方向へ強い遠心力がかかる。

本発明の複合部材であるタービン動翼１は、翼部２を構成するセラミックス繊維織物である翼部用繊維織物と、ダブテール部６を構成するセラミックス繊維織物であるダブテール用繊維織物とを含む。タービン動翼１は、前記翼部用繊維織物および前記ダブテール用繊維織物を型に組み付けて一体に成形した後、得られた成形体にセラミックスマトリックスを含浸してなるものであるので、タービン動翼１は、その内部に前記翼部用繊維織物および前記ダブテール用繊維織物を含む。
なお、本発明の複合部材において、翼部用繊維織物とは翼部の内部に位置する繊維織物を意味し、ダブテール用繊維織物とはダブテール部の内部に位置する繊維織物を意味する。すなわち、翼部用繊維織物とダブテール用繊維織物とは一部が前記連続繊維によって繋がっているものの、存在する位置によって区別するものとする。

次に、本発明の複合部材に含まれる翼部用繊維織物およびダブテール用繊維織物の構造について説明する。
図１に示すように、タービン動翼１における翼部２の長手方向をＸ方向、ダブテール部６における正面から背面に向かう方向であって前記Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に垂直な方向をＺ方向とする。
すなわち、Ｘ方向は、図１に示すように、ダブテール部６をディスク部９に嵌めて回転した場合に遠心力が加わる方向と平行な方向である。
また、Ｙ方向は、図１に示すように、ダブテール部６をディスク部９に嵌めて回転した場合の、ディスク部９の回転軸（図１には示していない）に平行な方向である。

このようにＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定めた場合に、前記翼部用繊維織物と前記ダブテール用繊維織物とがＸ方向において連続繊維からなり繋がっている。そして、前記ダブテール用繊維織物の一部である前記連続繊維は、前記ダブテール部をＸおよびＺ方向の平面と平行な断面において、層状に配置され、さらに少なくとも一部は放射状に配置されている。

図２は、本発明の好適態様であるタービン動翼１におけるＸおよびＺ方向の平面と平行な断面（すなわち、Ｙ方向に法線を有する面に平行な断面）において、Ｘ方向に配置される連続繊維のみを示す図である。図２においてＸ方向以外に配置される繊維およびセラミックスマトリックスは記載を省略している。また、連続繊維はＺ方向における中心から右側のみを示しているが、左右対称の構造であってよい。図２に示す連続繊維の構造の態様を、以下では「態様１」ともいう。

なお、本発明の複合部材における翼部用繊維織物およびダブテール用繊維織物の構造は図２に示す態様１の態様に限定されず、後述する態様２または態様３であることが好ましい。

態様１では、図２に示すように、翼部２を構成する翼部用繊維織物およびダブテール部６を構成するダブテール用繊維織物の各々において、Ｘ方向の繊維は連続繊維１０からなり繋がっていて、図２に示すダブテール部の断面（Ｘ−Ｚ面に平行な断面）において、層状かつ放射状に配置されている。
ここで層状とは、図２に示すような状態であり、連続繊維１０同士が交差していないことを意味するものとする。ただし連続繊維１０同士は図２に示すような断面において部分的に接していてもよい。
また、放射状とは、図２においてＺ方向に平行な任意の線（図２においては点線Ｌａ、点線Ｌｂで示している。また、図２では仮に２本の点線を示しているが、本数は限定されない。）と連続繊維１０との交点の間隔が等間隔となるように配置されている状態を意味するものとする。すなわち、図２に示した任意の点線Ｌａと連続繊維１０との交点であるＰ_ａ１、Ｐ_ａ２・・・・Ｐ_ａｎにおける間隔（Ｐ_ａ１とＰ_ａ２との間隔、Ｐ_ａ２とＰ_ａ３との間隔、・・・Ｐ_{ａ（ｎ−１）}とＰ_ａｎとの間隔）が等しくなる。また、図２に示した任意の点線Ｌｂと連続繊維１０との交点であるＰ_ｂ１、Ｐ_ｂ２・・・・Ｐ_ｂｎにおける間隔（Ｐ_ｂ１とＰ_ｂ２との間隔、Ｐ_ｂ２とＰ_ｂ３との間隔、・・・Ｐ_{ｂ（ｎ−１）}とＰ_ｂｎとの間隔）が等しくなる。

次に、態様１とは別の態様について説明する。
図３は、本発明の好適態様であるタービン動翼１におけるＸおよびＺ方向の平面と平行な断面（すなわち、Ｙ方向に法線を有する面に平行な断面）において、Ｘ方向に配置される連続繊維のみを示す別の図である。図３においてＸ方向以外に配置される繊維およびセラミックスマトリックスは記載を省略している。また、図２の場合と同様に、連続繊維は中心から右側のみを示している。図３に示す連続繊維の構造の態様を、以下では「態様２」ともいう。

態様２では、図３に示すダブテール部の断面（Ｘ−Ｚ面に平行な断面）において、連続繊維１０´は、前述の態様１と同様に層状に配置されている。
そして、連続繊維１０´はダブテール部６における中心側の層が放射状に配置され、表面側の層は最表面に平行に配置されている。
つまり、ダブテール部６の中心側の層は、図３においてＺ方向に平行な任意の線（図３においては点線Ｌｃ、点線Ｌｄで示している。また、図３では仮に２本の点線を示しているが、本数は限定されない。）と連続繊維１０´との交点の間隔が等間隔となるように配置されている。すなわち、図３に示した任意の点線Ｌｃと連続繊維１０´との交点であるＰ_ｃ１、Ｐ_ｃ２・・・・Ｐ_ｃｋにおける間隔（Ｐ_ｃ１とＰ_ｃ２との間隔、Ｐ_ｃ２とＰ_ｃ３との間隔、・・・Ｐ_{ｃ（ｋ−１）}とＰ_ｃｋとの間隔）が等しくなる。また、図３に示した任意の点線Ｌｄと連続繊維１０´との交点であるＰ_ｄ１、Ｐ_ｄ２・・・・Ｐ_ｄｋにおける間隔（Ｐ_ｄ１とＰ_ｄ２との間隔、Ｐ_ｄ２とＰ_ｄ３との間隔、・・・Ｐ_{ｄ（ｋ−１）}とＰ_ｄｋとの間隔）が等しくなる。
そして、ダブテール部６の表面側（外側）の層は、最表面に平行に配置されている。すなわち、図３に示した任意の点線Ｌｃと連続繊維１０´との交点であるＰ_ｃｋ、Ｐ_{ｃ（ｋ＋１）}・・・・Ｐ_ｃｎにおける間隔、および、任意の点線Ｌｄと連続繊維１０´との交点であるＰ_ｄｋ、Ｐ_{ｄ（ｋ＋１）}・・・・Ｐ_ｄｎにおける間隔（Ｐ_ｃｋとＰ_{ｃ（ｋ＋１）}との間隔、Ｐ_{ｃ（ｋ＋１）}とＰ_{ｃ（ｋ＋２）}との間隔、・・・Ｐ_{ｃ（ｎ−１）}とＰ_ｃｎとの間隔、および、Ｐ_ｄｋとＰ_{ｄ（ｋ＋１）}との間隔、Ｐ_{ｄ（ｋ＋１）}とＰ_{ｄ（ｋ＋２）}との間隔、・・・Ｐ_{ｄ（ｎ−１）}とＰ_ｄｎとの間隔）が、全て等しくなる。

次に、態様１、態様２とは別の態様について説明する。
図４は、本発明の好適態様であるタービン動翼１におけるＸおよびＺ方向の平面と平行な断面（すなわち、Ｙ方向に法線を有する面に平行な断面）において、Ｘ方向に配置される連続繊維のみを示す別の図である。図４においてＸ方向以外に配置される繊維およびセラミックスマトリックスは記載を省略している。また、図２、図３の場合と同様に、連続繊維は中心から右側のみを示している。図４に示す連続繊維の構造の態様を、以下では「態様３」ともいう。

態様３では、図４に示すダブテール部の断面（Ｘ−Ｚ面に平行な断面）において、連続繊維１０´´は、前述の態様１および態様２と同様に層状に配置されている。
そして、連続繊維１０´´はダブテール部６における中心側の層は中心側ほど層間が狭くなるように配置され、表面側の層は最表面に平行に配置されている。
つまり、ダブテール部６の中心側の層は、図４においてＺ方向に平行な任意の線（図４においては点線Ｌｅ、点線Ｌｆで示している。また、図４では仮に２本の点線を示しているが、本数は限定されない。）と連続繊維１０´´との交点の間隔が、中心側ほど狭くなるように配置されている。すなわち、図４に示した任意の点線Ｌｅと連続繊維１０´´との交点であるＰ_ｅ１、Ｐ_ｅ２・・・・Ｐ_ｅｋにおける間隔（Ｐ_ｅ１とＰ_ｃ２との間隔、Ｐ_ｅ２とＰ_ｅ３との間隔、・・・Ｐ_{ｅ（ｋ−１）}とＰ_ｅｋとの間隔）は、Ｐ_ｅ１とＰ_ｃ２との間隔≦Ｐ_ｅ２とＰ_ｅ３との間隔≦・・・≦Ｐ_{ｅ（ｋ−１）}とＰ_ｅｋとの間隔、となっている。また、図４に示した任意の点線Ｌｆと連続繊維１０´´との交点であるＰ_ｆ１、Ｐ_ｆ２・・・・Ｐ_ｆｋにおける間隔（Ｐ_ｆ１とＰ_ｆ２との間隔、Ｐ_ｆ２とＰ_ｆ３との間隔、・・・Ｐ_{ｆ（ｋ−１）}とＰ_ｆｋとの間隔）は、Ｐ_ｆ１とＰ_ｆ２との間隔≦Ｐ_ｆ２とＰ_ｆ３との間隔≦・・・≦Ｐ_{ｆ（ｋ−１）}とＰ_ｆｋとの間隔、となっている。
そして、ダブテール部６の表面側（外側）の層は、最表面に平行に配置されている。すなわち、図４に示した任意の点線Ｌｅと連続繊維１０´´との交点であるＰ_ｅｋ、Ｐ_{ｅ（ｋ＋１）}・・・・Ｐ_ｅｎにおける間隔、および、任意の点線Ｌｆと連続繊維１０´´との交点であるＰ_ｆｋ、Ｐ_{ｆ（ｋ＋１）}・・・・Ｐ_ｆｎにおける間隔（Ｐ_ｅｋとＰ_{ｅ（ｋ＋１）}との間隔、Ｐ_{ｅ（ｋ＋１）}とＰ_{ｅ（ｋ＋２）}との間隔、・・・Ｐ_{ｅ（ｎ−１）}とＰ_ｅｎとの間隔、および、Ｐ_ｆｋとＰ_{ｆ（ｋ＋１）}との間隔、Ｐ_{ｆ（ｋ＋１）}とＰ_{ｆ（ｋ＋２）}との間隔、・・・Ｐ_{ｆ（ｎ−１）}とＰ_ｆｎとの間隔）が、全て等しくなる。

さらに、態様２または態様３では、表面側（外側）に配置された層の数が、全層数の２０〜５０％となる。すなわち、図３または図４に示した態様の場合であれば、全層数（ｎ×２−１）に対して表面に平行に配置された層の数（（ｎ−ｋ＋１）×２）の百分率（（ｎ−ｋ＋１）×２／（ｎ×２−１）×１００）は、２０〜５０％であることが好ましい。

本発明の複合部材がこのような好ましい態様である態様２または態様３であると、前述の態様１の場合よりも、さらに強度がより高まり好ましい。

次に、本発明の複合部材における翼部用繊維織物の構造について説明する。
本発明の複合部材において翼部用繊維織物は、前述の連続繊維を含み、図５に示すような三次元構造を備えていることが好ましい。図５は、本発明の複合部材において翼部用繊維織物の構造の好適例を示す概略斜視図である。
三次元構造の繊維織物は、例えば、セラミックス繊維を数百〜数千本程度束ねて繊維束とした後、この繊維束を三次元方向（ｘｙｚ方向。これらの方向は、前述のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同じであっても、異なってもよい。）に織ることによって得られる。具体的には、例えば、繊維束をｘ方向およびそれに垂直なｙ方向に配置してなる層を複数枚得た後、各層を重ね、その厚み方向（ｚ方向）に別の繊維束によって縫うことで、三次元構造の繊維織物を得ることができる。
なお、翼部用繊維織物として用いるセラミックス繊維織物は、三次元構造を備えるものでなくてもよいし、部分的に三次元構造を備えるものであってもよい。

次に、本発明の複合部材におけるダブテール用繊維織物の構造について説明する。
本発明の複合部材においてダブテール用繊維織物は、ＸおよびＹ方向の平面（Ｘ−Ｙ平面）と平行に配置される板状の繊維織物が、前記ダブテール用繊維織物の一部を構成するものであることが好ましい。
このような態様のダブテール用繊維織物について、図６を用いて説明する。
図６（ａ）は、図１を用いて説明したものと同様のタービン動翼であって、そのダブテール部６とそれに繋がっている翼部２とのみを拡大した概略斜視図である。また、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。なお、図６においてセラミックスマトリックスは記載を省略している。また、連続繊維はＺ方向における中心から右側のみを示しているが、左右対称の構造であってよい。

板状の繊維織物２０は、ＸおよびＹ方向の平面（すなわちＺ方向の法線を有する平面）と平行に配置される。また、Ｘ方向の長さが異なる複数の繊維織物２０を、図６に示すように、Ｘ方向に配置される連続繊維１０の層の間に階段状に配置することで、ダブテール部の外形を得ることができる。ここで、連続繊維１０の１つの層間に装入する板状の繊維織物２０の数は限定されない。

また、本発明の複合部材においてダブテール用繊維織物は、ＸおよびＹ方向の平面（Ｘ−Ｙ平面）と平行に配置される板状の繊維束が、前記ダブテール用繊維織物の一部を構成するものであることが好ましい。すなわち、上記の板状の繊維織物の代わりに、板状の繊維束を用いることが好ましい。板状の繊維束とは、繊維束からなるが織物には該当しないものを意味する。例えば、１つの方向のみに配置された繊維束をポリマー等によって固定したものが挙げられる。

また、本発明の複合部材においてダブテール用翼部用繊維織物は、前記Ｙ方向に配置される繊維が、前記ダブテール用繊維織物の一部を構成するものであることが好ましい。
このような態様のダブテール用繊維織物について、図７を用いて説明する。
図７（ａ）は、図１を用いて説明したものと同様のタービン動翼であって、そのダブテール部とそれに繋がっている翼部とのみを拡大した概略斜視図である。また、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。なお、図７においてセラミックスマトリックスは記載を省略している。また、連続繊維はＺ方向における中心から右側のみを示しているが、左右対称の構造であってよい。

繊維３０は、その長手方向がＹ方向に平行となるように配置される。さらに、図７に示すように、Ｘ方向に配置される繊維３０の数を調整して配置することで、ダブテール部の外形を得ることができる。具体的には、図７に示すように、ダブテール部の端部（下部）へ向かうに従って繊維３０の数が徐々に増加するように配置することで、ダブテール部の外形を得ることができる。ここで、ダブテール部の端部（下部）へ向かうに従って、太い繊維３０を配置しても、同様にダブテール部の外形を得ることができる。

また、図６および図７に示した好適態様の場合、ダブテール部６における翼部２の側の端部（図６および図７において６１で示す部分。具体的にはダブテール部６のＸ方向の長さにおける端部の１０％の長さの部分を意味するものとする。）において、ダブテール用繊維織物を構成するＸ方向の繊維とＹ方向の繊維との体積は、同じか、またはＸ方向の繊維の方が多くなることが好ましい。また、具体的に、ダブテール用繊維織物を構成するＸ方向の繊維とＹ方向の繊維との体積比が１：２〜３：１であることがより好ましく、１：１〜２：１であることがさらに好ましい。

これに加えて、ダブテール部６における逆側の端部（図６および図７において６２で示す部分。具体的にはダブテール部６のＸ方向の長さにおける端部の１０％の長さの部分を意味するものとする。）において、ダブテール用繊維織物を構成するＸ方向の繊維とＹ方向の繊維との体積比が１：５〜１：０であることがより好ましい。

本発明の複合部材がこのような好ましい態様であると、さらに強度がより高まり好ましい。

本発明の複合材料において用いる前記翼部用繊維織物および前記ダブテール用繊維織物として用いるセラミックス繊維の材質や太さ等は特に限定されない。例えばＳｉＣ、Ｃ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₂Ｏ₃、ＢＮなどからなるセラミックス繊維を用いることができる。また、セラミックス繊維の太さは従来公知のセラミックス繊維と同様であってよく、例えば数μｍ〜数十μｍ程度であってよい。

前記連続繊維によって連結している前記翼部用繊維織物および前記ダブテール用繊維織物を得た後、得られた繊維織物を型に組みつけて一体に成形する。例えば６分割程度の型に繊維織物を組み付けて成形する。型は内部形状が、求める成形体の形状となっており、繊維織物を型に沿って変形させて組み付けることで、型の内部で繊維織物を一体に成形することができる。
このようにして得た成形体に気体からの化学反応や固体粉末をスラリー状にして流し込み焼結させる等の方法でセラミックスマトリックスを形成する。
例えば、型の内部で一体となった前記成形体をチャンバーの中で原料ガスに曝して化学反応によって前記成形体の表面にマトリックスを析出させる方法や、一体となった前記成形体に原料粉末固体をスラリー状にして含浸し、焼結する方法が挙げられる。
このようにして本発明の複合材料を得ることができる。

１ タービン動翼（本発明の複合部材）
２ 翼部
４ チップシュラウド部
６ ダブテール部
８ プラットフォーム部
９ ディスク部
１０、１０´、１０´´ 連続繊維
２０ 繊維
３０ 板状の繊維織物
１００ タービン動翼
１０２ 翼部
１０４ チップシュラウド部
１０６ ダブテール部
１０８ プラットフォーム部

Claims (6)

1. タービン動翼として用いるセラミック基複合部材であって、
   翼部とその端部に配置されるダブテール部とを備え、
   前記翼部を構成するセラミックス繊維織物である翼部用繊維織物と、前記ダブテール部を構成するセラミックス繊維織物であるダブテール用繊維織物とを含み、
   前記翼部の長手方向をＸ方向、前記ダブテール部における正面から背面に向かう方向であって前記Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に垂直な方向をＺ方向とした場合に、前記翼部用繊維織物と前記ダブテール用繊維織物とがＸ方向において連続繊維からなり繋がっており、
   前記ダブテール用繊維織物の一部である前記連続繊維は、前記ダブテール部のＸおよびＺ方向の平面と平行な断面において、層状に配置され、さらに少なくとも一部は放射状に配置されていて、
   前記翼部用繊維織物および前記ダブテール用繊維織物を型に組み付けて一体に成形し、得られた成形体にセラミックスマトリックスを含浸してなる、セラミックス基複合部材。
2. 前記翼部用繊維織物が三次元構造をなしている、請求項１に記載のセラミックス基複合部材。
3. ＸおよびＹ方向の平面と平行に配置される板状の繊維織物または繊維束が、前記ダブテール用繊維織物の一部を構成する、請求項１または２に記載のセラミックス基複合部材。
4. 前記Ｙ方向に配置される繊維が、前記ダブテール用繊維織物の一部を構成する、請求項１または２に記載のセラミックス基複合部材。
5. 前記ダブテール部における前記翼部の側の端部において前記ダブテール用繊維織物を構成するＸ方向の繊維とＹ方向の繊維との体積比が１：１〜３：１であり、逆側の端部において前記ダブテール用繊維織物を構成するＸ方向の繊維とＹ方向の繊維との体積比が１：５〜１：０である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセラミックス基複合部材。
6. 前記ダブテール部のＸおよびＺ方向の平面と平行な断面において層状に配置されている前記連続繊維において、前記ダブテール部の中心側の層が放射状に配置され、表面側の層は表面に平行に配置されていて、その表面側に配置された層の数が、全層数の２０〜５０％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセラミックス基複合部材。

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