JPH04224174A - コーティングされた繊維強化材料、それを含んだセラミック複合物およびその製造方法 - Google Patents

コーティングされた繊維強化材料、それを含んだセラミック複合物およびその製造方法

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JPH04224174A
JPH04224174A JP3085168A JP8516891A JPH04224174A JP H04224174 A JPH04224174 A JP H04224174A JP 3085168 A JP3085168 A JP 3085168A JP 8516891 A JP8516891 A JP 8516891A JP H04224174 A JPH04224174 A JP H04224174A
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boron nitride
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JP3085168A
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ケネス　チヤング
Kenneth Chyung
スティーヴン　ブルース　ドーズ
Steven B Dawes
デイル　リチャード　ヴエクセル
Dale R Wexell
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に繊維強化セラミ
ックマトリックス複合材料と称される部類の無機複合材
料に関する。本発明は、保護コーティングを備えた上記
のような複合物の窒化ケイ素繊維、およびそのような保
護コーティングを取り入れた改良されたセラミック複合
物を含む。
【０００２】
【従来の技術】ガラスセラミック材料を含む繊維強化セ
ラミックマトリックス複合物は公知である。米国特許第
４，６１５，９８７　号は、マトリックスがアルカリ土
類アルミノ珪酸塩ガラス−セラミック複合物から成る炭
化ケイ素繊維強化ガラスセラミック複合物を開示してい
る。マトリックスがバリウム改質アルミノケイ酸マグネ
シウムガラスセラミックから成る同様の炭化ケイ素強化
複合物が米国特許第４，５８９，９００　号に記載され
ており、一方米国特許第４，７５５，４８９　号は、ガ
ラスセラミックマトリックスが過剰のＡｌ　２　Ｏ３　
を含みかつ該ガラスセラミックマトリックスがムライト
およびアルミナと組み合わされた灰長石から主に成るＳ
ｉ　Ｃ強化ガラスセラミックを開示している。
【０００３】これら従来技術において記載される繊維強
化セラミックマトリックス複合物の予想される用途には
、熱エンジンのような高温環境中の構造要素としての用
途がある。従って、使用される材料は、周囲温度下で良
好な強度と靭性を有するのみでなく、動作環境下で遭遇
する高温において望ましい物性を示すものでなければな
らない。７００　〜１０００℃の温度および高度の酸化
条件（酸素の高温活性による）は前記動作環境下の典型
的条件である。
【０００４】セラミックマトリックス複合物において、
これらの材料にとって従来から必要とされてきた大きい
強度および靭性に加えて、小さい誘電率および誘電損率
を必要とする用途が予想される。それらの用途には、誘
電損失をまねく（ｌｏｓｓｙ）　炭素または炭化物材料
は使用できず、従ってそれに代わる強化材料を見つけな
ければならない。米国特許第４，７１１，８６０　号に
開示される１つのアプローチは、窒化ケイ素（Ｓｉ　３
　Ｎ４　）ホイスカー（すなわち大変短い（＜５００　
μｍ）繊維性窒化ケイ素）によってきん青石ガラスセラ
ミックを強化することを含む。 しかしながら、これによって達成される高温（１２００
℃）　強度は平均５００００ｐｓｉを下まわる。
【０００５】損失の小さい複合物を与える強化材料の上
記のものに代わる候補は窒化ケイ素繊維である。ミリメ
ーターからメーターあるいはそれ以上の範囲の長さを有
する窒化ケイ素の繊維および／またはチョップト繊維が
入手できる。都合の悪いことに、窒化ケイ素強化繊維は
、強度のある複合物および酸化物マトリックス系内で最
小許容強度を有する小さい損質の複合物を与えない。
【０００６】ガラスセラミックマトリックス材料中で炭
化ケイ素繊維を窒化ケイ素繊維で代替すると、通常、得
られた複合物の強度が許容できないものとなる。これは
、これらの複合物を完全に固化するのに必要な高温にお
いて酸化物マトリックスと窒化物繊維の間に起こる相互
作用による繊維の脆化および／または強い界面結合に帰
因するものと思われる。同様に、バインダー燃え切り処
理によっては複合プレフォームから炭素質バインダーを
完全に除去できない窒化物強化系において、大きい誘電
損失がみられる。
【０００７】複合材料またはその中における繊維の挙動
を改善するめ、複合材料に取り込むべき繊維上にコーテ
ィングを施すことが知られている。例えば、米国特許第
４，６４２，２７１　号は、Ｓｉ　Ｏ２　、Ｚｒ　Ｏ２
　、ムライトおよびきん青石などのセラミックマトリッ
クス材料における炭化ケイ素および他の繊維強化材に窒
化ホウ素コーティングを施すことを示唆している。Ｓｉ
　Ｏ２　系において、ＢＮでコーティングされたＳｉ　
Ｃ強化繊維を用いて高温強度および靭性が改良されたが
、この効果は全てのマトリックス系において全ての繊維
について発揮されるものではなかった。
【０００８】他のコーティング系およびコーティング／
マトリックス組合せも知られている。例えば、米国特許
第４，２７６，８０４　号は、溶融金属性マトリックス
材料の繊維への接着性および湿潤性を向上させる目的で
、金属酸化物フイルムでコーティングした炭素繊維を記
載している。米故国特許第４，３９７，９０１　号は、
炭素繊維の織繊維または不織繊維基材に多層炭素／ケイ
素／炭化ケイ素コーティングを施して腐蝕条件に耐える
複合品を与えることを記載している。米国特許第４，４
０５，６８５　号は、炭素の内側コーティングおよび金
属炭化物の外側コーティングを有する選択された金属炭
化物が使用される炭素繊維の上記と同様なコーティング
系を記載している。このコーティング系は、セラミック
あるいは特に金属マトリックス材料内に埋め込むべき繊
維のための向上された保護を提供することを目的として
いる。
【０００９】米国特許第４，４８１，２５７　号は、金
属またはエポキシマトリックス材料と共に使用した時に
改良された強度と結合性を示す、ホウ素または炭化ホウ
素でコーティングされた炭化ケイ素モノフィラメントを
開示している。米国特許第４，４８５，１７９　号には
、炭化ケイ素繊維を含むセラミックマトリックス複合物
中で、炭化ケイ素繊維との相互作用を低減するためにマ
トリックスに薬剤を加えることが記載されている。この
目的にはタンタルまたはニオブ化合物が有用である。
【００１０】上記の特許および文献は、複合物ガラス、
金属およびセラミック材料の強化に使用されるべき繊維
に設けるコーティングについて概略的に示しているが、
酸化物セラミックマトリックス材料中で窒化ケイ素繊維
を保護し、そしてこの窒化ケイ素繊維の理論的補強能力
を効果的に保つコーティングシステムはいまだ開発され
ていない。さらに、窒化物−酸化物材料の潜在的な小さ
い誘電損失特性が効果的に保たれた高強度窒化物繊維強
化セラミック複合物の製造方法もいまだ開発されていな
い。
【００１１】
【発明の目的】上記に鑑みて、本発明の目的は、悪影響
をおよぼす高温条件下で改良された強度と脆性に対する
耐性を示す、窒化ケイ素強化繊維を含む繊維強化セラミ
ックマトリックス複合物を提供することである。
【００１２】本発明のさらなる目的は、改良された強度
と低減された誘電損失を示す、窒化ケイ素強化ガライセ
ラミックマトリックス複合物の製造方法を提供すること
である。
【００１３】本発明のさらなる目的は、セラミックマト
リックス補強、特にガラスセラミックマトリックス補強
に用いられる窒化ケイ素繊維の新規で改良された保護性
を有するコーティング系、およびそのようなコーティン
グを取り込んだコーテッド繊維を提供することである。
【００１４】
【発明の構成】本発明は、酸化物ベースのセラミック材
料の補強用強化媒体としての窒化ケイ素繊維の有効性を
実質的に改善する新規な繊維コーティング系の発見に基
づくものである。本発明によるコーティングは、その小
さい誘電損失特性をそこなうことなく窒化ケイ素繊維の
固有の強度を保つのに、セラミックマトリックス中にお
いて有効な接着性および凝集性のある保護層を与える。 同時に、このコーティング系は、複合物のセラミックマ
トリックス材料およびバインダー並びにセラミック複合
物を作るのに使用される固化工程に対して物理的および
化学的に相容性を有する。
【００１５】第１の側面において、本発明は、表面コー
ティングが繊維上に設けられた窒化ホウ素層と任意に前
記窒化ホウ素層に施された酸化アルミニウムオーバーコ
ーティングから成る、保護表面コーティングを有するコ
ーテッド窒化ホウ素繊維を含む。窒化ホウ素コーティン
グは主に窒化ホウ素から成るが、約１０ｗｔ．　％まで
の不純物レベルの炭素および／または酸素を含んでいて
もよい。
【００１６】もう１つの側面において、本発明は、高温
強度および小さい誘電損失を示す繊維強化セラミックマ
トリックス複合品およびその製造方法を含む。この複合
品は、酸化物ガラスおよびガラスセラミックから成る群
より選択されるセラミックマトリックスと該マトリック
ス内に配されたコーテッド窒化ケイ素強化繊維（小さい
損失の保護コーティングを有する）から成る。この小さ
い損失の保護コーティングは窒化ホウ素ベース層と任意
に該ベース層に施された酸化アルミニウム（すなわちオ
ーバーコーティング）とを含む。
【００１７】本発明の繊維強化セラミックマトリックス
複合品の製造方法は、まず第１に、窒化ホウ素および任
意にアルミナでコーティングされた窒化ケイ素繊維を含
む繊維強化材料を与える工程を含む。これらの繊維は、
次に、公知の方法で、選択されたセラミックマトリック
ス材料と、好ましくは１種類あるいはそれ以上の不堅牢
有機成分を含む流動性ビヒクルと混合された粒状形態の
マトリックスから成る混合物を繊維と組み合わせること
によって、組み合わされる。次に繊維とマトリックス材
料は、造形されて単一複合物プレフォームを形成する。
【００１８】このようにして得られた複合物プレフォー
ムを次に加熱して不堅牢有機ビヒクル成分を放出させ、
続いて熱および圧力下で固化して空隙をなくし、そして
稠密セラミックマトリックス複合品を与える。しかしな
がら、最終製品において小さい誘電率と大きい強度を達
成するために、バインダーを放出させるための加熱工程
は注意深く制御される。より好ましくは、水蒸気を実質
的に含まない酸化雰囲気中で加熱が行われる。水は、保
護性繊維コーティングを損傷させる可能性が大きいこと
がわかったからである。
【００１９】さらにもう１つの側面において、本発明は
、窒化ケイ素繊維の表面に窒化ホウ素層から成る小さい
損失の保護コーティングをデポジットは、任意にその後
窒化ホウ素層に酸化アルミニウム層をデポジットする工
程から成る、酸化物セラミックマトリックス中で窒化ケ
イ素繊維の安定性を改善するために窒化ケイ素繊維を処
理する方法を含む。
【００２０】好ましい実施態様において、窒化ホウ素層
を化学的蒸着によって窒化ケイ素繊維にデポジットし、
任意アルミナ層を、アルミニウム含有溶液または懸濁液
をコーティングすることによって窒化ケイ素繊維にデポ
ジットする。より好ましくは、アルミナの１つあるいは
複数の有機金属先駆体を含む液体コティング媒体を窒化
ホウ素をコーティングした繊維の表面に施し、この繊維
を次に加熱処理して前記先駆体をアルミナに変換する。
【００２１】本発明の実施の態様に関して制限を加える
ものではないが、窒化ホウ素コーティングは、マトリッ
クス材料による繊維への攻撃に対して有効なバリヤーを
提供すると思われる。アルミナコーティングは、コーテ
ィング系にさらなる耐久性を与えると考えられる。すな
わち、アルミナコーティングは、複合物プレフォームの
処理中における物理的損傷から相対的に軟質のＢＮコー
ティングを保護し、かつホットプレス中におけるマトリ
ックスとの有害な化学的相互作用からこのＢＮコーティ
ングを保護するよう作用する。
【００２２】本発明は、本発明による保護コーティング
を有さないものに比べて大きく改善された高温強度を示
す窒化ケイ素繊維強化セラミックマトリックス複合物を
提供する。好ましいガラスセラミックマトリックス材料
中に達成される強度は１０００℃において４０Ｋｓｉ　
を優に超え、最も強い材料では１０００〜１３００℃で
１００Ｋｓｉを超える。 これらの結果は、コーティングされていない窒化ケイ素
繊維を組み込む同様の複合物における典型的な値である
約１０〜２０Ｋｓｉ　と大きな対照を示す。同様に、９
を超えない誘電率（より典型的には約７を超えない誘電
率）、そして約１未満（より好ましくは９．６　ＧＨｚ
　において約０．２　を超えない）誘電損失を示す複合
物が上述の複合物系において得られる。
【００２３】本発明は、特定のタイプの窒化ケイ素繊維
およびセラミックマトリックス材料に限定されるもので
はない。繊維に関しては、窒化ケイ素繊維が最近入手で
きるようになり、市販の繊維が本発明により効果的にコ
ーティングされる。好ましい市販の繊維はＤｏｗ−Ｃｏ
ｒｎｉｎｇ　社製ＨＰｚ　窒化ケイ素繊維である。
【００２４】本発明による保護コーティングを含む繊維
によって強化されるセラミックマトリックス材料の選択
も、同様に重大な問題ではない。最も良好な高温特性を
必要とする用途には、耐火性アルカリ土類アメミノケイ
酸塩ガラスセラミックが好ましく、小さい誘電率損失複
合物を必要とする用途にはアルミノケイ酸カルシウムガ
ラスセラミックが特に好ましい。
【００２５】使用できるガラスセラミックのタイプには
、米国特許第４，６１５，９８７　号に開示されたもの
がある。 それらは、主要結晶相が灰長石（Ｃａ　Ｏ・Ａｌ　２　
Ｏ３　・２ＳｉＯ２　）およびそのムライト（３Ａｌ　
２　Ｏ３　・Ｓｉ　Ｏ２　）との擬似２元系、きん青石
（２Ｍｇ　Ｏ・２Ａｌ　２　Ｏ３　・５Ｓｉ　Ｏ２　）
、バリウム大隅石（Ｂａ　Ｏ・２ＭｇＯ・３Ａｌ　２　
Ｏ３　・９Ｓｉ　Ｏ２　）、アルバイト固溶体（Ｎａ　
２　Ｏ・Ａｌ　２　Ｏ３　・６Ｓｉ　Ｏ２　）、Ａｌ　
２　Ｏ３　、Ｓｉ　Ｏ２　、Ｃａ　Ｏ、Ｓｉ　Ｏ２　、
そしてゲーレナイト（２Ｃａ　Ｏ・Ａｌ　２　Ｏ３　・
Ｓｉ　Ｏ２　）から成る群より選択される、ガラスセラ
ミックを含む。
【００２６】他の耐火性アルカリ土類アルミノケイ酸塩
ガラスセラミックには、ムライトおよびα−アルミノの
少なくとも１つとの混合物における三斜晶系灰長石から
実質的に成る主要結晶相を含むものがあり、それらのガ
ラスセラミックは米国特許第４，７５５，４８９　号に
開示されている。さらに、他の使用可能な例として、米
国特許第４，４６４，４７５　号は、主要結晶相がバリ
ウム大隅石、きん青石およびスラッフドきん青石から成
る群より選択される、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガ
ラスセラミックを開示している。ここでスタッフドきん
青石中のスラッフィングイオンを構成するイオンはＢａ
　，Ｃａ　およびＳｒ　から成る群より選択される。特
にバリウムスラッフドきん青石ガラスセラミックは比較
的小さい熱膨張率と大きい弾性率を示す。
【００２７】いくらか要求の厳しくない用途には、アル
ミノケイ酸リチウムまたはアルミノケイ酸亜鉛ガラスセ
ラミックを含むマトリックス材料が選択できる。米国特
許第４，５５４，１９７　号は、このタイプのガラスセ
ラミックマトリックス材料の使用を開示している。この
材料はマグネシウムを含み、実質的にＴｉ　Ｏ２　を含
まない。これらのガラスセラミックは、β−石英固溶体
（β−ユークリプタイト固溶体と称することもある）お
よびβ−ゆう輝石固溶体から成る群より選択される主要
結晶相の存在によって特徴付けられる。
【００２８】本発明のコーティングされた繊維は、ガラ
スマトリックス材料（特にアルカリを含まないアルカリ
土類アルミノケイ酸塩ガラスを含むもの）の強化および
／または靭化に使用できる。これらのガラスは、Ｎａ　
２　Ｏ，Ｌｉ　２　ＯおよびＫ２　Ｏなどのアルカリ金
属酸化物を実質的に含まず、Ｃａ　Ｏ，Ｍｇ　Ｏ，Ｓｒ
　ＯおよびＢａＯから成る群より選択される１つ以上の
アルカリ土類金属酸化物を含むことが好ましい。
【００２９】選択された窒化ケイ素繊維強化材料上に窒
化ホウ素コーティングを施すのは、従来の化学的蒸着技
術によって行い得る。選択された繊維を真空チャンバー
内に置き、ＢＣｌ　３　、ボラジン（ｂｏｒａｚｉｎｅ
）およびアンモニアなどのホウ素および窒素源ガスの混
合物と接触させてもよい。接触は、繊維の表面で直接、
前記ホウ素および窒素源化合物の分解およびＢＮの形成
が起こるのに十分な程高い温度で行われる。これは、米
国特許第４，６４２，２７１　号に記載された炭化ケイ
素繊維のコーティング手順に類似している。
【００３０】前述したように、本発明によるＢＮコーテ
ィングを施した窒化ケイ素繊維への任意のアルミナコー
ティングのデポジションは、最も好ましくは、オーバー
コーティングのための有機金属源化合物の溶液または液
体ゾルを使用することによって達成される。蒸着、パウ
ダーコーティング、ゲルコーティング等の他のデポジシ
ョン方法もアルミナ施用に用いることができるが、溶液
またはゾルコーティングはＢＮベースコーティングへの
化学的または物理的損傷を最少限にし、優れた組成制御
、繊維被覆性およびコーティングの均質性を与える。
【００３１】上述した繊維の溶液コーティング用の好ま
しい有機金属源化合物はアルミニウムアルコキシドであ
る。しかしながら、水性または非水性媒体中に安定な溶
液またはゾルを形成する他の有機金属化合物も使用でき
る。
【００３２】マトリックス材料が粒状または粉末状形態
でのガラスとして与えられる場合、選択されたコーティ
ングを有するかあるいは有さない強化繊維をガラスセラ
ミックマトリックス材料に取り込むことができる。その
ような粒状マトリックス材料は、ドリゲージング（ｄｒ
ｉｇａｇｉｎｇ）、グラインディングおよび／またはミ
リング（ｍｉｌｌｉｎｇ）によってガラスから容易に製
造でき、このようにして得られたガラス粉末はその粉末
の懸濁液の形態で繊維に容易に施し得る。通常、これら
の懸濁液はガラス粉末と分散剤とバインダー成分から成
り、スプレー、あるいは繊維または繊維トウまたはマッ
トの懸濁液への浸漬によって施される。
【００３３】前述した粉末ガラスを含浸された繊維マッ
トまたは繊維トウは次にプレスされ、ドラムに巻かれて
ガラス含浸繊維の生シートまたはプレプレグを与える。 これらは次に所望ならば積み重ねられ、加熱されてコー
ティングビヒクル中に存在する有機成分の燃え切りが達
成される。
【００３４】小さい誘電損失を要求される用途において
、繊維表面上の窒化ホウ素の存在と共にプレフォーム製
造工程における有機分散剤、バインダーおよび／または
溶剤の存在は、バインダー燃え切りに使用される処理に
注意を払うことを要求する。小さい誘電損失を保証する
ためにはもちろん有機成分および炭素質残留物を完全に
除去することが必要であるが、同時に、窒化物コーティ
ングを、過度にはげしい燃え切り条件を用いた場合に起
こり得る有害な酸化から保護しなければならない。
【００３５】バインダー燃え切り工程中に従来の窒素雰
囲気を使用すると保護性窒化ホウ素繊維コーティングを
完全に保持できるが、小さい誘電損失の複合物が要求さ
れる場合は実用的ではない。それは、窒素雰囲気中の燃
え切りは複合物材料中に過剰の残留炭素を残すからであ
る。残留物は多孔性マトリックス相中か、またはコーテ
ィングされた窒化物繊維上の炭素コーティングとしてみ
つかり、複合物の誘電率および誘電損失を増加させる傾
向がある。
【００３６】乾燥空気、すなわち水蒸気を実質的に含ま
ない空気が窒化物コーティングおよび繊維酸化防止とバ
インダー燃え切りの適切なバランスを達成するのに好ま
しい雰囲気である。窒化ホウ素コーティングの酸化は、
約６００　℃未満の温度において水蒸気の不存在下で、
もし起こるとしてもゆっくりと進む。乾燥空気は、多孔
質プレプレグから炭素質バインダー残留物の略完全な除
去を達成するのに十分な酸化作用を与える。
【００３７】バインダー燃え切りにつづいて、複合物プ
レプレグまたはそのスタックの固化が、ホットプレス工
程によって達成される。このホットプレス中、プレプレ
グの温度がガラスの軟化点より上げられ、材料中の空隙
をなくし稠密複合物を得るために圧力が加えられる。ガ
ラスセラミックマトリックス材料の場合、ガラスセラミ
ックマトリックスへ変換するためのマトリックス材料の
結晶化をホットプレス工程中の固化と同時に達成する。
【００３８】
【実施例】本発明を以下の実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。
【００３９】実施例１◆ まず、複合物製造に使用するため、市販のグレードの窒
化ケイ素繊維を選択した。選択した材料は、Ｄｏｗ　Ｃ
ｏｒｎｉｎｇ　のＨＰｚ　繊維トウであった、重合体先
駆体の熱分解により製造され、この繊維材料は主にＳｉ
　３Ｎ４　の化学量論値を有した。これらの繊維中に通
常存在する炭素および酸素不純物は約１０重量％以下で
あった。これらの繊維は長円形の形状をなし、約１０マ
イクロメーターの直径と２００　〜４８０Ｋｓｉの単繊
維引張強さを有していた。引張弾性は約３０Ｍｓｉ　で
あり、約６．０　〜６．４の誘電率および約０．１　未
満の誘電損率を有していた。繊維は、各トウ当り約８０
０繊維から成る繊維トウとしてサプライヤーから提供さ
れた。
【００４０】このようにして得られた繊維トウに、窒化
ホウ素コーティング、または窒化ホウ素のベース層とア
ルミナのオーバーコーティングから成る組合せコーティ
ングを施した。窒化ホウ素コーティングは、化学的蒸着
の公知の方法を用いて市販のコーティングサプライヤー
によって施した。好ましい市販のコーィング供給元はＳ
ｙｎｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｈｅｒｎ
ｄｏｎ　であった。このようにして与えられた窒化ホウ
素コーティングは、通常、０．１　〜０．４　μｍの厚
さ、より好ましくは０．１　〜０．２　μｍの熱さを有
し、Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）によって測定され
た１０原子％未満の炭素および酸素不純物を含んでいた
。この範囲内で若干厚いコーティングが複合材料の極限
強さを向上させ得ることが示された。
【００４１】次に、溶液コーティング法により、いくつ
かの繊維にアルミナオーバーコーティングを施した。１
９６ｍｌ　のエタノール（希釈していない）に溶解され
た８ｇ　のアルミニウムイソプロポキシドおよび８ｍｌ
の濃縮硝酸を含むゾルをまず調製した。調製されたゾル
は透明で無色であった。
【００４２】次に、選択された窒化ホウ素コーティング
された繊維トウを約１０ｆｔ／分の速度で前記ゾルを通
して引き、続いて直接に連続して２つの管状炉に移した
。炉はそれぞれ２００　℃とと３００　℃の温度で運転
され、各炉内の繊維トウの滞留時間は約２０秒であった
。このゾル浸漬および加熱工程をもう一度くり返して繊
維トウに設けられるアルミナオーバーコーティングの厚
みを倍にした。
【００４３】上記工程に従って製造されたコーティング
された繊維を検査したところ、窒化ホウ素コーティング
、並びに窒化ホウ素コーティングとアルミナオーバーコ
ーティングは、平滑で接着性があることがわかった。 約２０００オングストロームまでの厚さを有するアルミ
ナオーバーコーティングは、基礎をなす窒化ホウ素ベー
スコーティングの７０％以上１００　％までの被度を有
していた。
【００４４】コーティングされた繊維をセラミックマト
リックスプレフォームに取り込むため、細かい粒状のア
ルミノケイ酸塩ガラスセラミックに熱結晶化し得る組成
から成る粉末アルミノケイ酸塩カルシウムガラスのスラ
リーをまず調製した。スラリー中に使用したガラスは、
約３９．５％のＳｉ　Ｏ２　、３４．６％のＡｌ　２　
Ｏ３　、１８．６％のＣａ　Ｏ、３．０　％のＺｒ　Ｏ
２　および０．５　％のＡｓ　２　Ｏ３　から成る組成
を有し、熱結晶化して、主要結晶相として灰長石を副結
晶相としてアルミナおよびムライトを含むガラスセラミ
ックを得た。
【００４５】このスラリーは、粉末ガラスと共にアルコ
ールビヒクルおよびポリビニルブチラルバインダーを含
み、このバインダーはスラリーの約４０重量％の割合で
存在した。繊維をこのスラリーでコーティングするため
、前記繊維トウをスラリー中で引き、次にスラリーから
出して０．０４０　〜０．０５０　インチの孔を有する
ストリッピングダイに通して繊維から余分なスラリーを
除去した。次にこのコーティングされた繊維を収集ドラ
ムに巻き、乾燥し、続いて該ドラムから切り出して、ガ
ラス／バインダー混合物中で略一軸整列された繊維を含
むプレプレグシートを与えた。
【００４６】上記のようにして製造されたプレプレグシ
ートから切断された断片を積み重ねて８〜１２シートの
スタックを形成することによって、繊維強化複合プレー
トを作った。次にこれらを固化し、ホットプレスによっ
て熱結晶化させて稠密で完全に固化した複合体を得た。
【００４７】繊維コーティングの有益な界面特性を保持
しつつ固化複合物中の残留炭素を最少限にするため、固
化前に乾燥空気燃え切り工程が利用された。乾燥窒素雰
囲気で一晩加熱することによって水分を除去したオーブ
ンにプレプレグレイアップを置いた。次に乾燥空気源を
炉に取り付けて乾燥酸化環境を与えた。
【００４８】５００　〜５５０　℃まで１時間加熱し、
次に乾燥空気の連続する流れによって冷却することによ
り、積み重ねられた複合プレフォームを前記炉内で燃え
切り処理した。このようにして燃え切り処理されたプレ
プレグシートから取ったコーティングされた繊維のＥＳ
ＣＡによる注意深い表面分析により、元のベースコーテ
ィングから残存する７５重量％を超えるＢＮおよび８重
量未満の残留炭素を組む表面組成が明らかになった。こ
れは、従来のように、窒素中での燃え切り工程を利用し
た場合に通常見られる６０％の表面炭素レベルおよび２
５％の残存ＢＮコーティングとは大きな対照をなす。
【００４９】燃え切り処理されたプレプレグに存在する
粉末ガラスマトリックス材料の検査により、完全に白い
材料であることがわかり、それによって、バインダー材
料および炭素質残留物の実質的に完全に除去が燃え切り
において達成されたことが示された。マトリックスは、
これらのプレフォーム中の炭素残留の敏感な指標である
黄褐色変色またはグレー変色が実質的になかった。
【００５０】燃え切りサイクルが完了した後、複合プレ
フォームを１１００〜１４５０℃の範囲の最高温度およ
び１０００〜２０００ｐｓｉ　の範囲のピーク固化圧力
までホットプレスすることによって固化した。炭素汚染
の可能性を最少限にするため、グラファイトプレスモー
ルドを窒素下１４５０℃で加熱清浄した。次にサンプル
をプレスに装填し、プレスを脱気して乾燥窒素を流しな
がら７５０　〜８５０　℃の温度まで予備加熱した。最
後に、サンプルを窒素下または真空下で、圧力を選択さ
れた最大固化圧力まで上げながら、選択されたピーク固
化温度まで加熱し、その条件下に１０分間から２時間保
持して完全な固化を達成し、次に１〜３時間かけて周囲
温度および圧力まで冷却および減圧した。
【００５１】表１は、上記のようにした製造された複合
セラミックプレートの燃え切りおよび固化工程パラメー
ターを示す。表１には、保護コーティングの組成（ＢＮ
のみであるか、ＢＮとＡｌ　２　Ｏ３　オーバーコーテ
ィングの組み合わせであるか）、使用された燃え切り雰
囲気、固化工程に使用されたピーク固化温度および圧力
、そして得られた固化製品の密度が表示されている。
【００５２】
【表１】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　複合物製造　　　　サンプル　　コーティング　
　燃え切り　　固化温度　　固化圧力　　固化密度　　
　　　　　　　　　　　Ｎｏ　．　　　　　　組成　　
　　　　雰囲気　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１　　　　　　ＢＮ　　　　　　　　　　　　空気　
　　　１３４６℃　　　　１５００ｐｓｉ　　　２．６
３ｇ／ｃｃ　　　　　　　　　　　　２　　　　　　Ｂ
Ｎ　　　　　　　　　　　　空気　　　　１２３１℃　
　　　１５００ｐｓｉ　　　２．６４ｇ／ｃｃ　　　　
　　　　　　　　３　　　　　　ＢＮ　　　　　　　　
　　　　空気　　　　１３４８℃　　　　２０００ｐｓ
ｉ　　　２．６６ｇ／ｃｃ　　　　　　　　　　　　４
　　　　　　ＢＮ　　　　　　　　　　　　空気　　　
　１２０７℃　　　　１５００ｐｓｉ　　　２．６３ｇ
／ｃｃ　　　　　　　　　　　　５　　　　　　ＢＮ　
　　　　　　　　　　　空気　　　　１２０５℃　　　
　２０００ｐｓｉ　　　２．６３ｇ／ｃｃ　　　　　　
　　　　　　６　　　　　　ＢＮ／Ａｌ２　　Ｏ３　　
　空気　　　　１２０５℃　　　　１５００ｐｓｉ　　
　２．５４ｇ／ｃｃ　　　　　　　　　　　　７　　　
　　　ＢＮ／Ａｌ２　　Ｏ３　　　空気　　　　１２５
９℃　　　　１５００ｐｓｉ　　　２．５５ｇ／ｃｃ　
　　　　　　　　　　　８　　　　　　ＢＮ／Ａｌ２　
　Ｏ３　　　空気　　　　１２５６℃　　　　２０００
ｐｓｉ　　　２．５６ｇ／ｃｃ　　　　　　　　　　　
　９　　　　　　ＢＮ／Ａｌ２　　Ｏ３　　　空気　　
　　１３４９℃　　　　１５００ｐｓｉ　　　２．６０
ｇ／ｃｃ　　　　　　　　　　　　１０　　　　　　Ｂ
Ｎ／Ａｌ２　　Ｏ３　　　空気　　　　１３０９℃　　
　　１５００ｐｓｉ　　　２．５９ｇ／ｃｃ　　　　　
　　　　　　　１１　　　　　　ＢＮ／Ａｌ２　　Ｏ３
　　　空気　　　　１２５２℃　　　　１５００ｐｓｉ
　　　２．５６ｇ／ｃｃ　　　　　　　　　　　　１２
　　　　　　ＢＮ／Ａｌ２　　Ｏ３　　　空気　　　　
１２５２℃　　　　１５００ｐｓｉ　　　２．５７ｇ／
ｃｃ　　　　　　　　　　　　１３　　　　　　ＢＮ／
Ａｌ２　　Ｏ３　　　空気　　　　１２０８℃　　　　
１５００ｐｓｉ　　　２．５４ｇ／ｃｃ　　　　　　　
　　　　　１４　　　　　　ＢＮ／Ａｌ２　　Ｏ３　　
　空気　　　　１２５６℃　　　　１５００ｐｓｉ　　
　２．５８ｇ／ｃｃ　　　　　　表１に示された複合物
プレートの製造に用いられた処理工程により、２５〜４
５容量％の強化用繊維を含む複合物が与えられた。これ
らの複合物の理論的密度は２．６　〜２．７　の範囲に
あるが、ほとんどの場合にこの理論値の９５％以内への
固化が達成された。
【００５３】表１の複合物プレートについて、繊維強化
材料の強度および弾性、並びに複合物の誘電率および損
失特性をテストした。強度および弾性降状は、複合物プ
レートから切り取った小さなバー状サンプルに対する４
点曲げ試験によって決定した。誘電損失は９．６　ＧＨ
ｚ　において決定され、サンプル中の繊維の配列に平行
な波面配向（ｗａｖｅ　ｆｒｏｎｔ　ｏｒｉｅｎｔａｔ
ｉｏｎ）の場合および該配列に直角な波面配向の場合に
ついて測定した。
【００５４】表２は、上述した手順に従って作られたＢ
Ｎコーティングを含む（アルミナオーバーコーティング
は有さない）サンプルについての強度および誘電特性評
価から得られたデータを示す。表２には、強度試験が行
われた温度（Ｔｅｓｔ　Ｔｅｍｐ．）、各サンプルにつ
いて測定された極限破壊応力（Ｓｕｌｔ）、応力破壊点
におけるサンプルの伸び率パーセント（Ｅｕｌｔ）、弾
性曲げの範囲に亘って測定されたほとんどのサンプルに
ついての曲げ弾性率（ＥＢ　）、繊維強化サンプルの誘
電率（Ｋ′）、そしてサンプル中の強化用繊維の配列方
向に対して平行（Ｋ＝　）および直角（Ｋ＋　）に測定
された誘電損失が示されている。
【００５５】
【表２】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　コーティングさ
れたＳｉ　３　Ｎ４　強化複合物　　　　サンプル　　
Ｔｅｓｔ　　　Ｓｕｌｔ　　　εｕｌｔ　　　　　ＥＢ
　　　　　誘電率　　　　誘電損率　　　　　　　　　
　　　Ｎｏ．　　　　　Ｔｅｍｐ．　　Ｋｓｉ　　　　
　　（％）　　　　　Ｍｓｉ　　　　　　Ｋ′　　　　
Ｋ＝　／Ｋ＋　　　　　　　　　　　１　　　　　　　
　　２５　　　　　　９　　　　　０．０７　　　　　
１２．８　　　　　　９．１　　　　　　１．４／０．
１４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００
０　　　　　１２　　　　　０．１５　　　　　　９．
６　　　　　　８．６　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　２　　　　　　　　　２５　　　
　　３３　　　　　０．２４　　　　　１４．１　　　
　　　８．６　　　　　　０．３１／０．１１　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１０００　　　　　４
２　　　　　０．５３　　　　　　９．０　　　　　　
８．５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１２００　　　　　４６　　
　　　０．８７　　　　　　−−−　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
３　　　　　　　　　２５　　　　　１２　　　　　０
．１０　　　　　１３．１　　　　　　９．０　　　　
　　０．８６／０．１５　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１０００　　　　　２８　　　　　０．２８
　　　　　１０．２　　　　　　８．８　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１２００　　　　　３７　　　　　０．６８　　　
　　　６．６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　４　　　　　　　　　
２５　　　　　２５　　　　　０．１８　　　　　１４
．２　　　　　　７．４　　　　　　１．０３／０．１
２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０００　
　　　　６３　　　　　０．８０　　　　　　８．５　
　　　　　７．０　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１２００　　　　
　５４　　　　　０．６１　　　　　　−−−　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　５　　　　　　　　　２５　　　　　２２　
　　　　０．１９　　　　　１３．８　　　　　　６．
３　　　　　　０．１２／０．２２　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１０００　　　　　４２　　　　
　０．５０　　　　　　８．４　　　　　　６．９　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１２００　　　　　７６　　　　　１．
６６　　　　　　６．８　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　表２に示された物性デー
タはいくつかの点で注目に値するものである。まず、複
合物の周囲温度強さが通常驚くべき程には大きくないと
しても、特に興味ある１０００℃および１２００℃での
テスト温度において多くの場合に十分向上された強度レ
ベルが得られている。さらに、限られたサンプルにおい
て高温弱さが見られるが、これは材料中の悪影響を与え
る化学的相互作用によるものではなく、マトリックス中
の不均質な繊維分布（繊維不足層を形成する余分なマト
リックス材料）によるものであることがわかった。１０
００℃において４０Ｋｓｉ　を十分に超える曲げ強さは
これらの材料の特徴的特性であると考えられる。
【００５６】これらサンプルの誘電性能もまた注目に値
するものである。サンプル１〜３について報告された誘
電率はおそらく測定装置の誤差のために実際より１単位
大きく現れていると考えられるが、それでも約９より小
さい値であり、サンプル４〜５（これらはこの複合物に
ついてのより典型的な誘電挙動を示している）は６．３
〜７．４　の誘電率を有する。このように、これらの材
料はまた、通常約８未満の誘電率によって特徴付けられ
る。同時に、０．１　〜１．５　の範囲の誘電損失が示
され、サンプルの配向に係わりなく最良の材料は約０．
３　未満の誘電損失を有する。
【００５７】この性能は、窒素下でバインダー燃え切り
が行われる同様の構成のサンプルにおける誘電挙動と大
きな対照をなす。後者の複合物において、おそらく過剰
の炭素保持のために、通常１００　を超える誘電率が測
定される。
【００５８】最後に、表２に示した複合物は、高温強度
試験において、相状（ｗｏｏｄｙ）または繊維状（ｆｉ
ｂｒｏｕｓ）外観の破損面が生じるような曲げ破損様態
を示す。この破損様態は、これらの材料における強度お
よびかなりの高温靭性の保持を示すものである。
【００５９】ＢＮコーティングのみを有する窒化ケイ素
繊維を含む複合物において得られた強度レベルは小さい
誘電特性の複合物にとってかなりの改善を提示している
が、ＢＮベース層の上にアルミナオーバーコーティング
を有する繊維を使用した複合物においてはより大きい強
度レベルが得られることがわかった。表３は、表１の場
合と同じ手順で作られた複合物プレート（ただしＢＮ／
Ａｌ　２　Ｏ３　組合せコーティングを有する）につい
ての強度試験データを示す。
【００６０】
【表３】 　　　　　　　　　　ＢＮ／Ａｌ　２　Ｏ３　コーティ
ングされたＳｉ　３　Ｎ４　強化複合物　　　　サンプ
ル　　Ｔｅｓｔ　　　Ｓｕｌｔ　　　εｕｌｔ　　　　
　ＥＢ　　　　　誘電率　　　　誘電損率　　　　　　
　　　　　　Ｎｏ．　　　　　Ｔｅｍｐ．　　Ｋｓｉ　
　　　　　（％）　　　　　Ｍｓｉ　　　　　　Ｋ′　
　　　Ｋ＝　／Ｋ＋　　　　　　　　　　　６　　　　
　　　　　２５　　　　　８２　　　　　０．７９　　
　　　１４．０　　　　　　７．８６　　　　０．６６
／０．１８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１０００　　　　１０７　　　　　１．２８　　　　　
１１．１　　　　　　６．６３　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２０
０　　　　　８７　　　　　１．４６　　　　　　７．
６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３００　　
　　　７４　　　　　１．５５　　　　　　５．８　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　７　　　　　　　　　２５　　　　　６
９　　　　　０．５１　　　　　１６．０　　　　　　
７．６０　　　　　０．５４／０．１１　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１０００　　　　１１６　　
　　　１．１１　　　　　１１．５　　　　　　７．１
３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１２００　　　　　８７　　　　　
１．１３　　　　　　７．９　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１３００　　　　１１０　　　　　１．７
４　　　　　　６．７　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８　　　　　
　　　　２５　　　　　５８　　　　　０．４８　　　
　　１３．５　　　　　　７．４５　　　　　０．３３
／０．２３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
０００　　　　１１０　　　　　１．１５　　　　　１
１．７　　　　　　７．２８　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２００
　　　　　８７　　　　　１．２９　　　　　　８．６
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３００　　　
　　９０　　　　　２．０８　　　　　　６．９　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　９　　　　　　　　　２５　　　　　４２
　　　　　０．４６　　　　　１０．９　　　　　　７
．１　　　　　　０．１６／−　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１０００　　　　　６７　　　
　　０．７４　　　　　１０．０　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
０　　　　　　　　　２５　　　　　５８　　　　　０
．４７　　　　　１４．４　　　　　　７．１　　　　
　　０．２０／−　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１０００　　　　　９６　　　　　１．００
　　　　　１０．９　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　これより明らかなことは、Ｂ
Ｎコーティングとアルミナオーバーコーティングを組み
合わせたものを窒化ケイ素強化用繊維に施した複合物プ
レートは、ＢＮコーティングのみ有する同様の複合物と
比較した場合においてさえ驚く程大きな強度を示すこと
である。これらのサンプルの極限曲げ強さは２５℃で５
０〜８５Ｋｓｉ　であり、１０００℃で１０５　〜１１
５Ｋｓｉであった。１２００℃での曲げ強さは９０Ｋｓ
ｉ　であり、１３００℃では、マトリックスの変形にも
かかわらず１１０Ｋｓｉもの応力レベルに達した。
【００６１】さらに、室温では繊維状であるこれらの複
合物の破損面は高温下で相状から繊維状を保持し、この
ことは、大きく保持された靭性を示している。このよう
に、これらの複合物の高温性能は、公知の最も強い炭化
ケイ素繊維強化ガラスセラミックに比べても優位にあり
、それに加えて小さい誘電率および小さい誘電正接を有
する等の利点がある。
【００６２】表３に示される複合物の誘電性能は、ＢＮ
のみコーティングされた窒化物繊維を含む複合物程には
優れていないかもしれないが、それでも十分に卓越した
ものである。
【００６３】誘電率は６．６　〜７．８　の範囲にあり
、誘電損率は０．１　〜０．７　の範囲にある。どの場
合においても、繊維配列に平行に測定された誘電正接は
繊維配列に直角に測定された誘電正接より大きく、これ
らの値はＢＮベースコーティング中の炭素不純物のレベ
ルによるものである。もちろん、アルミナを加えたこと
によってこれら系の誘電率が若干増加することが予想さ
れた。と言うのは、アルミナ自体の誘電率は約９だから
である。
【００６４】表１のサンプル１１〜１４で報告された複
合物プレートに関する同様な誘電特性試験により、これ
ら複合物の最終的誘電特性を決定する際の炭素の役割が
明らかにされた。サンプル１１〜１４は、繊維表面のＥ
ＳＣＡ分析による炭素不純物レベルにおいて従来使用さ
れていた繊維より小さい窒化ケイ素繊維トウから作られ
た。結果は、強化用繊維の方向に平行な波面において測
定されたサンプルの誘電損質でさえ約０．１５を超えず
、多くは０．１０未満であった。
【００６５】理由は十分にわかっていないが、これらの
サンプルの高温強度レベルはいくらか減じられ、１００
０〜１２００℃において６０Ｋｓｉ　を優に超える極限
応力値が一軸強化複合物全てについて示された。さらに
、４０Ｋｓｉ　を超える極限強さ並びに前記と同様の誘
電性能が、０°／９０°の方形直交繊維構成の複合物プ
レートにおいて得られた。
【００６６】上記のデータが示すように、本発明による
セラミックマトリックス複合物では、強度および／また
は耐火性に関して、他の小さい誘電率のセラミック複合
物より優れている。例えば、ムライト−またはアルミナ
−繊維強化セラミックのような材料と比較した場合、本
発明の複合物は２〜５倍の極限強さ並びにそれより大き
く優れた耐火性を有する。
【００６７】上記記載は例示であって、本発明がこれら
に制限されるものではないことは理解されよう。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　窒化ホウ素の表面コーティングを有す
    ることを特徴とする窒化ケイ素繊維。
  2. 【請求項２】　　前記表面コーティングにアルミナのカ
    バー層が設けられていることを特徴とする請求項１記載
    の窒化ケイ素繊維。
  3. 【請求項３】　　ガラスおよびガラスセラミックから成
    る群より選択されるセラミックマトリックスと、窒化ホ
    ウ素の保護表面コーティングあるいはアルミナのオーバ
    ーコーティングでカバーされた窒化ホウ素のコーティン
    グを有する、前記セラミックマトリックス中に配された
    強化用窒化ケイ素繊維とを含むことを特徴とする、優れ
    た高温強度および靭性を示す繊維強化セラミックマトリ
    ックス複合物。
  4. 【請求項４】　　前記セラミックマトリックスが、その
    主要結晶相が、灰長石（Ｃａ　Ｏ・Ａｌ　２　Ｏ３　・
    ２Ｓｉ　Ｏ２　）およびそのムライト（３Ａｌ　２　Ｏ
    ３　・ＳｉＯ２　）との擬似２元系、きん青石（２Ｍｇ
    　Ｏ・２Ａｌ　２　Ｏ３　・５Ｓｉ　Ｏ２　）、バリウ
    ム大隅石（Ｂａ　Ｏ・２Ｍｇ　Ｏ・３Ａｌ　２　Ｏ３　
    ・９Ｓｉ　Ｏ２　）、アルバイト固溶体（Ｎａ　２　Ｏ
    ・Ａｌ　２　Ｏ３　・６Ｓｉ　Ｏ２　）、Ａｌ　２　Ｏ
    ３、Ｓｉ　Ｏ２　、Ｃａ　Ｏ・Ｓｉ　Ｏ２　、そしてゲ
    ーレナイト（２Ｃａ　Ｏ・Ａｌ　２　Ｏ３　・Ｓｉ　Ｏ
    ２　）から成る群より選択されるか、あるいはムライト
    およびα−アルミナの少なくとも１つと組み合わされた
    三斜晶系灰長石か、あるいはＢａ　、Ｃａ　およびＳｒ
    　から成る群より選択されるイオンでスタッフィングさ
    れたスタッフドきん青石から成る、アルカリ土類アルミ
    ノケイ酸塩ガラスセラミックマトリックスであることを
    特徴とする請求項３記載の繊維強化セラミックマトリッ
    クス複合物。
  5. 【請求項５】　　前記セラミックマトリックスが、その
    主要結晶相がβ−石英／β−ユークリプタイト固溶体お
    よびβ−ゆう輝石固溶体から成る群より選択される、リ
    チウムまたは亜鉛アルミノケイ酸塩ガラスセラミックマ
    トリックスであることを特徴とする請求項３記載の繊維
    強化セラミックマトリックス複合物。
  6. 【請求項６】　　前記セラミックマトリックスが、Ｃａ
    　Ｏ、Ｍｇ　Ｏ、Ｓｒ　ＯおよびＢａ　Ｏから成る群よ
    り選択される少なくとも１つのアルカリ土類金属酸化物
    を含み、実質的にＮａ　２　Ｏ、Ｌｉ　２　ＯおよびＫ
    ２　Ｏを含まないアルカリ不含有アルカリ土類アルミノ
    ケイ酸塩ガラスであることを特徴とする請求項３記載の
    繊維強化セラミックマトリックス複合物。
  7. 【請求項７】　　９．６　ＧＨｚ　で約１以下の誘電損
    失と約９以下の誘電率を有することを特徴とする請求項
    ３，４，５または６記載の繊維強化セラミックマトリッ
    クス複合物。
  8. 【請求項８】　　耐酸化性並びに周囲をとり囲むセラミ
    ック材料に対する結合特性を改善するための窒化ケイ素
    繊維の処理方法であって、窒化ホウ素表面コーティング
    、または窒化ホウ素コーティングと任意にアルミナオー
    バーコーティングを、前記繊維の表面にデポジットする
    工程から成り、前記デポジットは、任意に化学的蒸着に
    よるか、および／または任意に前記窒化ホウ素コーティ
    ング上に酸化アルミニウムの有機金属先駆体を含む液体
    コーティングを与え、その液体コーティングを熱分解し
    て前記先駆体をアルミナに変換することにより行われる
    ことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】　　（ａ）　窒化ホウ素および任意にアル
    ミナオーバーコーティングでコーティングされた窒化ケ
    イ素繊維を含む繊維強化材料を与え、 （ｂ）　粒状セラミック材料と少なくとも１つの不堅牢
    有機ビヒクル成分を含む混合物を前記繊維と組み合わせ
    て単一複合物プレフォームを形成し、 （ｃ）　該複合物プレフォームを加熱して前記不堅牢有
    機ビヒクル成分を除去し、そして （ｄ）　その複合物プレフォームを熱および圧力下で固
    化して稠密繊維強化複合物を与える各工程から成り；前
    記（ｃ）　の工程を、実質的に水蒸気を含まない酸化雰
    囲気中で行うことを特徴とする、繊維強化セラミックマ
    トリックス複合物の製造方法。
  10. 【請求項１０】　　前記粒状セラミック材料がアルミノ
    ケイ酸塩ガラスセラミックに熱結晶化し得る粉末ガラス
    であることを特徴とする請求項９記載の方法。
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