JP5670019B2 - 可撓性のセラミックマトリックス複合構造材料及びその形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、概してセラミックマトリックス複合材料に関し、更に特定すると、比較的高い可撓性、順応性及び／又は大きな変位を必要とする高温環境で使用するようになされたセラミックマトリックス複合構造材料に関する。
（関連出願）
本願は、２００７年１０月２６日に出願された“ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＣＥＲＡＭＩＣ ＭＡＴＲＩＸ ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＦＯＲＭＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ（可撓性セラミックマトリクス複合材料及びその形成方法）”という名称の米国特許第１１／９２５，４９２号による優先権を主張している。

セラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）は、セラミック相（マトリックス）内に埋設されている連続的な強化相（セラミック又は炭素繊維）からなる材料である。ＣＭＣ材料は、多くの軍隊及び工業的技術用途にとって望ましい物理的性質及び特徴を示す。このような物理的性質及び特徴としては、例えば、高温安定性、耐高熱衝撃性、高硬度、高耐食性、軽重量、非磁性及び非導電性並びに独特のエンジニアリング解決方法を提供する際の転用性がある。ＣＭＣ材料は、例えば、電気工業設備、航空機、宇宙船、自動車、電子機器及び設備、精密機械設備並びに高温構造材料において使用することができる。

一つの特別な非限定的な例として、ＣＭＣ材料は、耐熱装置（ＴＰＳ）内で使用されて来た。従来のＴＰＳは、高温又は大きな温度勾配にさらされるエンジン排気ダクト、ノーズコーン、（大気圏）再突入遮蔽面等の航空宇宙工学装置において使用される場合が多い。ＴＰＳは、一般的には、当該ＴＰＳによって保護されるように意図されている構造又は部材の表面に取り付けられる複数の絶縁ＣＭＣパネル又はタイルを備えている複合“モザイク”構造を採用している。ＴＰＳのような一つの例がＮＡＳＡによって使用されている再使用可能なスペースシャトルの外面に見出される。スペースシャトルの製造中に、複数の絶縁パネルが、高温における隣接するパネル間の干渉がない状態でのタイルの熱膨張を可能にするために、各パネル間に所定量の隙間を提供するような方法で一般的に配置される。パネル間のこれらの隙間は、一般的には、空気力学を改良し且つ抗力を少なくするために被覆が設けられている。例えば、Ｓｃｈｍｉｄｔに付与された米国特許第５，５６０，５６９号は、熱パネル間の熱膨張による隙間を覆うために、ギャップカバー又はギャップカバーウェブを使用しているＴＰＳを開示している（特許文献１参照）。パネル間の空間内に、ＣＭＣ材料を備えている順応性で且つ可撓性のシール構造を設けることが望ましい。しかしながら、従来のＣＭＣ材料は可撓性が低い。
米国特許第５，５６０，５６９号公報 なし

従って、高い耐熱性を必要とする多くの用途は、比較的可撓性が高いＣＭＣ材料によって利点が得られ、本発明は、このような高い可撓性のセラミックマトリックス複合材料及びその形成方法を提供することを目的とする。

本発明は、幾つかの実施形態において、高い可撓性を示し且つＣＭＣ材料を含んでいる構造体を形成する方法を含んでいる。当該方法は、少なくとも１つの結合領域と、ＣＭＣ構造体を形成するために少なくとも層間結合を有する少なくとも１つの領域とを提供するために、少なくとも２つの薄層を相互に結合することを含んでいる。幾つかの実施形態においては、薄層は、それらの間に配置された結合抑止材料又は構造によってそのまま保持され且つ焼結することによって結合されてＣＭＣ構造を形成する。他の実施形態においては、２以上の、硬化せしめられ、部分的に焼結され又は焼結された薄層が、薄層間に配置された接着剤を使用して結合されても良い。

本発明は、付加的な実施形態においては、相互に結合されている複数の薄層を備えている高い可撓性を示すＣＭＣ構造体を含んでいる。複数の薄層のうちの少なくとも２つの薄層間の少なくとも１つの領域は、低い層間結合を示しても良く又は実質的に層間結合を含んでいなくても良い。幾つかの実施形態においては、少なくとも２つの層間の領域に隙間又は空間が存在していても良い。

更に別の実施形態においては、本発明は、並置された複数の絶縁パネルを有している耐熱装置を含んでいる。当該耐熱装置は更に、耐熱装置の２つの絶縁パネル間に少なくとも部分的に配置されたＣＭＣ構造体を含んでいる少なくとも１つのシールを更に含んでいても良い。ＣＭＣ構造は、複数の結合された薄層を含んでいても良く、複数の薄層のうちの少なくとも２つの薄層間の少なくとも１つの領域は、可撓性を増大させるために、低い層間結合を示しても良く又は層間結合を含んでいなくても良い。

発明の実施の形態

本明細書は、本発明とみなされるものを特に指摘し且つ明確に請求している特許請求の範囲よって完結しているけれども、本発明の利点は、添付図面を参照しつつ本発明の以下の説明を読むことにより、比較的容易に理解することができる。

図面に示されている図は、幾つかの場合には、特別なＣＭＣ構造又はＣＭＣ構造のための特別な用途の実際の図面ではない。図面は、むしろ、本発明を説明するために採用されている表示を単に示している。更に、図面間で共通する部材は、同じ数字の符号を保持していても良い。

以下の説明においては、本発明の実施形態のある種の特徴を説明するためにある種の用語が使用されている。例えば、“層間結合”という用語は、一つの層を隣接して配置されている別の層に結合すること（例えば、共有化学結合又はイオン化学結合）を示している。更に、“タイル”及び“パネル”という用語は、本発明の実施形態による高い可撓性機能を示すＣＭＣ構造を採用することができる絶縁構成部品を特定するために交換可能に使用することができる。

高い可撓性を示すセラミック製のマトリックス複合材料１０８（図１Ｃ）、１０８’（図６Ｂ）を形成する方法は、複数の層１０２を相互に結合させることを含んでいる。層１０２は、少なくとも１つの結合領域及び少なくとも層間結合が少ない少なくとも１つの領域が存在するように結合されている。

図１Ａ〜１Ｃを参照すると、結合を抑止する構造１０４を採用しているＣＭＣ構造１０８（図１Ｃ）の実施形態の構造が１つの非限定的な例として図示されている。以下に更に詳細に説明されるように、ＣＭＣ構造１０８は、非限定的ではないが、酸化物を基材とするＣＭＣ材料及び酸化物を基材としないＣＭＣ材料のような１以上の適切なＣＭＣ材料を含むことができる。

図１Ａを参照すると、複数のシート又は層１０２が、結合抑止材料１０４の区分が間に配置されている状態で重ねられている。層１０２は、重ねられているときに、幾つかの実施形態においては硬化状態にあり又は他の実施形態においては非硬化状態にある。層１０２の各々は強化繊維（図示せず）を含んでいても良い。幾つかの実施形態においては、１以上の層１０２は、強化繊維の織布又は一方向テープを含んでいても良い。更に別の実施形態においては、１以上の層１０２は、ランダムに分布せしめられた繊維又は不連続な裁断繊維のマットを含んでいても良い。当該繊維は、非限定的な例として、炭素繊維、ポリイミド繊維、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）繊維、オキシ炭化ケイ素（ＳｉＯＣ）繊維、アルミナ、ムライト若しくはサファイアを基材とする繊維又は著しい劣化を受けることなくＣＭＣ構造１０８（図１）の製造中に受ける温度及びその他の状態に耐えることができるその他のあらゆるセラミック又はポリマー繊維を含むことができる。層１０２の各々は更に、繊維の周囲及び繊維間にセラミックのマトリックスを形成するのに適したマトリックス前駆体物質（図示せず）を含むことができる。例えば、マトリックス前駆体物質は、媒体液内に懸濁されているセラミック粒子又はセラミック前駆体粒子を含むスラリーを含んでいても良い。他の実施形態においては、マトリックス前駆体物質は、セラミックマトリックス材料を形成するために連続的に処理する（燃焼されるか又は別の化学変換を受けさせる）ことができるポリマー材料又は（セラミックマトリックス材料を形成するための後続の重合及び処理のための）ポリマー前駆体を含んでいても良い。当該マトリックス相はまた、化学蒸着（ＣＶＤ）又は化学蒸着浸透（ＣＶＩ）方法を使用して繊維の周囲に付着させることもできる。ＣＭＣ製造技術において使用されるマトリックス形成方法のいずれもが、積層構造内に局部的に非結合領域を形成するのに適している。

このような層１０２を形成するために使用することができる方法は当業者に知られている。非限定的な例として、層１０２は、所謂“プレプレグ”層を形成するために、強化繊維（図示せず）の布にセラミックマトリックスのスラリー又はプレセラミックポリマー（図示せず）を含浸させることによって形成することができる。当該繊維は、セラミックマトリックスを強化するための適当な繊維を含んでいても良い。市販によって入手可能な酸化物ＣＭＣ材料のための強化繊維材料の例としては、ＮＥＸＴＥＬ（登録商標）３１２、ＮＥＸＴＥＬ（登録商標）４４０、ＮＥＸＴＥＬ（登録商標）５５０、ＮＥＸＴＥＬ（登録商標）６１０及びＮＥＸＴＥＬ（登録商標）７２０（これらは、ミネソタ州セントポールにある３Ｍから入手可能である）がある。市販によって入手可能な非酸化物ＣＭＣ材料のための強化材料の例としては、米国カリフォルニア州サンジエゴにあるＣＯＩ Ｃｅｒａｍｉｃ， Ｉｎｃ．から入手可能なＳＹＬＲＡＭＩＣ（登録商標）及び日本国の東京にある日本カーボン株式会社から各々入手可能なＣＧ ＮＩＣＡＬＯＮ（登録商標）、ＨＩ−ＮＩＣＡＬＯＮ（登録商標）及びＮＩＣＡＬＯＮタイプＳ（登録商標）がある。炭素繊維もまた非酸化物繊維であり且つ非酸化物ＣＭＣ材料を形成する際に使用することができる。層１０２の強化繊維内に含浸されたセラミックマトリックススラリーは、結合相の他に、適当なセラミック又はセラミック前駆体粒子を含んでいても良い。非限定的な例として、酸化物マトリックスは、アルミナ、シリカ、ムライト又は非晶質若しくは結晶質のアルミナ又はアルミノケイ酸塩結合相（当該結合相はゾル−ゲル前駆体から誘導することができる）内に分散せしめられたその他の耐火性セラミック粒子によって形成することができる。非酸化物マトリックスは、例えば、シリコンカーバイド、窒化ケイ素又は非晶質若しくは結晶質シリコンカーバイド内に分散された多くの他の耐火性セラミック粒子、窒化シリコン、炭窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素又はその他の耐火性セラミック結合相（当該結合相は、プレセラミックポリマーから誘導することができる）から誘導することができる。プレセラミックポリマーとしては、酸化又は熱分解の際にセラミック相を形成する組成物を含んでおり且つ例えばポリカルボシラン、ポリシロキサン、ポリシラザン及び種々のその他の有機金属ポリマーがある。

図１Ｂを参照すると、結合抑止材料１０４が間に挟まれた区分を備えている複数の重ねられた層１０２が多層構造１０６を形成しており、当該多層構造１０６は、以下に単に詳細に説明するように、更に処理して所望の最終的なＣＭＣ構造１０８（図１Ｃ）を形成することができる。層１０２を相互に隣接させて位置決めするこの処理は、当該技術においては、多層構造１０６は“積層材”と称されることが多い。多層構造１０６は、当該多層構造のための所望の形状に対する相補的な形状を有しているダイ又は型（図示せず）上のマンドレルのような工具上若しくは工具内に積み上げても良く、このような技術は当該技術に公知である。

図１Ａ及び１Ｂにも示されているように、便宜的に“結合抑止構造”１０４と称されてもいる結合抑止材料の１以上の区分は、層１０２が多層構造１０６を積層する際に相互に隣接して配置されるときに、選択された位置で隣接する層１０２間に設けることができる。以下において更に詳細に説明するように、結合抑止構造１０４は、多層構造１０６が図１Ｃに示されている最終的なＣＭＣ構造１０８の形態で層１０２を相互に結合するために連続して処理されるときに、隣接する層１０２間の層間結合を選択的に少なくし又は阻止する構造とされ且つ配置することができる。言い換えると、結合抑止構造１０４は、隣接する層１０２間の層間結合を少なくし又は阻止することが望ましい選択された位置に配置することができる。以下に更に詳細に説明するように、これらの位置は、ＣＭＣ構造が比較的高い可撓性を示すことが望ましいＣＭＣ構造１０８の領域を含んでいても良い。ここで使用されている“可撓性”という用語は、構造が著しい損失を受けることなく曲がり、捻れ又はさもなければ変形する能力を示している。“相対柔軟度”という用語は、概して比較的堅牢である一般的なＣＭＣ構造と比較した本発明のＣＭＣ構造の可撓性を示している。

ここで使用されている“結合抑止構造”は、隣接している部材がＣＭＣ構造を形成するために相互に結合されるプロセス中に、隣接する部材内の層間結合を低減又は阻止することができる構造を意味している。結合抑止構造は、限定的ではないが、結合抑止材料の層、領域及び膜のみならず層間結合を減じ又は防止するために隣接する部材間に配置することができる対象物若しくはその他の構造、すなわち、層間結合を減じ若しくは防止する隙間若しくはボイドを形成するために、相互に隣接して配置されるときに当該隣接する部材間に配置することができる対象物若しくはその他の構造を含んでいる。結合抑止構造１０４は、図１Ａ及び１Ｂに示されているように比較的平らで且つ平面状とすることができ、又は結合抑止構造１０４は、所望の形状及び／又は作用を提供するために特別な形状を含むことができる。特別な形状の幾つかの非限定的な例としては、管状、円筒形状、箱形状等がある。付加的には、結合抑止構造１０４は、ほぼ平面状で且つ滑らかな面を含んでいても良く又はリブ、窪み、出っ張り、凹部又はその他の平面でない構造がある。

非限定的な例として、結合抑止構造１０４は、有機材料、ポリマー材料、剥離剤、金属挿入物、均一な層として蒸着され且つ選択された位置を選択的にエッチングで除去することができる材料等を含んでいても良い。更に、結合抑止構造１０４は、ＣＭＣ構造１０８のＣＭＣ材料と化学的に適合性のあるような構造とすることができる。例えば、幾つかの実施形態においては、結合抑止構造１０４は、ＣＭＣ構造１０８の繊維又はセラミックマトリックス材料を劣化させないために選択され又は調整された材料を含んでいても良い。ＣＭＣ構造１０８の幾らかの繊維及び／又はセラミックマトリックス材料を劣化させるかも知れない材料の例としては、鉄、リン酸塩、フッ化物及び／又はカルシウムがある。従って、結合抑止構造１０４は、このような物質又は形成されているＣＭＣ構造１０８の繊維セラミックマトリックス材料を含んでいる特別な材料に否定的な影響を及ぼすかも知れない他の要素又は材料を実質的に含んでいないのが良い。

本発明の幾つかの実施形態においては、結合抑止材料は、無視できる収量で酸化又はさもなければ分解する有機物質及び／又はポリマー材料（不安定物質と称される）を含んでいても良く又はＣＭＣ構造１０８（図１Ｃ）を形成するために多層構造１０６（図１Ｂ）の焼結中にＣＭＣに対する無視できる構造的影響度を有する低収量相へと進化する。このような有機且つ／又はポリマー材料は、薄い膜として層１０２間に配置させることができる。非限定的な励として、当該材料は有機ポリマー材料を含んでいても良い。このような材料は、テープの形態で提供されても良い。このような有機物テープの非限定的な例は、カリフォルニア州ハンティントンビーチにあるＡｉｒｔｅｃｈ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＧｒｏｕｐによってＦＬＡＳＨＢＲＥＡＫＥＲ（登録商標）という商品名で販売されている。

本発明の他の実施形態においては、結合抑止構造１０４は、層１０２間の層間結合を阻止する剥離剤を含んでいても良い。このような剥離剤は、焼結プロセス中に燃焼しても良いし又はしなくても良い。非限定的な例として、剥離剤は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はＰＴＦＥを基材とする材料を含んでいても良い。上記したように、剥離剤材料は、ＣＭＣ材料を損傷させないように選択されるべきである。

本発明の更に別の実施形態においては、結合抑止構造１０４は、積層中に使用されるがＣＭＣ材料の焼結又は熱分解前に除去される１以上の構造を含んでいても良い。一つの非限定的な例として、金属の薄い部片又は層を含んでいる金属挿入物を結合抑止構造１０４として採用されても良い。幾つかの実施形態においては、金属挿入物は、多層構造１０６を形成した後の当該多層構造１０６からの除去を容易にするために剥離剤によってコーティングしても良い。以下においてより詳細に説明するように、多数の溶浸及び熱分解のサイクル又は化学気相溶浸法を使用して密度が高められる非酸化物を基材とするＣＭＣ材料を含んでいる実施形態においては、金属挿入物は、剥離剤によってコーティングし、溶浸前に挿入され、複数のサイクルの各々において溶浸後であるが熱分解前に取り除いても良い。

単に一例として記載されている一つの非限定的な例として、図１Ｂに示されているように多層構造１０６を積層するときに、結合抑止構造１０４は第一の層１０２の表面の選択された領域に適用することができ、次いで、第二の層１０２を結合抑止構造１０４及び第一の層１０２を覆うように配置して、結合抑止構造１０４が第一の薄層と第二の薄層との間の選択された位置に配置されるようにする（この位置では、層間の結合が少なくされ又は阻止され且つ結果的に得られるＣＭＣ構造１０８（図１Ｃ）の相対柔軟度を増大させるのが望ましい）。次いで、結合抑止構造１０４と薄層１０２との付加的な層を類似した代替的な方法で付加して多層構造１０６を形成することができる。

各層に対する結合抑止構造１０４の位置決めは、特に、所望の結果を提供するように特別に調整することができる。更に、薄層１０２は、当該技術において知られているように繊維を相対的に配向させるような方法で形成し且つ配置することができる。複数の薄層１０２の繊維を特別に配向させ且つ／又は結合抑止構造１０４を特別に位置決めすることによって、多層構造１０６は、特別な用途に適する特別な特性又は特別な剛性を示すように形成することができる。

図１Ｂに示されている多層構造１０６は、薄層１０２内の繊維を含浸させるために使用される特別なタイプのマトリックス前駆体物質に特有の処理を使用して図１に示されている所望のＣＭＣ構造１０８を形成するように処理しても良い。このような処理としては焼結処理が含まれ得る。このような焼結処理に先立って硬化処理も任意に行うことができる。ここに使用される焼結は、以下において更に詳細に説明するように、酸化物及び非酸化物の両方のマトリックス材料の焼き締まりのために採用される種々のプロセスを指している。

幾つかの実施形態においては、多層構造１０６は、硬化されて未処理状態にされる。このようなプロセスは当該技術においては“オートクレーブ”プロセスと称することができ、多層構造１０６に高温及び高圧の両方を適用することを含むことができる。図１Ｂに示されている多層構造１０６をオートクレーブ処理することによって形成された未処理構造は、任意に機械加工するか、さもなければ未処理構造を焼結させる前に整形して、所望の最終密度にしてＣＭＣ構造１０８を形成することができる。

付加的な実施形態においては、多層構造１０６は、従来技術によるオートクレーブ処理
行うことなく焼結して所望の最終密度としてＣＭＣ構造１０８を形成しても良い。このようなプロセスはまた、多層構造１０６を焼結して所望の最終密度とする前に、積層された多層構造１０６の付加的な形成を任意的に含んでいても良い。

ＣＭＣ構造１０８（図１Ｃ）を多層構造１０６（図１Ｂ）から形成するために従来の焼結プロセスを使用することができる。特別な多層構造１０６を焼結するために使用される特別な焼結時間、温度、圧力及び雰囲気は、形成されつつあるＣＭＣ構造１０８の強化繊維及び／又はセラミックマトリックスの組成に依存するであろう。非限定的な例として、焼結プロセスは、華氏１８００°（摂氏９８２°）より高い温度を含んでいても良い。焼結プロセスは、真空下、大気圧下又は高圧力下で行うことができる。更に、焼結中に、圧力を多層構造１０６に等方的に又は異方的にかけても良い。幾つかの実施形態においては、焼結プロセスの少なくとも一部分は、酸素内又は別の酸素雰囲気内で行うことができる。付加的な実施形態においては、焼結プロセスの少なくとも一部分は、還元又は不活性雰囲気内で行うことができる。以下において更に詳細に説明するように、雰囲気の組成は、焼結中に、結合抑止構造１０４の酸化又はその他の劣化を促進するために選択的に調整することができる。結合抑止構造１０４は層１０２間の結合を抑止し、一方、結合抑止構造１０４が存在しない部分又は領域は層間結合によって相互に結合せしめられる。

酸化物マトリックス材料（“酸化物を基材とするＣＭＣ構造”）を含むべきである本発明のＣＭＣ構造の実施形態の製造中に、層間構造１０６は、比較的低圧力及び低温を使用して硬化させることができる。非限定的な例として、このような多層構造は、立方インチ当たり約１００ポンド（６８９キロパスカル）未満の圧力で且つ約華氏３５０°（摂氏１７７°）未満の温度で硬化させることができる。最終的に得られる構造を所望の最終密度となるように焼結するために、硬化後に、華氏２１００°（摂氏１１４９°）より高い独立常圧焼結法を使用することができる。

非酸化物マトリックス材料（“非酸化物を基材とするＣＭＣ構造”）を含むようになされている本発明のＣＭＣ構造体の実施形態は、酸化物を基材とするＣＭＣ構造を形成するために使用されるものと異なる方法を使用して製造することができる。非限定的な例として、非酸化物を基材とするＣＭＣ構造は、一般的な再溶浸又は高分子注入及び熱分解（ＰＩＰ）プロセスを使用して形成することができる。このようなＰＩＰプロセスにおいては、未処理の又は褐色の非酸化物を基材とするＣＭＣ構造を形成することができる。褐色状態という用語は、構造体が最終的なＣＭＣ構造１０８の所望の密度よりも低い密度を有している状態を示している。当該構造は、熱分解してセラミック前駆体物質をセラミックマトリックス相に変換することができる。熱分解は、酸素を含まない制御された環境内で構造を焼結させることを含んでいる。第一の熱分解サイクルの後に、当該構造は、付加的なプレセラミックポリマーによって再溶浸され且つ再び熱分解することができる。このＰＩＰプロセスは、所望程度のかさ密度が得られるまで繰り返すことができる。非限定的な例として、ＰＩＰプロセスは、開放気孔率が約５重量％未満のＣＭＣ構造を含むまで繰り返しても良い。ＰＩＰプロセスのこの例は、限定することを意図しておらず、如何なる適当なプロセスを採用しても良い。例えば、化学気相溶浸法（ＣＶＩ）は、非酸化物を基材とするＣＭＣ構造を密度を高くするために採用しても良い。

有機材料又はポリマー材料を含んでいる結合抑止構造１０４を採用している実施形態においては、このような材料は、上記した焼結プロセス中に層１０２間から除去しても良い。当該材料の組成は、本発明のＣＭＣ構造を焼結させるために使用される温度で酸素にさらされたときに、当該材料を酸化させ得る。有機結合抑止構造１０４が燃え尽きると、当該材料が配置された領域は、低い層間結合を示すことができ且つ幾つかの実施形態においては以下により詳細に説明するように層間結合を実質的に含まないかも知れない。

層１０２を覆って結合抑止構造１０４の層を形成する一つの方法は、層１０２を覆うように薄い膜を形成することを含むことができる。例えば、層１０２の表面上に有機液体、ポリマー又はポリマー前駆体物質を噴霧し、ブラシをかけ又は延ばすことによって、層１０２上に薄い膜を設けることができる。幾つかの実施形態においては、内部に切り抜き又は穴が形成されている型板が設けられている一般的なスクリーン法に似た方法を使用して層１０２上に特別なパターンを形成しても良く、当該型板を層１０２を覆うように配置し、当該型板を貫通して露出される層１０２の表面に結合抑止構造１０４が適用される。次いで、当該型板は層１０２から除去することができる。結合抑止構造１０４の薄い層が、型板内の切り抜き又は穴が層１０２上に配置されていた位置において層１０２を覆ったままとなる。

更に別の実施形態においては、ブランケットによって層１０２の選択された領域に結合抑止構造１０４を適用して層１０２を覆うように結合抑止構造１０４の実質的に連続した層を付着させ、続いて、層間結合を形成することが望ましい層１０２の領域から結合抑止構造１０４を除去する。非限定的な例として、結合抑止構造１０４は、マスキング及びエッチング法を使用して当該層から除去することができる。マスキング及びエッチング法においては、結合抑止構造１０４が選択された領域から除去されるのを防止するために、エッチングプロセス中に当該結合抑止構造１０４の選択された領域を腐食液から保護するために保護マスクが使用される。

付加的な実施形態においては、層１０２上に硬化可能な液体（例えば、ポリマー前駆体物質）の層を付着させ、続いて、層１０２上に結合抑止構造１０４を形成することが望ましい領域のみにおける硬化可能な液体を選択的に硬化させることによって、層１０２の選択された領域に結合抑止構造１０４を適用することができる。例えば、一般的な立体リトグラフィ法に似た方法を使用して、硬化可能な液体の選択された領域を硬化させるためにレーザ又はのその他のエネルギを使用することができる。立体リトグラフィのための装置は、カリフォルニア州バレンシアにある３ＤＳｙｅｔｅｍ， Ｉｎｃ．，によって販売されている。別の例として、放射線又はその他のエネルギを硬化可能な液体にぶつかる前にマスク内を通過させることによって原板処理法において硬化可能な液体の選択された領域にのみ適用することができる。当該マスクは、放射線がある領域にぶつかり且つこれらの領域内で硬化可能な液体を硬化させるのを阻止する。

多層構造１０６（図１Ｂ）を積層しつつあるときに結合抑止構造１０４が層１０２間の選択された領域に配置される１以上の構造を備えている実施形態においては、結合抑止構造１０４は、ＣＭＣ構造体１０８（図１Ｃ）を形成するために、多層構造１０６を更に処理する前に多層構造１０６から除去しても良い。結合抑止構造１０４が多層構造１０６から除去されたときに層１０２間に結合抑止構造１０４が既に配置されている位置に結果的に得られる隙間又はボイドは、多層構造１０６（図１Ｃ）がＣＭＣ構造体１０８（図１Ｃ）を形成するために更に処理されると（例えば、焼結されると）、層１０２間での層間結合の形成を抑止することができる。

図１Ｃに示されているように、幾つかの実施形態においては、ＣＭＣ構造体１０８は、多層構造１０６（図１Ｂ）を形成する際に結合抑止構造１０４が予め設けられているボイド又は隙間１１０を含んでいても良い。ここに記載している隙間１１０は、層間結合が存在しないＣＭＣ構造体１０８の部分を含んでいる。図１Ｃには、層１０２間の比較的大きな目に見える分離された部分として隙間１１０が示されているが、隙間１１０は、肉眼で見えなくても良い。更に別の実施形態においては、ＣＭＣ構造体１０８は、結合抑止構造１０４が予め設けられている領域の層間結合の量を層１０２間の他の領域に対して少なくして当該構造内の改良された可撓性を提供することができるけれども、層１０２間に大きなボイド又は隙間１１０を含んでいなくても良い（従って、図１Ｂに示されている多層構造１０６に構造的に匹敵することができる）。

図６Ａ及び６Ｂを参照すると、高い可撓性を示すＣＭＣ構造体の別の実施形態１０８’の構成が、一つの非限定的な例として示されている。ＣＭＣ構造体１０８’は、非限定的ではあるが、酸化物を基材とするＣＭＣ材料及び非酸化物を基材とするＣＭＣ材料のような１以上の適切なＣＭＣ材料を含んでいても良い。

図６Ａを参照すると、複数の層１０２が個々に形成されており且つ処理されて上記したように未処理か褐色（非酸化物を基材とするＣＭＣ）か完全に焼結された（圧密化された）状態にされている。複数の層１０２は、層１０２間の選択された領域で相互に結合されてＣＭＣ構造体１０８’を形成している。層１０２が完全に焼結された（すなわち、層が未処理か褐色状態である）場合には、ＣＭＣ構造体１０８’は更に焼結されて最終的な密度とされている。

結合抑止構造を使用することを必要とする上記した方法で層１０２を相互に結合させる代わりに、層１０２は、互いに隣接する層１０２間に配置されている結合材料１１４を使用して相互に結合させても良い。結合材料１１４は、互いに隣接する層１０２が結合されることが望ましい選択された位置又は領域に配置することができる。非限定的な例として、結合材料１１４は、接着又はろう付け材料を含んでいても良い。

層１０２と共に有効に作用するあらゆる入手可能なセラミック接着剤を使用することができる。例えば、ガラスフリット、セラミック材料のためのポリマー前駆体、ブラックガラス樹脂、アレムコ（Ａｒｅｍｃｏ：商標）接着剤、コトロニクス（Ｃｏｔｒｏｎｉｃｓ：商標）接着剤、ラス（Ｒａｔｈ：商標）接着剤のような高温セラミックを基材とする接着剤を使用することができる。接着剤はまた、セラミックホイスカ、粒子、繊維、布及び／又は不織布マットのような強化材の使用によって強化しても良い。市販によって入手可能な接着剤の非限定的な例としては、ニューヨーク州ブルックリンにあるＣｏｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．から入手可能なＲＥＳＢＯＮＤ（登録商標）９８９という一成分アルミナがある。

適切な結合材料の別の非限定的な例としては、ろう付け材料がある。層１０２を含んでいる特定の材料と共に有効に機能するあらゆる入手可能なろう付け材料も使用することができる。適切なろう付け材料は、ＣＭＣ構造が機能する環境に従って選択することができる。高温から極めて高温で機能することができる（すなわち、華氏約３３１５°（摂氏１８２４°）から華氏４１００°（摂氏２２６０°）までの溶融点を有している）典型的なろう付け材料の幾つかの非限定的な例としては、ジルコニウム、ハフニウム、ＨｆＢ_２（ＨｆＣを含んでいるか又は含んでいない）等がある。市販によって入手可能な中温ろう付け合金の非限定的な例としては、カリフォルニア州ヘイワードにあるＷｅｓｇｏ Ｍｅｔａｌｓから入手できるＡＢＡ（登録商標）もある。

更に別の実施形態においては、層１０２は、上記した２つの実施形態の組み合わせを使用して相互に結合させても良い。例えば、層１０２は、処理して未処理又は褐色の状態とすることができる。層１０２は、結合材料１１４を使用して相互に結合しても良く、結合抑止構造はまた、最終的な密度とする焼結を含む更なる処理中に、特定の位置において層間の結合の減少を更に補償するために配置しても良い。

従来のＣＭＣ構造は、概して、比較的低い破壊歪みを示す。言い換えると、従来のＣＭＣ構造に力をかけてＣＭＣ構造を曲がらせ又はさもなければ撓ませると、ＣＭＣ構造は損傷するか又は破壊しさえもするかも知れない。本発明の実施形態に従って少なくとも層間結合が少ない１以上の領域を含んでいるＣＭＣ構造を形成することによって、ＣＭＣ構造は、これらの位置に比較的高い可撓性を示すことができる。言い換えると、本発明によるＣＭＣ構造は、曲げられるか、さもなければ撓ませられたときに、損傷し且つ／又は破壊する傾向があるので、従来のＣＭＣ構造が適合しなかった用途において使用することができる。

結合抑止構造１０４が配置されていないか又は結合材料１１４が配置されていたＣＭＣ構造体１０８，１０８’の端部において層１０２が相互に結合されている。これらの位置において、ＣＭＣ構造体１０８，１０８’は、十分な強度及び比較的低い可撓性を示すであろう。ＣＭＣ構造体１０８の中間領域１１２には層間結合が少なく、ＣＭＣ構造は、この領域において比較的高い可撓性を示すかも知れない。本発明の一実施形態によるＣＭＣ構造は、ＣＭＣ構造が使用されるのが望ましい種々の異なる用途（例えば、当該構造が高温にさらされる用途）に対して制限のない数の構造を有するように設計することができるが、従来のＣＭＣ構造より高い可撓性を示すことを必要とされていた。

本発明のＣＭＣ構造体の実施形態は、種々の形状及び種々の用途のための構造とすることができる。図５Ａ〜５Ｅは、非限定的な例としての、本発明のＣＭＣ構造の種々の構造を示している。これらの非限定的な例の各々が高温環境下で使用することができる。図５Ａは、層間結合が少なく且つ／又は存在しないことを示している部分５０２Ａを備えている板ばねとして形成されたＣＭＣ構造体５００Ａの一実施形態を示している。図５Ｂは、層間結合が少ないか且つ／又は存在しないことを示している部分５０２Ｂを備えている一実施形態による撓みばねとして形成されたＣＭＣ構造体５００Ｂを示している。図５Ｃは、圧縮シールとして形成されている本発明の一実施形態によるＣＭＣ構造体５００Ｃを示している。圧縮シールとしてのＣＭＣ構造体５００Ｃは、２つの部材５０４間の部分５０２Ｃをシールするものとして示されている。図５Ｄは、層間結合が少ないか且つ／又は存在しない部分５０２Ｄを備えている皿ばねワッシャとして形成されたＣＭＣ構造体５００Ｄの断面図である。図５Ｅは、２つの層間に形成された分離された部分５０２Ｅを備えている一実施形態による両面圧縮シールとして形成されているＣＭＣ構造５００Ｅを示している。当該圧縮シールＣＭＣ構造体５００Ｅは、隣接する部材（図示せず）間にシールを形成するためにこれらの部材間に配置することができる。構造体５００Ｅは、シールの本来の厚み（又は図５Ｅに示されている高さ）よりも狭い隙間に構造体５００Ｅを配置することによって予圧することができ且つ分離されている部分５０２Ｅ内の頂部及び底部の層が圧縮されて、分離されている部分５０２Ｅは少なくとも部分的に閉じられる。

本発明のＣＭＣ構造の特別な実施形態の一つの特別な非限定的な例は、耐熱装置（ＴＰＳ）のための比較的可撓性のシールを備えている。図２は、複数の絶縁タイル又はパネル２０４を含んでいる再突入宇宙船上のＴＰＳの一部分を示している。このようなＴＰＳの非限定的な例がＲｉｅｄｅｌｌに付与された米国特許第６，８２７，３１２号に開示されている。

図３Ａは、図２の線３−３に沿った断面図であり、ＴＰＳのための可撓性のシールとして形成されているＣＭＣ構造の一実施形態を示している。可撓性シール３００は、図１Ａ〜１Ｃに関して上記したものと類似している方法で構成することができる。例えば、複数の層１０２（図１Ａ及び１Ｂ）が積層されるか又は設置されて可撓性シール３００の必要とされる形状を形成することができる。結合抑止構造１０４（図１Ａ及び１Ｂ）は、層１０２間の選択された領域に配置されて、可撓性シール３００内のこれらの領域の可撓性を増すことができる。例えば、結合抑止構造１０４は、層１０２間の可撓性シール３００の湾曲部分３０２の少なくとも一部分内の１以上の位置３０３に配置することができる（又は、配置され次いで引き続いて除去される）。このようにして、可撓性シール３００の湾曲部分３０２は、可撓性のシール３００の他の部分又は領域に対してより可撓性であっても良い。次の結合抑止構造１０４を備えた付加的な層は、所定の用途の可撓性又は堅牢性を調整するために使用することができる。

図３Ａに示されている実施形態においては、複数のＴＰＳパネル２０４の各々が、下面３０７を有している外面３０５を含んでいても良い。可撓性のシール３００は、ＴＰＳパネル２０４の外面３０５を含んでいても良い。可撓性のシール３００は、ＴＰＳパネル２０４の外面３０７の下面に取り付けて、シール３００の隙間充填部分３０８が互いに隣接するＴＰＳパネル２０４間に設けられてＴＰＳパネルの熱膨張を吸収することができる。シール３００は、依然として高い可撓性を受けることができる状態で互いに隣接しているＴＰＳパネル２０４に対して密封圧力を維持するように部分的に撓んだ状態で隙間３１０内に配置させることができる。ＴＰＳが加熱されたり冷却されたりすると、ＴＰＳパネル２０４は、矢印３０６によって示されている方向への熱膨張により横方向に拡張したり収縮したりする。ＴＰＳパネル２０４が熱膨張によって拡張したり収縮したりするときに、ＴＰＳパネル２０４間の空間又は隙間を充填する可撓性のシール３００の隙間充填部分３０８は、空間又は隙間３１０内でのＰＳパネル２０４との接触の増大又は減少によって、矢印３１２によって示されるように垂直方向に動かすことができる。例えば、図３Ｂは、温度の上昇によって膨張状態にあるＴＰＳパネル２０４を示している。ＴＰＳパネルが膨張すると、空間３１０はより小さくなり、可撓性シール３００の隙間充填部分３０８は、ＴＰＳパネル２０４との接触によって下方へ付勢される。可撓性のシール３００は、可撓性シールの隙間充填部分３０８が下方へ付勢されたときに曲がり部分３０２において撓んでシールの曲がりの際に発生する層間の引っ張り応力を解放することによる著しい損傷又は破壊を受けることなくＴＰＳパネル２０４の熱膨張を吸収することができる。同様に、ＴＰＳパネル２０４が冷却され且つ収縮するときに、可撓性のシール３００の隙間充填部分３０８は上方へ動かされて大きな隙間又は空間３１０となる。

本発明によるＴＰＳ装置の幾つかの実施形態においては、上記したように、２つの重ねられた可撓性のシールを使用することは、比較的緊密でより頑丈なシールを形成するためにＴＰＳパネル２０４間の空間内でＴＰＳパネル２０４に対して付加的な力を付与するためには望ましいかも知れない。図４は、図示されているように協働するように形成することができる可撓性のシール４００及び４０２として形成されている本発明のＣＭＣ構造を２つ使用しているＴＰＳの一実施形態を示している。可撓性のシール４００，４０２は、上記した可撓性のシール３００（図３）と同様に形成することができる。第一の可撓性のシール４００は、可撓性のシール３００（図３）と類似した方法で第一のＴＰＳパネル２０４Ａの第一の外面３０５Ａの下面３０７Ａに取り付けることができる。第一の可撓性のシール４００の隙間充填部分４０８は、第一のＴＰＳパネル２０４Ａと第二のＴＰＳパネル２０４Ｂとの間の空間３１０を充填することができる。第二の可撓性のシール４０２は、隣接する第二のＴＰＳパネル２０４Ｂ上に配置することができる。第二の可撓性のシール４０２は、隙間充填部分４０８の下面に隣接して配置されている隙間充填部分４０６を備えている下面３０７Ｂ上において第二の外面３０５Ｂに取り付けることができる。比較的大きな弾性又は可撓性の第一及び第二の可撓性のシール４００と４０２とは、協働して高いばね力を提供し、２つの隙間充填部分４０６及び４０８は、重複密封機能を提供している。

上記したように、本発明のＣＭＣ構造の実施形態は、ＴＰＳ装置以外の広範囲の用途において使用することができる。非限定的な例として、本発明の実施形態は、非限定的であるが、高温構造、制御面、エンジンダクト又は材料の種類の違い、熱膨張又は温度の差によって相対的に動く他の用途を含む幾つかの用途において、シール、板ばね、可撓性ばね、圧縮シール及び皿ばねワッシャとして使用することができる。更に、図１Ａ〜１Ｃ及び６Ａ〜６Ｂにおける実施形態は３つの層を示しているけれども、当業者は、本発明は、上記したように形成された複数の層をどのような個数で含んでいる実施形態をも包含することを認識するであろう。非限定的な例として、本発明の実施形態は２つの層を含んでいても良く、一方、他の実施形態は２以上の層を含んでいても良い。

以上、ある種の実施形態を説明し且つ添付図面に示したけれども、このような実施形態は単なる例示であり且つ本発明の範囲を限定するものではないこと及び当該実施形態に対する種々の他の付加、改造及び省略が当業者に明らかとなるであろうから、本発明は、当該特別な構造及び構成に限定されるものではない。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲の文言及びその等価物によってのみ限定される。

図１Ａは、本発明の一つの実施形態によるＣＭＣ材料を含んでいる構造体の形成において使用される構成要素を示している分解斜視図である。 図１Ｂは、図１Ａに示されている構成要素を組み立てられた形態で示している斜視図である。 図１Ｃは、図１Ａ及び１Ｂの実施形態に従って製造されたＣＭＣ構造体を示している斜視図である。 図２は、再突入宇宙船上に支持された複数の絶縁タイルを備えている耐熱装置（ＴＰＳ）の一部分を示している図である。 図３Ａは、ＴＰＳのための可撓性のシールとして形成され且つ２つの隣接しているタイル間の隙間をつないでいるＣＭＣ構造体の一実施形態を示している図２の線３−３に沿った断面図である。 図３Ｂは、タイルが温度上昇により膨張した状態にある図３ＡのＴＰＳタイル及びＣＭＣ構造体を示している断面図である。 図４は、可撓性のシールとして形成され且つ互いに隣接するタイル間に配置されている本発明の２つの部分的に重なっているＣＭＣ構造を採用しているＴＰＳの一実施形態を示している断面図である。 図５Ａは、本発明の一実施形態に従って形成されたＣＭＣ構造体を示している図であり、板ばねとして形成されているＣＭＣ構造体を示している図である。 図５Ｂは、本発明の一実施形態に従って形成されたＣＭＣ構造体を示している図であり、弾性ばねとして形成されているＣＭＣ構造体を示している図である。 図５Ｃは、本発明の一実施形態に従って形成されたＣＭＣ構造体を示している図であり、圧縮シールとして形成されているＣＭＣ構造体を示している図である。 図５Ｄは、本発明の一実施形態に従って形成されたＣＭＣ構造体を示している図であり、皿ばねワッシャとして形成されているＣＭＣ構造体を示している図である。 図５Ｅは、本発明の一実施形態に従って形成されたＣＭＣ構造体を示している図であり、両面圧縮シールとして形成されているＣＭＣ構造体を示している断面図である。 図６Ａは、本発明の一つの実施形態によるＣＭＣ材料を含んでいる構造の形成において使用されている構成要素を示している分解斜視図である。 図６Ｂは、図６Ａに示されている構成要素を組み立てられた状態で示している斜視図である。

符号の説明

１０２ 層、
１０４ 結合抑止構造、
１０６ 多層構造、
１０８ マトリックス複合材料、
１１０ 隙間、
１１２ 中間領域、
２０４ ＴＰＳパネル、
３００ 可撓性シール、
３０２ 湾曲部分、
３０５ 外面、
３０７ 下面、
３０８ 隙間充填部分、
３１０ 隙間

Claims (19)

1. セラミックマトリックス複合材料によって形成された、板ばね、撓みばね、圧縮シール、皿ばねワッシャ、及び両面シールのうちの１つとして形成されるセラミックマトリックス複合構造体を形成する方法であり、
   各々が強化繊維の周囲及び間にセラミックマトリックス材を含んでいる前記セラミックマトリックス複合材料からなる少なくとも２つの層を形成するステップと、
   少なくとも１つの結合領域と、前記少なくとも２つの層間に少なくとも層間結合が弱い結合によって形成されている少なくとも１つの領域とを形成して、前記少なくとも２つの層を結合させるステップと、を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であり、
   前記少なくとも１つの結合領域と、前記少なくとも２つの結合される層間に少なくとも層間結合が弱い結合によって形成されている少なくとも１つの領域とを形成するステップが、
   前記少なくとも２つの層間の選択された位置に結合抑止構造を付与することと、
   前記少なくとも２つの層を焼結させて前記セラミックマトリックス複合材料を形成することと、を含んでいることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であり、
   前記少なくとも１つの結合領域と、前記少なくとも２つの結合される層間に少なくとも層間結合が弱い結合によって形成されている少なくとも１つの領域とを形成するステップが、前記少なくとも２つの層間の選択された位置に結合抑止構造を付与するステップを含み、前記結合抑止構造が、有機材料、ポリマー材料、及び剥離剤のうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする方法。
4. 請求項２に記載の方法であり、
   前記少なくとも２つの層間の選択された位置に結合抑止構造を付与するステップが、前記少なくとも２つの層間にシリコンを基材とする材料を付与すること、前記少なくとも２つの層の少なくとも１つの面にテープを付与すること、前記少なくとも２つの層間にポリテトラフルオロエチレンを付与すること、のうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする方法。
5. 請求項２に記載の方法であり、
   少なくとも２つの層間の選択された位置に結合抑止構造を付与するステップが、
   前記少なくとも２つの層間に挿入物を付与するステップと、
   前記少なくとも２つの層間から前記挿入物を除去して、前記層間に隙間を形成するステップと、
   前記少なくとも２つの層の間から前記挿入物を除去した後に、前記少なくとも２つの層を焼結させてセラミックマトリックス複合材料を形成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
6. 請求項２に記載の方法であり、
   前記２つの層間の選択された位置に結合抑止構造を付与するステップが、
   前記少なくとも２つの層のうちの少なくとも１つの層の少なくとも一部分を覆うように型板を配置するステップと、
   前記型板内の少なくとも１つの開口部を介して前記少なくとも２つの層のうちの少なくとも１つの層の表面の選択された領域に結合抑止構造を適用するステップと、を含むことを特徴とする方法。
7. 請求項２に記載の方法であり、
   前記少なくとも２つの層を焼結させてセラミックマトリックス複合材料を形成するステップが、前記少なくとも２つの層の間から前記結合抑止構造を除去するステップを含んでいることを特徴とする方法。
8. 請求項２に記載の方法であり、
   前記少なくとも２つの層を形成するステップが、該少なくとも２つの層を焼結させる前に、前記少なくとも２つの層の各々の層内のポリマー前駆体物質を硬化させるステップを含んでいることを特徴とする方法。
9. 請求項１に記載の方法であり、
   前記少なくとも１つの結合領域と、前記少なくとも２つの結合される層間に少なくとも層間結合が弱い結合によって形成されている少なくとも１つの領域とを形成するステップが、
   前記少なくとも２つの層を処理して、未処理状態、褐色状態及び完全に焼結された状態のうちの１つとするステップと、
   前記少なくとも２つの層間の選択された位置に結合材料を付与するステップと、を含むことを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法であり、
    前記少なくとも２つの層を焼結させて最終的な密度にするステップを更に含むことを特徴とする方法。
11. 請求項９に記載の方法であり、
    前記結合材料を付与するステップが、接着剤とろう付け材料とからなる群から選択された結合材料を付与することを特徴とする方法。
12. 請求項１１に記載の方法であり、
    前記接着剤とろう付け材料とからなる群から選択された結合材料を付与するステップが、高温のセラミックを基材とする接着剤を付与することを含むことを特徴とする方法。
13. 請求項１１に記載の方法であり、
    前記接着剤とろう付け材料とからなる群から選択された結合材料を付与するステップが、ジルコニウム、ハフニウム及びＨｆＢ_２からなる群から選択されたろう付け材料を付与することを特徴とする方法。
14. 請求項１、２又は１２のうちのいずれか一項に記載の方法であり、
    前記少なくとも２つの層を整形して、板ばね、撓みばね、圧縮シール、皿ばねワッシャ、及び両面シールのうちの１つを形成するステップを更に含んでいることを特徴とする方法。
15. 請求項１に記載の方法であり、
    少なくとも２つの層を、複数のパネルのうちの少なくとも２つの横方向に隣接しているパネルの間に、前記少なくとも２つの層のシール部分が前記少なくとも２つの横方向に隣接しているパネルの間の隙間を覆うように配置され且つ前記少なくとも２つの横方向に隣接しているパネルが膨張又は収縮したときに前記シール部分の少なくとも一部が前記隙間に向かって動いたり当該隙間から出て行くように動いたりするのを許容するように位置決めされる、ように配置するステップを更に含み、前記シール部分は、前記少なくとも層間結合が弱い結合を含んでいる、ことを特徴とする方法。
16. セラミックマトリックス複合材料によって形成された、板ばね、撓みばね、圧縮シール、皿ばねワッシャ、又は両面シールとして形成されたセラミックマトリックス複合構造体であり、
    各々がセラミックマトリックス内に埋め込まれた繊維を含んでいるセラミックマトリックス複合材料からなる複数の相互に結合された隣接する層と、
    該複数の層のうちの互いに隣接する少なくとも２つの層からなる少なくとも１つの結合領域と、
    前記複数の層の少なくとも２つの隣接する層間に設けられた少なくとも層間結合が弱い少なくとも１つの領域と、を含んでいるセラミックマトリックス複合構造体。
17. 請求項１６に記載のセラミックマトリックス複合構造体であり、
    該セラミックマトリックス複合構造体が、複数のパネルを含んでいる耐熱装置内において、シール部分が、複数のパネルのうちの少なくとも２つの横方向に隣接しているパネル間の隙間を覆って延びるように、配置されていることを特徴とするセラミックマトリックス複合構造体。
18. 請求項１６に記載のセラミックマトリックス複合構造体であり、
    当該セラミックマトリックス複合構造体が、再突入宇宙船、高熱構造、制御面及びエンジンダクトのうちの少なくとも１つの一部分として配置されていることを特徴とするセラミックマトリックス複合構造体。
19. 請求項１６に記載のセラミックマトリックス複合構造体であり、
    少なくとも層間結合が弱い少なくとも１つの領域が、前記複数の層のうちの少なくとも２つの隣接する層の間の隙間によって規定されていることを特徴とするセラミックマトリックス複合構造体。

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