JP2016141583A - 流体用整流部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】セラミック繊維の密度を調整することにより、重量増を抑えて表面の強度が十分な構造の流体用整流部材を提供する。【解決手段】流体用整流部材１０Ａは、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａを有する。筒状部２０Ａは、内層のセラミック繊維層２２と最表層のセラミック繊維層２２とからなる支持材と、支持材を覆うセラミックマトリックスとを有する。流体用整流部材１０Ａの最外層セラミック繊維層２２２のストランド間密度は、最外層セラミック繊維層２２２の内層の内層セラミック繊維層２２３のストランド間密度よりも高密度である。このため、流体用整流部材１０Ａの表面の強度を増すことができる。また、ストランド２１は単位セラミック繊維を束ねて構成されているので、束ねる単位セラミック繊維の本数を変えることによりストランド２１の外径や強度を調整してストランド間密度を容易に高密度にすることができる。【選択図】図４
Description
本発明は、繊維強化セラミック複合材料を用いた流体用整流部材に関する。
繊維強化セラミック複合材料は、耐熱性、強度、靱性を備えているので、様々な分野で利用されている。
繊維強化セラミック複合材料の用途として、高い耐熱性、強度を利用して、高温、高速の流体の流体用整流部材として用いられている。
繊維強化セラミック複合材料は、セラミックよりなる母材（マトリックス）に、骨材としてセラミック繊維を加えた材料である。母材であるセラミックは、耐熱性、強度を備えているものの、弾性率が高いセラミック材料の特徴により脆い素材である。繊維強化セラミック複合材料は、さらにセラミック繊維を複合させることによってセラミックの母材の弱点である脆性を改良した素材である。
繊維強化セラミック複合材料の用途として、高い耐熱性、強度を利用して、高温、高速の流体の流体用整流部材として用いられている。
繊維強化セラミック複合材料は、セラミックよりなる母材（マトリックス）に、骨材としてセラミック繊維を加えた材料である。母材であるセラミックは、耐熱性、強度を備えているものの、弾性率が高いセラミック材料の特徴により脆い素材である。繊維強化セラミック複合材料は、さらにセラミック繊維を複合させることによってセラミックの母材の弱点である脆性を改良した素材である。
特許文献１は、繊維強化セラミック複合材料の１つである炭素繊維強化炭素複合材料よりなる炭素部品が記載されている。この炭素部品は、炭素繊維を層状に堆積させた堆積層からなる基材と、その基材の表面を覆う高純度かつ硬質の物質からなる被覆層とからなることを特徴とする炭素部品であり、具体的には、半導体製造装置用のガス整流部材について記載されている。
このガス整流部材は、半導体製造装置において、導入部を介して導入される不活性ガスを整流して石英るつぼ内にそれを確実に導くための部材である。
このガス整流部材は、半導体製造装置において、導入部を介して導入される不活性ガスを整流して石英るつぼ内にそれを確実に導くための部材である。
この炭素部品は、炭素繊維が液体中に懸濁するスラリーを吸引成形し、乾燥、焼成、純化した後に、表面に熱分解炭素からなる被覆層を形成する被覆層形成工程を経て、製造されている。
このため、耐熱性、強度、化学的安定性を有している上に、半導体に対して不純物となる元素が含まれていないので、半導体製造装置用のガス整流部材として好適に用いられている。
このため、耐熱性、強度、化学的安定性を有している上に、半導体に対して不純物となる元素が含まれていないので、半導体製造装置用のガス整流部材として好適に用いられている。
しかしながら、前述した炭素部品（繊維強化セラミック複合材料）は、積層構造の全ての層で同じ密度（間隔）で糸を巻き付けていくと、特に流体と接触する可能性がある最表層において糸の密度が小さく強度が不十分である場合が生じるおそれがある。このような場合には、流体に近い層の糸は、ダメージを受けて破損していく。
逆に、全体で糸の密度が大きく強度が過剰であると、流体に近い層の糸の破損は防止できるが、流体から遠い層の糸の強度が無駄になるとともに、全体として無駄に重くなる。
逆に、全体で糸の密度が大きく強度が過剰であると、流体に近い層の糸の破損は防止できるが、流体から遠い層の糸の強度が無駄になるとともに、全体として無駄に重くなる。
本発明では、前記課題を鑑み、セラミック繊維の密度を調整することにより、重量増を抑えて表面の強度が十分な構造の流体用整流部材を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための本発明の流体用整流部材は、中心軸を包囲する筒状部を有する流体用整流部材であって、前記筒状部は、内層のセラミック繊維層と最表層のセラミック繊維層とからなる支持材と、前記支持材を覆うセラミックマトリックスと、からなり、前記セラミック繊維層を複数の単位セラミック繊維を束ねたストランドで構成するとともに、前記支持材の外側面および／または内側面における最表層の最表層セラミック繊維層における前記ストランドの軸線間の距離であるストランド間密度は、前記最表層セラミック繊維層の内層の内層セラミック繊維層のストランド間密度よりも高密度である。
流体用整流部材は、中心軸を包囲する筒状部を有する。筒状部は、内層のセラミック繊維層と最表層のセラミック繊維層とからなる支持材と、支持材を覆うセラミックマトリックスとを有する。最表層セラミック繊維層あるいは内層セラミック繊維層は、複数の単位セラミック繊維を束ねたストランドで構成されている。すなわち、ストランドは、単位セラミック繊維を束ねた繊維束であり、ストランドを用いて最表層セラミック繊維層あるいは内層セラミック繊維層が形成されている。このため、束ねる単位セラミック繊維の本数を調整することにより、容易にストランドの繊維径および強度を調整することができる。また、複数の単位セラミック繊維が束ねられてストランドが形成されるので、個々の単位セラミック繊維が突出する毛羽立ちを少なくすることができ、より気流の乱れを抑えることができ、抵抗を少なくすることができる。
流体用整流部材の最表層セラミック繊維層のストランド間密度は、最表層セラミック繊維層の内層の内層セラミック繊維層のストランド間密度よりも高密度である。このため、流体用整流部材の表面の強度を増すことができる。
ここで、ストランド間密度とは、単位セラミック繊維を束ねたストランドの密度を云う。また、ストランド間密度を高密度にすることは、同一繊維径（束径）のストランドの軸線間の距離を小さくして密集させることにより達成できる。あるいは、ストランドの軸線間の距離が同じで、単位セラミック繊維の本数を増加してストランドの繊維径（束径）を太くすることにより達成できる。
なお、流体の流れとは、流体用整流部材に対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材に対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材が移動する場合を含む。
ここで、ストランド間密度とは、単位セラミック繊維を束ねたストランドの密度を云う。また、ストランド間密度を高密度にすることは、同一繊維径（束径）のストランドの軸線間の距離を小さくして密集させることにより達成できる。あるいは、ストランドの軸線間の距離が同じで、単位セラミック繊維の本数を増加してストランドの繊維径（束径）を太くすることにより達成できる。
なお、流体の流れとは、流体用整流部材に対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材に対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材が移動する場合を含む。
本発明の流体用整流部材によれば、最表層セラミック繊維層のストランド間密度は、最表層セラミック繊維層の内層の内層セラミック繊維層のストランド間密度よりも高密度である。これにより、重量増を抑えて最表層セラミック繊維層の強度を増すことができるので、支持材の強度を充分に発揮することができ、高強度の繊維強化セラミック複合材料から構成される流体用整流部材が得られる。
さらに、本発明の流体用整流部材は、以下の態様であることが望ましい。
（１）前記最表層セラミック繊維層を構成するストランドと、前記中心軸を含む平面と、のなす角度が８０度〜９０度である。
このため、本発明の流体用整流部材は、中心軸を含む平面と最表層セラミック繊維層を構成するストランドとのなす角度が８０度〜９０度であると、ストランドに沿って気流がスムーズに流れることができる。
また、ストランドの太さに起因する凹凸は、１／ｓｉｎ２０度倍（２．９２倍）以上に中心軸方向に引き伸ばされるので、流体の乱れを小さくでき、抵抗を小さくできる。これにより、最表層セラミック繊維層の強度を一層増すことができる。
（１）前記最表層セラミック繊維層を構成するストランドと、前記中心軸を含む平面と、のなす角度が８０度〜９０度である。
このため、本発明の流体用整流部材は、中心軸を含む平面と最表層セラミック繊維層を構成するストランドとのなす角度が８０度〜９０度であると、ストランドに沿って気流がスムーズに流れることができる。
また、ストランドの太さに起因する凹凸は、１／ｓｉｎ２０度倍（２．９２倍）以上に中心軸方向に引き伸ばされるので、流体の乱れを小さくでき、抵抗を小さくできる。これにより、最表層セラミック繊維層の強度を一層増すことができる。
（２）前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部が開口している。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の中心軸に沿った両端部が開口しているので、筒状部の外周面および内周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、内部に流体を流す配管や、流体内を移動する飛翔体、推進体などとして使用することができる。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の中心軸に沿った両端部が開口しているので、筒状部の外周面および内周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、内部に流体を流す配管や、流体内を移動する飛翔体、推進体などとして使用することができる。
（３）前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口している。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の、中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口しているので、筒状部の外周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、流体内を移動する飛翔体などとして使用することができる。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の、中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口しているので、筒状部の外周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、流体内を移動する飛翔体などとして使用することができる。
（４）前記筒状部の、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい。
筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状を呈しているので、本発明の流体用整流部材は、例えば円錐や円錐台等に類似した形状となっている。このような形状は滑らかに断面積が変化するので、渦流の発生を抑え、流体の流れをスムーズすることができる。このように一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状に沿って流体が流れる場合には、筒状部の一方と他方の間で流体の流速が異なり、弾性流体においてはさらに密度も異なるようになる。このため、流体と接する筒状部の内側面または外側面は、流体との相互作用が強く、特に流体の乱れを生成させやすい。本発明の流体用整流部材における筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きいので、流体の流れに乱れを生成させにくくすることができる。このため、本発明の流体用整流部材は、配管や流体内を移動する飛翔体、推進体などとして好適に利用することができる。
筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状を呈しているので、本発明の流体用整流部材は、例えば円錐や円錐台等に類似した形状となっている。このような形状は滑らかに断面積が変化するので、渦流の発生を抑え、流体の流れをスムーズすることができる。このように一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状に沿って流体が流れる場合には、筒状部の一方と他方の間で流体の流速が異なり、弾性流体においてはさらに密度も異なるようになる。このため、流体と接する筒状部の内側面または外側面は、流体との相互作用が強く、特に流体の乱れを生成させやすい。本発明の流体用整流部材における筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きいので、流体の流れに乱れを生成させにくくすることができる。このため、本発明の流体用整流部材は、配管や流体内を移動する飛翔体、推進体などとして好適に利用することができる。
（５）前記セラミックマトリックスは、ＳｉＣである。
ＳｉＣは、高強度であるので、流体用整流部材の強度を増すことができる。また、ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性にも優れ、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
ＳｉＣは、高強度であるので、流体用整流部材の強度を増すことができる。また、ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性にも優れ、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
（６）前記単位セラミック繊維は、ＳｉＣ繊維である。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも、単位セラミック繊維がクラックの進展を止め、安全に使用することができる。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも、単位セラミック繊維がクラックの進展を止め、安全に使用することができる。
（７）前記中心軸は、流体の流れ方向に配置される。
中心軸を流体の流れ方向に配置することにより、中心軸を包囲する筒状部も流体の流れ方向に配置されるので、流体の流れを乱さない。
中心軸を流体の流れ方向に配置することにより、中心軸を包囲する筒状部も流体の流れ方向に配置されるので、流体の流れを乱さない。
本発明によれば、最表層セラミック繊維層のストランド間密度は、最表層セラミック繊維層の内層の内層セラミック繊維層のストランド間密度よりも高密度である。
このため、本発明によれば、重量増を抑えて最表層セラミック繊維層の強度を増すので支持材の強度を充分に発揮することができ、高強度の繊維強化セラミック複合材料から構成される流体用整流部材が得られる。
このため、本発明によれば、重量増を抑えて最表層セラミック繊維層の強度を増すので支持材の強度を充分に発揮することができ、高強度の繊維強化セラミック複合材料から構成される流体用整流部材が得られる。
本発明の流体用整流部材について説明する。
前記課題を解決するための本発明の流体用整流部材は、中心軸を包囲する筒状部を有する流体用整流部材であって、前記筒状部は、内層のセラミック繊維層と最表層のセラミック繊維層とからなる支持材と、前記支持材を覆うセラミックマトリックスと、からなり、前記セラミック繊維層を複数の単位セラミック繊維を束ねたストランドで構成するとともに、前記支持材の外側面および／または内側面における最表層の最表層セラミック繊維層における前記ストランドの軸線間の距離であるストランド間密度は、前記最表層セラミック繊維層の内層の内層セラミック繊維層のストランド間密度よりも高密度である。
流体用整流部材は、中心軸を包囲する筒状部を有する。筒状部は、内層のセラミック繊維層と最表層のセラミック繊維層とからなる支持材と、支持材を覆うセラミックマトリックスとを有する。セラミック繊維層は、複数の単位セラミック繊維を束ねたストランドで構成されている。すなわち、ストランドは、単位セラミック繊維を束ねた繊維束であり、ストランドを用いて最表層セラミック繊維層あるいは内層セラミック繊維層が形成されている。このため、束ねる単位セラミック繊維の本数を調整することにより、容易にストランドの繊維径および強度を調整することができる。また、複数の単位セラミック繊維が束ねられたストランドの状態で形成されるので、個々の単位セラミック繊維が突出する毛羽立ちを少なくすることができ、より気流の乱れを抑えることができ、抵抗を少なくすることができる。
流体用整流部材の最表層セラミック繊維層のストランド間密度は、最表層セラミック繊維層の内層の内層セラミック繊維層のストランド間密度よりも高密度である。このため、流体用整流部材の表面の強度を増すことができる。
ここで、ストランド間密度とは、単位セラミック繊維を束ねたストランドの密度を云う。また、ストランド間密度を高密度にすることは、同一繊維径（束径）のストランドの軸線間の距離を小さくして密集させることにより達成できる。あるいは、ストランドの軸線間の距離が同じで、単位セラミック繊維の本数を増加してストランドの繊維径（束径）を太くすることにより達成できる。
なお、流体の流れとは、流体用整流部材に対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材に対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材が移動する場合を含む。
ここで、ストランド間密度とは、単位セラミック繊維を束ねたストランドの密度を云う。また、ストランド間密度を高密度にすることは、同一繊維径（束径）のストランドの軸線間の距離を小さくして密集させることにより達成できる。あるいは、ストランドの軸線間の距離が同じで、単位セラミック繊維の本数を増加してストランドの繊維径（束径）を太くすることにより達成できる。
なお、流体の流れとは、流体用整流部材に対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材に対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材が移動する場合を含む。
本発明の流体用整流部材によれば、最表層セラミック繊維層のストランド間密度は、最表層セラミック繊維層の内層の内層セラミック繊維層のストランド間密度よりも高密度である。これにより、重量増を抑えて最表層セラミック繊維層の強度を増すことができるので、支持材の強度を充分に発揮することができ、高強度の繊維強化セラミック複合材料から構成される流体用整流部材が得られる。
さらに、本発明の流体用整流部材は、以下の態様であることが望ましい。
（１）前記最表層セラミック繊維層を構成するストランドと、前記中心軸を含む平面と、のなす角度が８０度〜９０度である。
このため、本発明の流体用整流部材は、中心軸を含む平面と最表層セラミック繊維層を構成するストランドとのなす角度が８０度〜９０度であると、ストランドに沿って気流がスムーズに流れることができる。
また、ストランドの太さに起因する凹凸は、１／ｓｉｎ２０度倍（２．９２倍）以上に中心軸方向に引き伸ばされるので、流体の乱れを小さくでき、抵抗を小さくできる。これにより、最表層のセラミック繊維層の強度を一層増すことができる。
（１）前記最表層セラミック繊維層を構成するストランドと、前記中心軸を含む平面と、のなす角度が８０度〜９０度である。
このため、本発明の流体用整流部材は、中心軸を含む平面と最表層セラミック繊維層を構成するストランドとのなす角度が８０度〜９０度であると、ストランドに沿って気流がスムーズに流れることができる。
また、ストランドの太さに起因する凹凸は、１／ｓｉｎ２０度倍（２．９２倍）以上に中心軸方向に引き伸ばされるので、流体の乱れを小さくでき、抵抗を小さくできる。これにより、最表層のセラミック繊維層の強度を一層増すことができる。
（２）前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部が開口している。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の中心軸に沿った両端部が開口しているので、筒状部の外周面および内周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、内部に流体を流す配管や、流体内を移動する飛翔体、推進体などとして使用することができる。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の中心軸に沿った両端部が開口しているので、筒状部の外周面および内周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、内部に流体を流す配管や、流体内を移動する飛翔体、推進体などとして使用することができる。
（３）前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口している。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の、中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口しているので、筒状部の外周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、流体内を移動する飛翔体などとして使用することができる。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の、中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口しているので、筒状部の外周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、流体内を移動する飛翔体などとして使用することができる。
（４）前記筒状部の、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい。
筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状を呈しているので、本発明の流体用整流部材は、例えば円錐や円錐台等に類似した形状となっている。このような形状は滑らかに断面積が変化するので、渦流の発生を抑え、流体の流れをスムーズすることができる。このように一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状に沿って流体が流れる場合には、筒状部の一方と他方の間で流体の流速が異なり、弾性流体においてはさらに密度も異なるようになる。このため、流体と接する筒状部の内側面または外側面は、流体との相互作用が強く、特に流体の乱れを生成させやすい。本発明の流体用整流部材における筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きいので、流体の流れに乱れを生成させにくくすることができる。このため、本発明の流体用整流部材は、配管や流体内を移動する飛翔体、推進体などとして好適に利用することができる。
筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状を呈しているので、本発明の流体用整流部材は、例えば円錐や円錐台等に類似した形状となっている。このような形状は滑らかに断面積が変化するので、渦流の発生を抑え、流体の流れをスムーズすることができる。このように一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状に沿って流体が流れる場合には、筒状部の一方と他方の間で流体の流速が異なり、弾性流体においてはさらに密度も異なるようになる。このため、流体と接する筒状部の内側面または外側面は、流体との相互作用が強く、特に流体の乱れを生成させやすい。本発明の流体用整流部材における筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きいので、流体の流れに乱れを生成させにくくすることができる。このため、本発明の流体用整流部材は、配管や流体内を移動する飛翔体、推進体などとして好適に利用することができる。
（５）前記セラミックマトリックスは、ＳｉＣである。
ＳｉＣは、高強度であるので、流体用整流部材の強度を増すことができる。また、ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性にも優れ、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
ＳｉＣは、高強度であるので、流体用整流部材の強度を増すことができる。また、ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性にも優れ、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
（６）前記単位セラミック繊維は、ＳｉＣ繊維である。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも、ストランドがクラックの進展を止め、安全に使用することができる。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも、ストランドがクラックの進展を止め、安全に使用することができる。
（７）前記中心軸は、流体の流れ方向に配置される。
中心軸を流体の流れ方向に配置することにより、中心軸を包囲する筒状部も流体の流れ方向に配置されるので、流体の流れを乱さない。
中心軸を流体の流れ方向に配置することにより、中心軸を包囲する筒状部も流体の流れ方向に配置されるので、流体の流れを乱さない。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について以下説明する。
本発明の流体用整流部材の製造方法は、支持材形成工程と、マトリックス形成工程と、芯抜工程とからなる。最初に支持材を形成した後に、芯抜工程およびマトリックス形成工程を行う。芯抜工程とマトリックス形成工程の順序は特に限定されず、芯抜工程の前後にマトリックス形成工程を行ってもよい。
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は本発明の第１実施形態の流体用整流部材の製造工程を示す。図７（Ａ）は支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程の順に製造する製造工程、図７（Ｂ）は支持材形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する製造工程、図７（Ｃ）は支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する製造工程を示す。
本発明の第１実施形態について以下説明する。
本発明の流体用整流部材の製造方法は、支持材形成工程と、マトリックス形成工程と、芯抜工程とからなる。最初に支持材を形成した後に、芯抜工程およびマトリックス形成工程を行う。芯抜工程とマトリックス形成工程の順序は特に限定されず、芯抜工程の前後にマトリックス形成工程を行ってもよい。
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は本発明の第１実施形態の流体用整流部材の製造工程を示す。図７（Ａ）は支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程の順に製造する製造工程、図７（Ｂ）は支持材形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する製造工程、図７（Ｃ）は支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する製造工程を示す。
次に、支持材形成工程について説明する。支持材形成工程は、芯材の周囲にストランドを巻回し、支持材を形成する。支持材形成工程はストランドの配置、巻き方などで細かく分類される。支持材形成工程は、軸方向に対して直交する方向に配向する巻回工程と、軸方向に沿って配向する軸方向配置工程とからなる。巻回工程は、さらにヘリカル巻き工程と、フープ巻き工程とが含まれる。
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本発明の第１実施形態の流体用整流部材の支持材形成工程の詳細な製造工程を示す。
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本発明の第１実施形態の流体用整流部材の支持材形成工程の詳細な製造工程を示す。
図８（Ａ）は、巻回工程が最初と最後にある製造工程であり、この製造方法により、支持材の内層セラミック繊維層の外側および内側を覆う最表層セラミック繊維層が中心軸に対して直交して配向しているストランドによって流体用整流部材を構成することができる。
図８（Ｂ）は、巻回工程が最初にあり、最後にはない製造工程であり、この製造方法により、支持材の内層セラミック繊維層の内側面を覆う最表層セラミック繊維層が中心軸に対して直交して配向しているストランドによって流体用整流部材を構成することができる。
図８（Ｃ）は、巻回工程が最後にあり最初にはない製造工程であり、この製造方法により、支持材の内層セラミック繊維層の外側面を覆う最表層セラミック繊維層が中心軸に対して直交して配向しているストランドによって流体用整流部材を構成することができる。最初または最後の巻回工程の間は、ストランドの配置、巻回方法、回数、順序は限定されず、自由に組み合わせることができる。
このとき、最初と最後の巻回工程では、その間の工程で用いるストランド間密度よりも高密度でストランドを巻回する。また、最初または最後の巻回工程の間は、ストランドの配置、巻回方法、回数、順序は限定されず、自由に組み合わせることができる。
図８（Ｂ）は、巻回工程が最初にあり、最後にはない製造工程であり、この製造方法により、支持材の内層セラミック繊維層の内側面を覆う最表層セラミック繊維層が中心軸に対して直交して配向しているストランドによって流体用整流部材を構成することができる。
図８（Ｃ）は、巻回工程が最後にあり最初にはない製造工程であり、この製造方法により、支持材の内層セラミック繊維層の外側面を覆う最表層セラミック繊維層が中心軸に対して直交して配向しているストランドによって流体用整流部材を構成することができる。最初または最後の巻回工程の間は、ストランドの配置、巻回方法、回数、順序は限定されず、自由に組み合わせることができる。
このとき、最初と最後の巻回工程では、その間の工程で用いるストランド間密度よりも高密度でストランドを巻回する。また、最初または最後の巻回工程の間は、ストランドの配置、巻回方法、回数、順序は限定されず、自由に組み合わせることができる。
次にマトリックス形成工程について説明する。マトリックス形成工程は、骨材であるセラミック繊維の周囲にセラミックマトリックスを充填する。
セラミックマトリックスはどのようなものでもよく特に限定されない。例えば、ＳｉＣ、アルミナ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｂ４Ｃなどを利用できる。セラミックマトリックスはどのような方法で形成してもよい。例えば、有機物である前駆体（プレカーサ）を熱分解させセラミックのマトリックスを得るプレカーサ法、原料ガスを熱分解させセラミックマトリックスを得るＣＶＤ法などが利用できる。またこれらを併用してもよい。
セラミックマトリックスはどのようなものでもよく特に限定されない。例えば、ＳｉＣ、アルミナ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｂ４Ｃなどを利用できる。セラミックマトリックスはどのような方法で形成してもよい。例えば、有機物である前駆体（プレカーサ）を熱分解させセラミックのマトリックスを得るプレカーサ法、原料ガスを熱分解させセラミックマトリックスを得るＣＶＤ法などが利用できる。またこれらを併用してもよい。
以下プレカーサ法、ＣＶＤ法について説明する。
プレカーサ法では、熱分解によりセラミックが得られる前駆体を適宜選定する。プレカーサ法では、液体の前駆体を支持体に塗布または含浸したのち、加熱処理し、最終的に焼成することによりセラミックマトリックスを得る。加熱処理では、前駆体の形態によってさまざまな処理が行われる。前駆体が溶液である場合には溶媒の乾燥、前駆体がモノマー、ダイマーまたはオリゴマーなどの場合には重合反応、前駆体がポリマーである場合には熱分解反応の処理が行われる。
プレカーサ法では、熱分解によりセラミックが得られる前駆体を適宜選定する。プレカーサ法では、液体の前駆体を支持体に塗布または含浸したのち、加熱処理し、最終的に焼成することによりセラミックマトリックスを得る。加熱処理では、前駆体の形態によってさまざまな処理が行われる。前駆体が溶液である場合には溶媒の乾燥、前駆体がモノマー、ダイマーまたはオリゴマーなどの場合には重合反応、前駆体がポリマーである場合には熱分解反応の処理が行われる。
前駆体は、液体の形態で使用する。液体であるとは、前駆体を溶媒に溶かした溶液、液状の前駆体、固体の前駆体を加熱して溶融した液状の前駆体などが利用できる。なお、プレカーサ法では、最終的に前駆体を焼成し、セラミックマトリックスを生成させる。
前駆体は、例えば次のようなものが利用できる。前駆体が炭素の場合は、フェノール樹脂、フラン樹脂などが利用できる。前駆体がＳｉＣの場合はポリカルボシラン（PCS：Polycarbosilane）などが利用できる。これらの樹脂をストランド間に浸透させて、熱分解することによりセラミックマトリックスを得ることができる。
また、プリカーサ法は支持材形成工程のなかで軸方向配置工程が最後にあり、軸方向に並んだストランドが最表層にある場合に、単位セラミック繊維の脱落や毛羽立ちを防止するためのバインダーとすることもできる。この場合には、前駆体が、乾燥、重合または熱分解する過程で、ストランド同士を結合させた状態を維持することができるので、好適に利用することができる。
前駆体は、例えば次のようなものが利用できる。前駆体が炭素の場合は、フェノール樹脂、フラン樹脂などが利用できる。前駆体がＳｉＣの場合はポリカルボシラン（PCS：Polycarbosilane）などが利用できる。これらの樹脂をストランド間に浸透させて、熱分解することによりセラミックマトリックスを得ることができる。
また、プリカーサ法は支持材形成工程のなかで軸方向配置工程が最後にあり、軸方向に並んだストランドが最表層にある場合に、単位セラミック繊維の脱落や毛羽立ちを防止するためのバインダーとすることもできる。この場合には、前駆体が、乾燥、重合または熱分解する過程で、ストランド同士を結合させた状態を維持することができるので、好適に利用することができる。
ＣＶＤ法では、ＣＶＤ炉に支持材をいれ、加熱した状態で原料ガスを導入する。原料ガスは、ＣＶＤ炉内で拡散するとともに、加熱された支持材に接触すると熱分解が起こり、原料ガスに対応するセラミックマトリックスが支持材を構成するストランドの表面に形成される。
ＣＶＤ法で使用する原料ガスは、セラミックマトリックスの種類によって適宜選択する。
ＣＶＤ法で使用する原料ガスは、セラミックマトリックスの種類によって適宜選択する。
目的とするセラミックマトリックスが炭素の場合は、メタン、エタン、プロパンなどの炭化水素ガスが利用できる。
目的とするセラミックマトリックスがＳｉＣの場合には、炭化水素ガスと、シラン系ガスの混合ガス、炭素と珪素を有する有機シラン系ガスなどが利用できる。これらの原料ガスは、水素がハロゲンで置換されたガスも利用することができる。シラン系ガスとしては、クロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン、有機シラン系ガスの場合には、メチルトリクロロシラン（Methyltrichlorosilane）、メチルジクロロシラン（Methyldichlorosilane）、メチルクロロシラン（Methylchlorosilane）、ジメチルジクロロシラン（Dimethyldichlorosilane)、トリメチルジクロロシラン（Trimethyldichlorosilane）などが利用できる。またこれらの原料ガスを適宜混合して用いてもよく、さらに水素、アルゴンなどのキャリアガスとしても用いることもできる。キャリアガスとして水素を用いた場合には、平衡の調整に関与することができる。
目的とするセラミックマトリックスがＳｉＣの場合には、炭化水素ガスと、シラン系ガスの混合ガス、炭素と珪素を有する有機シラン系ガスなどが利用できる。これらの原料ガスは、水素がハロゲンで置換されたガスも利用することができる。シラン系ガスとしては、クロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン、有機シラン系ガスの場合には、メチルトリクロロシラン（Methyltrichlorosilane）、メチルジクロロシラン（Methyldichlorosilane）、メチルクロロシラン（Methylchlorosilane）、ジメチルジクロロシラン（Dimethyldichlorosilane)、トリメチルジクロロシラン（Trimethyldichlorosilane）などが利用できる。またこれらの原料ガスを適宜混合して用いてもよく、さらに水素、アルゴンなどのキャリアガスとしても用いることもできる。キャリアガスとして水素を用いた場合には、平衡の調整に関与することができる。
また、他のセラミック材料の場合には、目的のセラミックマトリックスにあわせて適宜原料ガスを選定することができる。
ＣＶＤの温度は、原料ガスの分解温度、分解速度に応じて適宜選定することができ、例えば８００〜２０００℃である。ＣＶＤの圧力は、セラミックマトリックスの沈着の状態に応じて適宜選択することができる。使用できる範囲は、例えば０．１〜１００ｋＰａの減圧ＣＶＤ法、また圧力を制御しない常圧ＣＶＤ法でもよい。
ＣＶＤの温度は、原料ガスの分解温度、分解速度に応じて適宜選定することができ、例えば８００〜２０００℃である。ＣＶＤの圧力は、セラミックマトリックスの沈着の状態に応じて適宜選択することができる。使用できる範囲は、例えば０．１〜１００ｋＰａの減圧ＣＶＤ法、また圧力を制御しない常圧ＣＶＤ法でもよい。
次に、芯抜工程について説明する。
芯抜工程の位置によって３つのパターンが存在する。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の後の場合、支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程の順に製造する（図７（Ａ））。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の前の場合、支持材形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する（図７（Ｂ））。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合、支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する（図７（Ｃ））。
芯抜工程の位置によって３つのパターンが存在する。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の後の場合、支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程の順に製造する（図７（Ａ））。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の前の場合、支持材形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する（図７（Ｂ））。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合、支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する（図７（Ｃ））。
図７（Ａ）に示すように、芯抜工程が、マトリックス形成工程の後の場合、芯抜工程で分離される段階では、すでにセラミック繊維強化セラミック複合材料が形成され、本発明の流体用整流部材そのものである。この場合には、形状が固定された段階で芯抜きされるので、寸法精度の高い流体用整流部材を得ることができる。
図７（Ｂ）に示すように、芯抜工程が、マトリックス形成工程の前の場合、芯抜工程で分離されるものは、セラミック繊維層からなる支持材そのものである。この場合には、支持材の内側面および外側面に同時にセラミックマトリックスを形成することができ、効率よく流体用整流部材を得ることができる。
図７（Ｃ）に示すように、芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合、芯抜工程で分離される段階では、セラミック繊維強化セラミック複合材料の途中段階の製品である。この場合には、支持材の内側面および外側面に同時にセラミックマトリックスを形成することができ、寸法精度の高い流体用整流部材を効率よく得ることができる。
いずれの方法をとってもよいが、芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合の製造方法（図７（Ｃ）参照）を用いることが好ましい。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合には、支持体のストランド間にセラミックマトリックスが形成されセラミック繊維強化セラミック複合材料になった後に芯材が抜かれるので、芯材が抜かれた後に変形しにくくすることができる。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合には、支持体のストランド間にセラミックマトリックスが形成されセラミック繊維強化セラミック複合材料になった後に芯材が抜かれるので、芯材が抜かれた後に変形しにくくすることができる。
また、この場合、芯材が抜かれた後、支持体の外側面と内側面の両側からセラミックマトリックスを形成することができるので、ストランドを確実にセラミックマトリックスで覆うことができ、ほつれにくくより強固なセラミック繊維強化セラミック複合材料を得ることができる。
また、マトリックス形成工程の中に芯抜き工程がある場合には、芯抜工程の前後のマトリックス形成工程は同一の方法を用いてもよいし、異なる方法を用いてもよい。なかでも、芯抜工程の前はプリカーサ法を用い、芯抜工程の後はＣＶＤ法を用いることが好ましい。プリカーサ法は、簡単な方法で支持体を固めることができ、変形を防止できるようになる。ＣＶＤ法では、緻密で強固な膜が得られるので流体用整流部材の最表面を構成する膜として好適に利用することができる。
図１（Ａ）〜図１（Ｄ）および図２（Ａ）〜図２（Ｂ）に基づいて、流体用整流部材の製造方法について説明する。
流体用整流部材１０Ａの製造方法は、柱状に形成された芯材１１の中心軸ＣＬに対する周方向に沿ってストランド２１を巻回する巻回工程と、芯材１１の中心軸ＣＬに対して平行にストランド２１を配置する軸方向配置工程を有する。
なお、ストランド２１は、単位セラミック繊維を束ねて構成されている。
流体用整流部材１０Ａの製造方法は、柱状に形成された芯材１１の中心軸ＣＬに対する周方向に沿ってストランド２１を巻回する巻回工程と、芯材１１の中心軸ＣＬに対して平行にストランド２１を配置する軸方向配置工程を有する。
なお、ストランド２１は、単位セラミック繊維を束ねて構成されている。
巻回工程においては、図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように、中心軸ＣＬ回りに回転する芯材１１の外周面にストランド２１を巻回してセラミック繊維層２２を形成する。
図１（Ａ）はフープ巻きによるストランド２１の巻回工程を示し、図１（Ｂ）はヘリカル巻きによるストランド２１の巻回工程の往路を示し、図１（Ｃ）はヘリカル巻きによるストランド２１の巻回工程の復路を示す。
図１（Ａ）はフープ巻きによるストランド２１の巻回工程を示し、図１（Ｂ）はヘリカル巻きによるストランド２１の巻回工程の往路を示し、図１（Ｃ）はヘリカル巻きによるストランド２１の巻回工程の復路を示す。
このとき、ストランド２１を収容するロール２１１を、芯材１１の一端側（図１（Ａ）および図１（Ｂ）において右端側）から他端側（図１（Ａ）および図１（Ｂ）において左端側）へ移動（矢印Ａ参照）させることにより、ストランド２１を芯材１１の外側面に巻回することができる。
なお、図１（Ｃ）に示すヘリカル巻きによるストランド２１の巻回工程の復路では、ストランド２１を収容するロール２１１を、芯材１１の他端側（図１（Ｃ）において左端側）から一端側（図１（Ｃ）において右端側）へ移動させる（矢印Ｂ参照）。
なお、図１（Ｃ）に示すヘリカル巻きによるストランド２１の巻回工程の復路では、ストランド２１を収容するロール２１１を、芯材１１の他端側（図１（Ｃ）において左端側）から一端側（図１（Ｃ）において右端側）へ移動させる（矢印Ｂ参照）。
このとき、ストランド２１は、フープ巻きによるストランド２１の巻回工程においても厳密には螺旋状に巻回される。ロール２１１の送り速度によって巻回されるストランド２１の形態が変化する。すなわち、ロール２１１の送り速度を調整して軸線間距離を調整することにより、同一径のストランド２１を用いてストランド間密度を所望の密度に設定することができる。
すなわち、送り速度を遅くしてストランド２１で覆われた分だけロール２１１を送り、ストランド２１を輪のよう巻く巻回方法をフープ巻きといい、ストランド間密度が高密度となる。また、送り速度を速くしてストランド２１に間隔が空くようにロール２１１を送り、ストランド２１を螺旋のよう巻く巻回方法をヘリカル巻きという。この場合には、ストランド間密度が低密度となる。
なお、筒状部が略円錐形状である場合、芯材１１の回転速度とロール２１１の送り速度とを適宜調整することによって、ヘリカル巻きの螺旋角度を８０〜９０度にすることができる。
すなわち、送り速度を遅くしてストランド２１で覆われた分だけロール２１１を送り、ストランド２１を輪のよう巻く巻回方法をフープ巻きといい、ストランド間密度が高密度となる。また、送り速度を速くしてストランド２１に間隔が空くようにロール２１１を送り、ストランド２１を螺旋のよう巻く巻回方法をヘリカル巻きという。この場合には、ストランド間密度が低密度となる。
なお、筒状部が略円錐形状である場合、芯材１１の回転速度とロール２１１の送り速度とを適宜調整することによって、ヘリカル巻きの螺旋角度を８０〜９０度にすることができる。
フープ巻きでは、ロール２１１の送り速度がストランド２１の太さと同等程度であり、一方向の送りで芯材１１のほぼ全外周面をストランド２１で覆ってセラミック繊維層２２を形成することができる。
これに対して、ヘリカル巻きでは１回の送りでは芯材１１の全外周面を覆うことができないので、ロール２１１を何往復も繰り返し送りながら芯材１１の外周面にセラミック繊維層２２を形成する。
これに対して、ヘリカル巻きでは１回の送りでは芯材１１の全外周面を覆うことができないので、ロール２１１を何往復も繰り返し送りながら芯材１１の外周面にセラミック繊維層２２を形成する。
ストランド２１の一方向の送りを１単位とすると、フープ巻きを繰り返した場合、任意の単位のストランド２１は前後それぞれ１単位のストランド２１と接点を有する。
これに対しヘリカル巻きでは、１単位のストランド２１では、芯材１１の全外周面を覆い尽くすことができないので、任意の単位のストランド２１は前後それぞれ複数の単位のストランド２１と接触する。
これに対しヘリカル巻きでは、１単位のストランド２１では、芯材１１の全外周面を覆い尽くすことができないので、任意の単位のストランド２１は前後それぞれ複数の単位のストランド２１と接触する。
また、セラミック繊維層２２がフープ巻きとヘリカル巻きとの組み合わせである場合には、その界面は、互いに交差しあうストランド２１の接点が多数存在し、高強度のセラミック繊維強化セラミック複合材料を得ることができる。
なお、図面においては、わかりやすくするために、隣接するストランド２１同士の間隔を大きく表示している。
なお、図面においては、わかりやすくするために、隣接するストランド２１同士の間隔を大きく表示している。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａは、筒状部２０Ａの内層のセラミック繊維層の外側を覆う最表層のセラミック繊維層２２（最外側セラミック繊維層２２２）が、中心軸ＣＬに対して平面視で直交して配向しているストランド２１４によって構成される。このような筒状部２０Ａを得るために、筒状部２０Ａの外側の最表層として巻回工程によってセラミック繊維層２２を形成する。
軸方向配置工程においては、例えば図１（Ｄ）に示すように、芯材１１の一端側および他端側に係止部２１２、２１３を設けておき、係止部２１２と係止部２１３とに交互にストランド２１を引っ掛けることにより、ストランド２１を芯材１１の中心軸ＣＬに沿って配置してセラミック繊維層２２を形成する。従って、係止部２１２、２１３の間隔によりストランド間隔が決定され、ストランド間密度を設定することができる。
これを芯材１１の外側面に沿って全周に実施する。このとき、ストランド２１は、係止部２１２、２１３の太さ、配置によっては、中心軸ＣＬを含む平面に対し、斜めに配置されることもあるが、隣接するストランド２１同士は非常に近接しているので、中心軸ＣＬに対して平行に配置されると言える。なお、図１（Ｄ）においては、わかりやすくするために、隣接するストランド２１同士の間隔を大きく表示している。
これを芯材１１の外側面に沿って全周に実施する。このとき、ストランド２１は、係止部２１２、２１３の太さ、配置によっては、中心軸ＣＬを含む平面に対し、斜めに配置されることもあるが、隣接するストランド２１同士は非常に近接しているので、中心軸ＣＬに対して平行に配置されると言える。なお、図１（Ｄ）においては、わかりやすくするために、隣接するストランド２１同士の間隔を大きく表示している。
最上層を形成する前は、巻回工程と軸方向配置工程とを繰り返し実施して、セラミック繊維層２２を積層する。巻回工程と軸方向配置工程との順番および実施回数は任意である。
例えば、巻回工程と軸方向配置工程とを１回ずつ交互に実施することができるが、巻回工程および軸方向配置工程を各々複数回ずつ実施して交互に実施することもできる。また、巻回工程には、ヘリカル巻き、フープ巻きがある。このため、ヘリカル巻きによる巻回工程(ヘリカル巻き工程)、フープ巻きによる巻回工程（フープ巻き工程）、軸方向配置工程の３つの工程を適宜選択しながらセラミック繊維層２２を積層し、筒状部２０Ａを構成することができる（図８参照）。
例えば、巻回工程と軸方向配置工程とを１回ずつ交互に実施することができるが、巻回工程および軸方向配置工程を各々複数回ずつ実施して交互に実施することもできる。また、巻回工程には、ヘリカル巻き、フープ巻きがある。このため、ヘリカル巻きによる巻回工程(ヘリカル巻き工程)、フープ巻きによる巻回工程（フープ巻き工程）、軸方向配置工程の３つの工程を適宜選択しながらセラミック繊維層２２を積層し、筒状部２０Ａを構成することができる（図８参照）。
これにより、複数のセラミック繊維層２２を堆積させて支持材が芯材の表面に形成された筒状の基材２３を形成する（図２（Ａ）参照）。基材２３は、例えば円筒、円錐、円錐台等に類似した形状となっているが、以下においては、円錐形状の場合について例示する。
この際、基材２３において芯材１１の側面１１１から最も離れた最外側セラミック繊維層２２２において、中心軸ＣＬに対して直交する平面ＰＬ（図３参照）にストランド２１が沿う（平行となる）ように基材２３を製造する。このとき、最外側セラミック繊維層２２２を形成するのに、最外側セラミック繊維層２２２の内層の内層セラミック繊維層２２３を形成するストランド２１５のストランド間密度よりも高密度なストランド間密度となるように、ストランド２１４を巻回する。
この際、基材２３において芯材１１の側面１１１から最も離れた最外側セラミック繊維層２２２において、中心軸ＣＬに対して直交する平面ＰＬ（図３参照）にストランド２１が沿う（平行となる）ように基材２３を製造する。このとき、最外側セラミック繊維層２２２を形成するのに、最外側セラミック繊維層２２２の内層の内層セラミック繊維層２２３を形成するストランド２１５のストランド間密度よりも高密度なストランド間密度となるように、ストランド２１４を巻回する。
ここで、最外側セラミック繊維層２２２のストランド間密度を高密度にするとは、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、同一繊維径のストランド２１４、２１５を用いた場合には、最外側セラミック繊維層２２２のストランド２１４の軸線間距離Ｄ１を、内層セラミック繊維層２２３のストランド２１５の軸線間距離Ｄ２よりも小さくする。
あるいは、図４（Ｃ）に示すように、ストランド２１４、２１５の軸線間距離Ｄ１、Ｄ２が同じで、最外側セラミック繊維層２２２のストランド２１４の繊維径を、内層セラミック繊維層２２３のストランド２１５の繊維径よりも大きくする。
なお、内層セラミック繊維層２２３を形成するストランド２１５の方向は、最外側セラミック繊維層２２２を形成するストランド２１４と交差するのが望ましい。
あるいは、図４（Ｃ）に示すように、ストランド２１４、２１５の軸線間距離Ｄ１、Ｄ２が同じで、最外側セラミック繊維層２２２のストランド２１４の繊維径を、内層セラミック繊維層２２３のストランド２１５の繊維径よりも大きくする。
なお、内層セラミック繊維層２２３を形成するストランド２１５の方向は、最外側セラミック繊維層２２２を形成するストランド２１４と交差するのが望ましい。
次いで、支持体のストランド２１間にセラミックマトリックスを形成させて、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａを形成する。第１実施形態では、セラミックマトリックスをＣＶＤ法により形成する。セラミック繊維層２２を有する支持材をＣＶＤ炉に入れ、ＣＶＤ炉にメチルトリクロロシランガスを導入し、ＳｉＣのセラミックマトリックスを形成する。
そして、図２（Ｂ）に示すように、分離する工程では、芯材１１から筒状部２０Ａを脱型させて、筒状部２０Ａを焼成し、流体用整流部材１０Ａを製造する。
これに限定されず、筒状部２０Ａを芯材１１から分離する工程は、セラミックマトリックスを形成する前、形成した後、セラミックマトリックスを形成する途中段階のいずれであってもよい（図７参照）。
これに限定されず、筒状部２０Ａを芯材１１から分離する工程は、セラミックマトリックスを形成する前、形成した後、セラミックマトリックスを形成する途中段階のいずれであってもよい（図７参照）。
なお、ここでは、筒状部２０Ａの中心軸ＣＬに沿った両端面が開口している場合を示しているが、一方の端面が閉じている場合も同様に製造することができる。
一方の端面が閉じている場合には、例えば、筒状部２０Ａと、蓋部とを有する基材２３を用い、セラミックマトリックスを沈着する方法、後から蓋部を組み合わせる方法などが利用できる。
一方の端面が閉じている場合には、例えば、筒状部２０Ａと、蓋部とを有する基材２３を用い、セラミックマトリックスを沈着する方法、後から蓋部を組み合わせる方法などが利用できる。
次に、流体用整流部材１０Ａについて説明する。
図３（Ａ）に示すように、流体用整流部材１０Ａは、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａを有する。流体用整流部材１０Ａは、例えば、中心軸ＣＬを流体の流れ方向（図２（Ｂ）中矢印Ｆ参照）に配置することにより使用することができる。
筒状部２０Ａは、一方の端面２０３の輪郭形状よりも他方の端面２０４の輪郭形状の方を大きく形成することもできる。また、筒状部２０Ａは、一方の端面２０３および他方の端面２０４が開口している。なお、筒状部２０Ａを、両端が開口した円柱形状とすることもできる（図示省略）。
図３（Ａ）に示すように、流体用整流部材１０Ａは、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａを有する。流体用整流部材１０Ａは、例えば、中心軸ＣＬを流体の流れ方向（図２（Ｂ）中矢印Ｆ参照）に配置することにより使用することができる。
筒状部２０Ａは、一方の端面２０３の輪郭形状よりも他方の端面２０４の輪郭形状の方を大きく形成することもできる。また、筒状部２０Ａは、一方の端面２０３および他方の端面２０４が開口している。なお、筒状部２０Ａを、両端が開口した円柱形状とすることもできる（図示省略）。
また、筒状部２０Ａにおいては、最外側セラミック繊維層２２２のストランド間密度は、最外側セラミック繊維層２２２の内層の内層セラミック繊維層２２３のストランド間密度よりも高密度である。
ここで、ストランド間密度を高密度にするには、前述したように、巻回工程において同一径のストランド２１を用いて軸線間距離を調整することにより、行うことができる。
あるいは、ストランド２１は、単位セラミック繊維を束ねて構成されているので、束ねる単位セラミック繊維の本数を変えることによりストランド２１の外径や強度を調整してストランド間密度を高密度にすることができる。
ここで、ストランド間密度を高密度にするには、前述したように、巻回工程において同一径のストランド２１を用いて軸線間距離を調整することにより、行うことができる。
あるいは、ストランド２１は、単位セラミック繊維を束ねて構成されているので、束ねる単位セラミック繊維の本数を変えることによりストランド２１の外径や強度を調整してストランド間密度を高密度にすることができる。
筒状部２０Ａは、ＳｉＣ繊維であるストランド２１からなる支持材により形成されたセラミック繊維層２２を積層した基材２３（図２参照）を有しており、このストランド２１にＣＶＤ法によってセラミックマトリックスを沈積させ繊維強化セラミック複合材料を得ることができる。
筒状部２０Ａの最外側セラミック繊維層（最表層）２２２は、ストランド２１４が中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬに沿うように形成されたセラミック繊維層２２である。
ここで、最外側セラミック繊維層２２２を構成するストランド２１４と、中心軸ＣＬを含む平面ＰＬ２（図３（Ａ）参照）とのなす角度θは、８０度〜９０度である（図３（Ｂ）参照）。
すなわち、図３（Ａ）に示すように、中心軸ＣＬを含む仮想の平面ＰＬ２によって切断される筒状部２０Ａの断面を、平面ＰＬ２に沿って観ると（図３（Ａ）中矢印Ｃ参照）、図３（Ｂ）に示すように平面ＰＬ２に対してストランド２１４は、角度θで交差する。
すなわち、図３（Ａ）に示すように、中心軸ＣＬを含む仮想の平面ＰＬ２によって切断される筒状部２０Ａの断面を、平面ＰＬ２に沿って観ると（図３（Ａ）中矢印Ｃ参照）、図３（Ｂ）に示すように平面ＰＬ２に対してストランド２１４は、角度θで交差する。
次に、第１実施形態の流体用整流部材１０Ａの作用、効果について説明する。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、最外側セラミック繊維層２２２のストランド間密度は、最外側セラミック繊維層２２２の内層の内層セラミック繊維層２２３のストランド間密度よりも高密度である。
このため、無駄な重量増を防止して最外側セラミック繊維層２２２の強度を増すことができるので支持材の強度を充分に発揮することができ、高強度の繊維強化セラミック複合材料から構成される流体用整流部材１０Ａが得られる。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、最外側セラミック繊維層２２２のストランド間密度は、最外側セラミック繊維層２２２の内層の内層セラミック繊維層２２３のストランド間密度よりも高密度である。
このため、無駄な重量増を防止して最外側セラミック繊維層２２２の強度を増すことができるので支持材の強度を充分に発揮することができ、高強度の繊維強化セラミック複合材料から構成される流体用整流部材１０Ａが得られる。
また、ストランド２１は、単位セラミック繊維を束ねて構成されているので、束ねる単位セラミック繊維の本数を変えることによりストランド２１の外径や強度を調整してストランド間密度を容易に高密度にすることができる。
さらに、ストランド２１は複数の単位セラミック繊維を束ねて構成されているので、個々の繊維が突出する毛羽立ちを少なくすることができ、より気流の乱れを抑えて、抵抗を少なくすることができる。
さらに、ストランド２１は複数の単位セラミック繊維を束ねて構成されているので、個々の繊維が突出する毛羽立ちを少なくすることができ、より気流の乱れを抑えて、抵抗を少なくすることができる。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、最外側セラミック繊維層２２２を構成するストランド２１４と、中心軸ＣＬを含む平面ＰＬ２とのなす角度θが８０度〜９０度であると、ストランド２１に沿って気流がスムーズに流れることができる。
また、ストランド２１の太さに起因する凹凸は、１／ｓｉｎ２０度倍（２．９２倍）以上に中心軸ＣＬ方向に引き伸ばされるので、流体の乱れを小さくでき、抵抗を小さくできる。
また、ストランド２１の太さに起因する凹凸は、１／ｓｉｎ２０度倍（２．９２倍）以上に中心軸ＣＬ方向に引き伸ばされるので、流体の乱れを小さくでき、抵抗を小さくできる。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、筒状部２０Ａは中心軸ＣＬに沿った両端部が開口している場合には、筒状部２０Ａの外周面および内周面に沿って流体を流すことができ、流体を整流することができる。このため、配管や流体内を移動する飛翔体として使用することができる。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、筒状部２０Ａは、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状を呈しているので、例えば円錐や円錐台等に似ている形状となっている。
そして、端面輪郭形状が小さい一方の端面２０３が開口していない場合には、一方の端面２０３から相対的に流れてくる流体を、筒状部２０Ａの最外側セラミック繊維層２２２による抵抗を小さくすることができる。また、一方の端面２０３も開口している場合には、筒状部２０Ａの最外側セラミック繊維層２２２および最内側セラミック繊維層２２１に沿って流体を流すことができるので、外周面および内周面に沿って流れてくる流体の抵抗を小さくすることができる。このため、流体用整流部材１０Ａは、配管や流体内を移動する飛翔体として利用することができる。
そして、端面輪郭形状が小さい一方の端面２０３が開口していない場合には、一方の端面２０３から相対的に流れてくる流体を、筒状部２０Ａの最外側セラミック繊維層２２２による抵抗を小さくすることができる。また、一方の端面２０３も開口している場合には、筒状部２０Ａの最外側セラミック繊維層２２２および最内側セラミック繊維層２２１に沿って流体を流すことができるので、外周面および内周面に沿って流れてくる流体の抵抗を小さくすることができる。このため、流体用整流部材１０Ａは、配管や流体内を移動する飛翔体として利用することができる。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、セラミックマトリックスは、ＳｉＣである。
ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、単位セラミック繊維は、ＳｉＣ繊維である。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも安全に使用することができる。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも安全に使用することができる。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、中心軸ＣＬは、流体の流れ方向に配置される。
中心軸ＣＬを流体の流れ方向に配置することにより、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａも流体の流れ方向に配置されるので、流体の抵抗を小さくすることができる。
中心軸ＣＬを流体の流れ方向に配置することにより、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａも流体の流れ方向に配置されるので、流体の抵抗を小さくすることができる。
また、第１実施形態の流体用整流部材の製造方法によれば、巻回工程において柱状に形成された芯材１１の中心軸ＣＬに対する周方向に沿ってストランド２１を巻回するとともに、軸方向配置工程において芯材１１の中心軸ＣＬに対して平行にストランド２１を配置する。こうして、複数のセラミック繊維層２２によって筒状部２０Ａの基材２３を形成する。このとき、最外側セラミック繊維層２２２のストランド間密度が、最外側セラミック繊維層２２２の内層の内層セラミック繊維層２２３のストランド間密度よりも高密度となるようにする。
次いで、基材２３のストランド２１間に浸透するようにセラミックマトリックスを形成する。
セラミックマトリックスはどのようなものでもよく特に限定されない。例えば、ＳｉＣ、アルミナ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｂ４Ｃなど利用できる。セラミックマトリックスはどのような方法で形成してもよい。例えば、有機物である前駆体（プレカーサ）を熱分解させセラミックのマトリックスを得るプレカーサ法、原料ガスを熱分解させセラミックマトリックスを得るＣＶＤ法などが利用できる。
セラミックマトリックスはどのようなものでもよく特に限定されない。例えば、ＳｉＣ、アルミナ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｂ４Ｃなど利用できる。セラミックマトリックスはどのような方法で形成してもよい。例えば、有機物である前駆体（プレカーサ）を熱分解させセラミックのマトリックスを得るプレカーサ法、原料ガスを熱分解させセラミックマトリックスを得るＣＶＤ法などが利用できる。
以下、プレカーサ法、ＣＶＤ法について説明する。
プレカーサ法では、熱分解によりセラミックが得られる前駆体を適宜選定する。プレカーサ法では、液体の前駆体を支持体に塗布または含浸したのち、加熱処理しセラミックマトリックスを得る。加熱処理では、前駆体の形態によってさまざまな処理が行われる。
前駆体が溶液である場合には溶媒の乾燥、前駆体がモノマー、ダイマーまたはオリゴマーなどの場合には重合反応の後に熱分解反応、前駆体がポリマーである場合には熱分解反応の処理が行われる。
前駆体は、液体の形態で使用する。液体であるとは、前駆体を溶媒に溶かした溶液、液状の前駆体、固体の前駆体を加熱して溶融した液状の前駆体などが利用できる。なお、プレカーサ法では、最終的に前駆体を焼成し、セラミックマトリックスを生成させる。
プレカーサ法では、熱分解によりセラミックが得られる前駆体を適宜選定する。プレカーサ法では、液体の前駆体を支持体に塗布または含浸したのち、加熱処理しセラミックマトリックスを得る。加熱処理では、前駆体の形態によってさまざまな処理が行われる。
前駆体が溶液である場合には溶媒の乾燥、前駆体がモノマー、ダイマーまたはオリゴマーなどの場合には重合反応の後に熱分解反応、前駆体がポリマーである場合には熱分解反応の処理が行われる。
前駆体は、液体の形態で使用する。液体であるとは、前駆体を溶媒に溶かした溶液、液状の前駆体、固体の前駆体を加熱して溶融した液状の前駆体などが利用できる。なお、プレカーサ法では、最終的に前駆体を焼成し、セラミックマトリックスを生成させる。
ＣＶＤ法では、ＣＶＤ炉に支持材をいれ、加熱した状態で原料ガスを導入する。原料ガスは、ＣＶＤ炉内で拡散するとともに、加熱された支持材に接触すると熱分解が起こり、原料ガスに対応するセラミックマトリックスが支持材を構成する単位セラミック繊維の表面に形成される。
次に、芯材１１から筒状部２０Ａを脱型させる。これにより、流体用整流部材を製造することができる。
次に、芯材１１から筒状部２０Ａを脱型させる。これにより、流体用整流部材を製造することができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態の流体用整流部材１０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図５に示すように、第２実施形態の流体用整流部材１０Ｂでは、筒状部２０Ｂの最内側セラミック繊維層２２１および最外側セラミック繊維層２２２は、ストランド２１が中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に沿うように形成されたセラミック繊維層２２となっている。
また、最内側セラミック繊維層２２１のストランド間密度および最外側セラミック繊維層２２２のストランド間密度は、内層セラミック繊維層２２３（図４（Ａ）参照）のストランド間密度よりも高密度である。
次に、第２実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態の流体用整流部材１０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図５に示すように、第２実施形態の流体用整流部材１０Ｂでは、筒状部２０Ｂの最内側セラミック繊維層２２１および最外側セラミック繊維層２２２は、ストランド２１が中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に沿うように形成されたセラミック繊維層２２となっている。
また、最内側セラミック繊維層２２１のストランド間密度および最外側セラミック繊維層２２２のストランド間密度は、内層セラミック繊維層２２３（図４（Ａ）参照）のストランド間密度よりも高密度である。
これにより、最外側セラミック繊維層２２２および最内側セラミック繊維層２２１の強度を増すことができるので、支持材の強度を充分に発揮することができ、無駄な重量増を防止して高強度の繊維強化セラミック複合材料から構成される流体用整流部材１０Ｂが得られる。
また、流体の流れを阻害する起伏が出来にくく、流体に乱れが生じにくいので抵抗を小さくできる。ここで、流体の流れとは、流体用整流部材１０Ｂに対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材１０Ｂに対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材１０Ｂが移動する場合を含む。
なお、流体用整流部材１０Ｂの製造方法は、第１実施形態において説明した製造方法を用いることができる。これは、巻回工程が支持材形成工程の最初と最後にあることにより得ることができる。
また、流体の流れを阻害する起伏が出来にくく、流体に乱れが生じにくいので抵抗を小さくできる。ここで、流体の流れとは、流体用整流部材１０Ｂに対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材１０Ｂに対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材１０Ｂが移動する場合を含む。
なお、流体用整流部材１０Ｂの製造方法は、第１実施形態において説明した製造方法を用いることができる。これは、巻回工程が支持材形成工程の最初と最後にあることにより得ることができる。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態の流体用整流部材１０Ａおよび第２実施形態の流体用整流部材１０Ｂと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、第３実施形態の流体用整流部材１０Ｃでは、筒状部２０Ｃの一方の端面２０３に蓋部を有しており、中心軸ＣＬ方向に貫通していない。このため、筒状部２０Ｃでは、最外側セラミック繊維層２２２のストランドのみが中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に沿うように形成されたセラミック繊維層２２となっていればよい。なお、最内側セラミック繊維層（最表層）２２１のストランドも中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に沿うように形成することも可能である。
次に、第３実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態の流体用整流部材１０Ａおよび第２実施形態の流体用整流部材１０Ｂと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、第３実施形態の流体用整流部材１０Ｃでは、筒状部２０Ｃの一方の端面２０３に蓋部を有しており、中心軸ＣＬ方向に貫通していない。このため、筒状部２０Ｃでは、最外側セラミック繊維層２２２のストランドのみが中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に沿うように形成されたセラミック繊維層２２となっていればよい。なお、最内側セラミック繊維層（最表層）２２１のストランドも中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に沿うように形成することも可能である。
これにより、流体の流れを阻害する起伏が出来にくく、流体に乱れが生じにくいので抵抗を小さくできる。
なお、流体用整流部材１０Ｃの製造方法は、第１実施形態において説明した製造方法を用いることができる。
なお、流体用整流部材１０Ｃの製造方法は、第１実施形態において説明した製造方法を用いることができる。
本発明の流体用整流部材は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
すなわち、前述した各実施形態においては、最表層のセラミック繊維層２２が、中心軸ＣＬに直交する方向に巻回されたストランド２１によって形成されている場合について例示したが、最表層のセラミック繊維層２２が、中心軸ＣＬに沿った方向に配向されたストランド２１によって形成される場合にも適用可能である。
すなわち、前述した各実施形態においては、最表層のセラミック繊維層２２が、中心軸ＣＬに直交する方向に巻回されたストランド２１によって形成されている場合について例示したが、最表層のセラミック繊維層２２が、中心軸ＣＬに沿った方向に配向されたストランド２１によって形成される場合にも適用可能である。
また、図９は、本発明の各実施形態において説明した流体用整流部材の適用例であり、具体的にはシリコン単結晶引上げ装置３００のガス整流部材３１２への適用例である。
図９に示すシリコン単結晶引上げ装置３００は、シリコン材料を加熱していったん溶融させた後、シリコンを単結晶として引き上げることにより、高純度のシリコンインゴットを得るためのものである。
図９に示すシリコン単結晶引上げ装置３００は、シリコン材料を加熱していったん溶融させた後、シリコンを単結晶として引き上げることにより、高純度のシリコンインゴットを得るためのものである。
このシリコン単結晶引上げ装置３００を構成する密閉本体３０２の上部には、その内部に不活性ガスを導入するための導入部３０３が設けられている。密閉本体３０２の内部には、石英るつぼ３０４、るつぼ３０５、回転軸３０６、ヒータ３０７、保温筒３０８、上部リング３０９、下部リング３１０、底部遮熱板３１１およびガス整流部材３１２（流体用整流部材）等が収容されている。
シリコン材料が投入される石英るつぼ３０４は、その外側に配置されたるつぼ３０５に保持されている。るつぼ３０５の底面中央部は回転軸３０６によって下方から支持されている。図示しない駆動手段によって回転軸３０６が回転すると、それに伴ってるつぼ３０５が回転する。るつぼ３０５の側部の周囲に配置されたヒータ３０７によってるつぼ３０５が加熱され、シリコン材料が溶融するようになっている。ヒータ３０７の側部の周囲に設けられた保温筒３０８は、上部リング３０９と下部リング３１０との間に支持されている。密閉本体３０２の内底面には、底面から熱が逃げるのを防止するための底部遮熱板３１１が配設されている。
ガス整流部材３１２は先細り形状のテーパ状部材であり、小径側の端部を下方に向けた状態で、大径側の端部が密閉本体３０２の上面内側に固定されている。
本発明の流体用整流部材は、このようなシリコン単結晶引上げ装置３００のガス整流部材３１２への適用も可能である。
本発明の流体用整流部材は、このようなシリコン単結晶引上げ装置３００のガス整流部材３１２への適用も可能である。
（実施例１）
次に、流体用整流部材の具体例を示す。ここでは、一方の端部の直径が５ｃｍで、他方の端部の直径が１０ｃｍで、長さが１０ｃｍのガス整流部材３１２（図９参照）のミニチュアを作製した。また、ストランドとして、単位セラミック繊維を束ね、束ねた単位セラミック繊維の間隔によってストランド間密度を調整して、最内側セラミック繊維層を高密度にしている。
まず、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて最も内側の層を構成する。
次いで、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から２番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から３番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から４番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から５番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から６番目の層を構成する。
次に、流体用整流部材の具体例を示す。ここでは、一方の端部の直径が５ｃｍで、他方の端部の直径が１０ｃｍで、長さが１０ｃｍのガス整流部材３１２（図９参照）のミニチュアを作製した。また、ストランドとして、単位セラミック繊維を束ね、束ねた単位セラミック繊維の間隔によってストランド間密度を調整して、最内側セラミック繊維層を高密度にしている。
まず、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて最も内側の層を構成する。
次いで、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から２番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から３番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から４番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から５番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から６番目の層を構成する。
（実施例２）
次に、流体用整流部材の具体例を示す。ここでは、一方の端部の直径が５ｃｍで、他方の端部の直径が１０ｃｍで、長さが１０ｃｍのガス整流部材３１２（図９参照）のミニチュアを作製した。また、ストランドとして、単位セラミック繊維を束ね、束ねた単位セラミック繊維の間隔によってストランド間密度を調整して、最外側セラミック繊維層を高密度にしている。
まず、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて最も内側の層を構成する。
次いで、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から２番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から３番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から４番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から５番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から６番目（最外側）の層を構成する。
次に、流体用整流部材の具体例を示す。ここでは、一方の端部の直径が５ｃｍで、他方の端部の直径が１０ｃｍで、長さが１０ｃｍのガス整流部材３１２（図９参照）のミニチュアを作製した。また、ストランドとして、単位セラミック繊維を束ね、束ねた単位セラミック繊維の間隔によってストランド間密度を調整して、最外側セラミック繊維層を高密度にしている。
まず、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて最も内側の層を構成する。
次いで、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から２番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から３番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から４番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から５番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から６番目（最外側）の層を構成する。
（実施例３）
次に、流体用整流部材の具体例を示す。ここでは、一方の端部の直径が５ｃｍで、他方の端部の直径が１０ｃｍで、長さが１０ｃｍのガス整流部材３１２（図９参照）のミニチュアを作製した。また、ストランドとして、単位セラミック繊維を束ね、束ねた単位セラミック繊維の間隔によってストランド間密度を調整して、最外側セラミック繊維層および最内側セラミック繊維層を高密度にしている。
まず、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて最も内側の層を構成する。
次いで、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から２番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から３番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から４番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から５番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から６番目（最外側）の層を構成する。
次に、流体用整流部材の具体例を示す。ここでは、一方の端部の直径が５ｃｍで、他方の端部の直径が１０ｃｍで、長さが１０ｃｍのガス整流部材３１２（図９参照）のミニチュアを作製した。また、ストランドとして、単位セラミック繊維を束ね、束ねた単位セラミック繊維の間隔によってストランド間密度を調整して、最外側セラミック繊維層および最内側セラミック繊維層を高密度にしている。
まず、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて最も内側の層を構成する。
次いで、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から２番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から３番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、１．０ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から４番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、１．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から５番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から６番目（最外側）の層を構成する。
（比較例１）
次に、流体用整流部材の比較例を示す。ここでは、ここでは、一方の端部の直径が５ｃｍで、他方の端部の直径が１０ｃｍで、長さが１０ｃｍのガス整流部材３１２（図９参照）のミニチュアを作製した。また、全ての層において、ストランドの間隔を０．５ｍｍとした。
まず、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて最も内側の層を構成する。
次いで、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から２番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から３番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から４番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から５番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から６番目の層を構成する。
次に、流体用整流部材の比較例を示す。ここでは、ここでは、一方の端部の直径が５ｃｍで、他方の端部の直径が１０ｃｍで、長さが１０ｃｍのガス整流部材３１２（図９参照）のミニチュアを作製した。また、全ての層において、ストランドの間隔を０．５ｍｍとした。
まず、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて最も内側の層を構成する。
次いで、フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から２番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から３番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から４番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を横糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から５番目の層を構成する。
フィラメント径が７．５μｍで１６００本／束の繊維束で構成される糸を斜め糸として用い、０．５ｍｍ間隔でフィラメントワインディングにて内側から６番目の層を構成する。
（評価）
前述した実施例１のように、最内側セラミック繊維層のみを高密度にすることにより、比較例１と比較して重量を２５％低減することができた。また、実施例１および比較例１をシリコン単結晶引上げ装置３００のガス整流部材３１２として実際に用いた場合に、ガス整流部材３１２の内側面における損傷度合いに差異が確認できなかった。
また、前述した実施例２のように、最外側セラミック繊維層のみを高密度にすることにより、を構成することにより、比較例１と比較して重量を２３％低減することができた。
さらに、前述した実施例３のように、最内側セラミック繊維層および最外側セラミック繊維層を高密度にすることにより、比較例１と比較して重量を２０％低減することができた。
前述した実施例１のように、最内側セラミック繊維層のみを高密度にすることにより、比較例１と比較して重量を２５％低減することができた。また、実施例１および比較例１をシリコン単結晶引上げ装置３００のガス整流部材３１２として実際に用いた場合に、ガス整流部材３１２の内側面における損傷度合いに差異が確認できなかった。
また、前述した実施例２のように、最外側セラミック繊維層のみを高密度にすることにより、を構成することにより、比較例１と比較して重量を２３％低減することができた。
さらに、前述した実施例３のように、最内側セラミック繊維層および最外側セラミック繊維層を高密度にすることにより、比較例１と比較して重量を２０％低減することができた。
本発明の流体用整流部材は、流体用配管、飛翔体の外装、バーナーのノズル等およびその製造に用いることができる。
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 流体用整流部材
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 筒状部
２０３ 一方の端面（両端部）
２０４ 他方の端面（両端部）
２１ ストランド
２２ セラミック繊維層
２２１ 最内側セラミック繊維層（最表層）
２２２ 最外側セラミック繊維層（最表層）
２２３ 内層セラミック繊維層
ＣＬ 中心軸
ＰＬ 平面
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 筒状部
２０３ 一方の端面（両端部）
２０４ 他方の端面（両端部）
２１ ストランド
２２ セラミック繊維層
２２１ 最内側セラミック繊維層（最表層）
２２２ 最外側セラミック繊維層（最表層）
２２３ 内層セラミック繊維層
ＣＬ 中心軸
ＰＬ 平面
Claims (8)
- 中心軸を包囲する筒状部を有する流体用整流部材であって、
前記筒状部は、内層のセラミック繊維層と最表層のセラミック繊維層とからなる支持材と、前記支持材を覆うセラミックマトリックスと、からなり、
前記セラミック繊維層を複数の単位セラミック繊維を束ねたストランドで構成するとともに、前記支持材の外側面および／または内側面における最表層の最表層セラミック繊維層における前記ストランドの軸線間の距離であるストランド間密度は、前記最表層セラミック繊維層の内層の内層セラミック繊維層のストランド間密度よりも高密度である流体用整流部材。 - 請求項１に記載の流体用整流部材であって、
前記最表層セラミック繊維層を構成する前記ストランドと、前記中心軸を含む平面と、のなす角度が８０度〜９０度である流体用整流部材。 - 請求項１または請求項２に記載の流体用整流部材であって、
前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部が開口している流体用整流部材。 - 請求項１または請求項２に記載の流体用整流部材であって、
前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口している流体用整流部材。 - 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の流体用整流部材であって、
前記筒状部の、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい流体用整流部材。 - 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１項に記載の流体用整流部材であって、
前記セラミックマトリックスは、ＳｉＣである流体用整流部材。 - 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項に記載の流体用整流部材であって、
前記単位セラミック繊維は、ＳｉＣ繊維である流体用整流部材。 - 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１項に記載の流体用整流部材であって、
前記中心軸は、流体の流れ方向に配置されることを特徴とする流体用整流部材。
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|---|---|---|---|---|
| JP7432349B2 (ja) | 2019-12-10 | 2024-02-16 | イビデン株式会社 | セラミックマトリックス複合材料の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04255306A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-09-10 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 大型柱状体及びその製法 |
| JPH05286774A (ja) * | 1992-04-10 | 1993-11-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐熱繊維強化複合材料およびその製造方法 |
| JP2001010889A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-01-16 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 単結晶引上装置 |
| JP2005194141A (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 複合材料及びその製造方法 |
-
2015
- 2015-01-30 JP JP2015017309A patent/JP6441700B2/ja active Active
Patent Citations (4)
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