JP2015506892A - Cmc材料製の部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
複合材料製の部品を製造する方法であって、
‐繊維の構造体を作るステップであって、前記繊維の構造体の前記繊維が炭素繊維又はセラミック繊維であるステップと、
‐前記繊維に中間相の被膜を形成するステップであって、前記被膜が熱分解炭素(PyC)又はホウ素がドープされた炭素(BC)の少なくとも一つの層によって形成されているステップと、
‐成形設備を用いて前記繊維の構造体を成形して製造されるべき前記部品のための予備形状体を得るステップと、
‐前記成形設備において前記繊維の前記予備形状体を補強するステップと、
‐前記中間相に第一マトリクス相を形成するステップであって、前記第一マトリクス相は、熱分解炭素(PyC)及びホウ素がドープされた炭素(BC)から選ばれる材料の一つ以上の層と交互に重なっている自己修復性の材料の複数の層を備え、前記自己修復性の材料の複数の層と前記熱分解炭素(PyC)又は前記ホウ素がドープされた炭素(BC)の層とをCVIによって形成して、部分的に密度が高められ補強された予備形状体を得るステップと、
‐前記成形設備から前記予備形状体を取り出した後、前記部分的に密度が高められ補強された予備形状体の内部に、炭素及び/又はセラミックの粉を分散させ、かつ、溶融シリコン又はシリコンが主成分である液体組成物を浸潤させることによってさらに密度を高めるステップと、を備えた
方法によって達成される。
Claims (12)
- 少なくとも一部がセラミックでできたマトリクスを有する複合材料製の部品を製造する方法であって、
‐繊維の構造体を作るステップであって、前記繊維の構造体の前記繊維が炭素繊維又はセラミック繊維であるステップと、
‐前記繊維に中間相の被膜を形成するステップであって、前記被膜が熱分解炭素(PyC)又はホウ素がドープされた炭素(BC)の少なくとも一つの層によって形成されているステップと、
‐成形設備を用いて前記繊維の構造体を成形して製造されるべき前記部品のための予備形状体を得るステップと、
‐前記成形設備において前記繊維の前記予備形状体を補強するステップと、
‐前記中間相に第一マトリクス相を形成するステップであって、前記第一マトリクス相は、熱分解炭素(PyC)及びホウ素がドープされた炭素(BC)から選ばれる材料の一つ以上の層と交互に重なっている自己修復性の材料の複数の層を備え、前記自己修復性の材料の複数の層と前記熱分解炭素(PyC)又は前記ホウ素がドープされた炭素(BC)の層とをCVIによって形成して、部分的に密度が高められ補強された予備形状体を得るステップと、
‐前記成形設備から前記予備形状体を取り出した後、前記部分的に密度が高められ補強された予備形状体の内部に、炭素及び/又はセラミックの粉を分散させ、かつ、溶融シリコン又はシリコンが主成分である液体組成物を浸潤させることによってさらに密度を高めるステップと、を備えた
方法。 - 前記第一マトリクス相における前記自己修復性の材料の各層の材料が、Si−B−C三成分系及び炭化ホウ素から選ばれる、請求項1に記載の方法。
- 前記第一マトリクス相における、前記自己修復性の材料の前記複数の層とPyC又はBCの層とを加えた全体の厚みは、500nm〜30μmの範囲に収まる、請求項1又は2に記載の方法。
- 第一マトリクス相の形成は、ホウ素を含まないセラミック材料の少なくとも一つの層の形成によって完結し、当該層は自己修復性の材料の最後の層に形成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- ホウ素を含まない前記セラミック材料の層は、少なくとも500nmの厚みを有する、請求項4に記載の方法。
- ホウ素を含まない前記セラミック材料の層は、炭化ケイ素(SiC)又は窒化ケイ素(Si3N4)でできている、請求項4又は5に記載の方法。
- 補強された前記繊維の予備形状体を作るステップは、前記繊維の構造体を成形し、かつ、化学気相浸潤法によって前記予備形状体の繊維に前記中間相の被膜を形成することによって、前記繊維の前記予備形状体を形成するステップと、その後に前記第一マトリクス相を形成するステップとを備え、前記中間相の被膜及び前記第一マトリクス相が前記予備形状体を補強するために十分な全体厚さを有するように形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記予備形状体の前記繊維に前記中間相を形成するステップは、第一の中間相の層を形成する第一ステップ及び第二の中間相の層を形成する第二ステップを備え、前記第一ステップと前記第二ステップとは、前記予備形状体を補強するステップによって分離されており、前記予備形状体を補強するステップは、炭素又はセラミックの前駆物質である樹脂を含む液体組成物を含浸させるステップと、前記予備形状体を設備において成形するステップと、前記樹脂を重合させるステップと、前記樹脂を炭素又はセラミックに変化させるステップとを備え、前記予備形状体が少なくとも前記樹脂が重合するまで前記成形設備に保持されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記繊維の前記予備形状体は、三次元織又は多層織によって単一のピースとして作られた繊維の構造体から形成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記炭素及び/又はセラミックの粉は、液体のビヒクルに懸濁している粉を含む泥漿を含浸させることによって、補強された前記繊維の前記予備形状体の内部に分散されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 炭素又はセラミックの前駆物質である樹脂に分散された前記炭素及び/又はセラミックの粉を含む液体組成物を用いて、補強された前記繊維の前記予備形状体の内部で前記炭素及び/又はセラミックの粉が分散されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記シリコンが主成分である液体組成物は、ホウ素B、チタンTi、及びモリブデンMoから選ばれる少なくとも一つの元素をさらに含んでいる、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
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