JPH11291403A - 多層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法 - Google Patents
多層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】強度及び軽量性に優れ、耐熱衝撃性に優れ、吸
音性能の高い多層構造の軽量セラミックス吸音材の提供 【解決手段】本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音
材は、少なくとも２層以上の多層構造の軽量セラミック
ス吸音材であって、第１層が気孔率６０〜９２％の繊維
強化セラミックス多孔体から成り、第２層が気孔率７０
〜９５％の同一マトリックス多孔体であり、該多孔体は
表面に向かって気孔径が小さくなる構造から成り、これ
らの各層の密度が異なるもので、ここで吸音材は、平均
１０〜１０００μｍの連続気孔を有し、周波数１０００
Ｈｚで吸音率５０％以上の吸音性能を有する。このよう
な吸音材は、ジェットエンジンの排気ノズルやガスター
ビンの排気ダクトに適用される。
音性能の高い多層構造の軽量セラミックス吸音材の提供 【解決手段】本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音
材は、少なくとも２層以上の多層構造の軽量セラミック
ス吸音材であって、第１層が気孔率６０〜９２％の繊維
強化セラミックス多孔体から成り、第２層が気孔率７０
〜９５％の同一マトリックス多孔体であり、該多孔体は
表面に向かって気孔径が小さくなる構造から成り、これ
らの各層の密度が異なるもので、ここで吸音材は、平均
１０〜１０００μｍの連続気孔を有し、周波数１０００
Ｈｚで吸音率５０％以上の吸音性能を有する。このよう
な吸音材は、ジェットエンジンの排気ノズルやガスター
ビンの排気ダクトに適用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量かつ強度に優
れ、更に耐熱衝撃性及び吸音性能に非常に優れている多
層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法に関
わり、特にジェットエンジンの排気ノズルやガスタービ
ンの排気ダクトなどに用いる軽量セラミックス吸音材及
びその製造方法に関するものである。
れ、更に耐熱衝撃性及び吸音性能に非常に優れている多
層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法に関
わり、特にジェットエンジンの排気ノズルやガスタービ
ンの排気ダクトなどに用いる軽量セラミックス吸音材及
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ジェットエンジンの排気ノズルな
どに用いるハニカム構造の吸音材が知られているが（図
４参照）、このハニカム構造の吸音材３０は、耐熱合金
のハニカム、孔開き板及び背面板からなり、ヘルムホル
ツ共鳴器構造のリアクティブ型であり、媒体の運動に基
づく壁面摩擦、運動量による損失により音のエネルギー
を散逸させるものである。しかし、この耐熱合金からな
るハニカム構造の吸音材は、高温（例えば７００〜８０
０Ｋ以上）の排気ガスにより、孔開き板内部のハニカム
やその背面板が過熱されて損傷したり、大きく変形する
問題があった。
どに用いるハニカム構造の吸音材が知られているが（図
４参照）、このハニカム構造の吸音材３０は、耐熱合金
のハニカム、孔開き板及び背面板からなり、ヘルムホル
ツ共鳴器構造のリアクティブ型であり、媒体の運動に基
づく壁面摩擦、運動量による損失により音のエネルギー
を散逸させるものである。しかし、この耐熱合金からな
るハニカム構造の吸音材は、高温（例えば７００〜８０
０Ｋ以上）の排気ガスにより、孔開き板内部のハニカム
やその背面板が過熱されて損傷したり、大きく変形する
問題があった。
【０００３】即ち、孔開き板は例えばステンレスやアル
ミニウムの金属板からなるので、過熱により損傷や熱変
形を受け、更にハニカムとのろう付け部が剥がれること
があった。また、この吸音構造では、吸音できる騒音の
帯域が狭く、ジェットエンジン等のような広帯域の騒音
（例えば１００〜３０００Ｈｚ以上）が十分に消音でき
ないという問題があった。
ミニウムの金属板からなるので、過熱により損傷や熱変
形を受け、更にハニカムとのろう付け部が剥がれること
があった。また、この吸音構造では、吸音できる騒音の
帯域が狭く、ジェットエンジン等のような広帯域の騒音
（例えば１００〜３０００Ｈｚ以上）が十分に消音でき
ないという問題があった。
【０００４】一方、多孔質層、繊維質層から成る吸音材
が知られており、例えば、特開昭６１−１４３５０１
号、特開昭６１−４４１０２号、特開平６−４２０７１
号、特開平６−２４７７７８号等の種々の吸音材が提案
されている。
が知られており、例えば、特開昭６１−１４３５０１
号、特開昭６１−４４１０２号、特開平６−４２０７１
号、特開平６−２４７７７８号等の種々の吸音材が提案
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−１４３５
０１号の「多孔質吸音材の製造方法」及び特開昭６１−
４４１０２号の「軽量高強度吸音材」は、金属粒子を構
成材料とし、かつ残存する気孔率が２０〜５０％のもの
が開示されているが、これらの吸音材は、残存する気孔
率が２０〜５０％と低いため、耐熱強度が低くかつ比重
が大きく重量がかさむという問題がある。
０１号の「多孔質吸音材の製造方法」及び特開昭６１−
４４１０２号の「軽量高強度吸音材」は、金属粒子を構
成材料とし、かつ残存する気孔率が２０〜５０％のもの
が開示されているが、これらの吸音材は、残存する気孔
率が２０〜５０％と低いため、耐熱強度が低くかつ比重
が大きく重量がかさむという問題がある。
【０００６】また特開平６−４２０７１号の「セラミッ
クス製吸音材」は、セラミックスを構成材料とするた
め、軽量で強度は高いが、ジェットエンジンの騒音域で
特に問題となる１０００〜２０００Ｈｚでの吸音率が５
０〜６０％弱に過ぎず、不十分であるという問題があ
る。更に特開平６−２４７７７８号の「傾斜配向した気
孔を持つ軽量セラミックス成形体及びその製造方法」で
は、気泡剤を加えて攪拌してセラミックス発泡スラリー
を型に流し込み、得られた成形体を焼成することによ
り、気孔径の傾斜した多孔体を得るものであるが、この
方法では、気孔率が高くなると、気孔同士の集合速度が
速くなり、気孔径の大きな多孔体になる。このような多
孔体は強度が低く、また吸音性能が不十分であり、ジェ
ットエンジンやガスタービンの排気に適用した場合には
高温ガスにより表面が過熱されると、複数のクラック進
展により破壊された吸音材の破片が飛散しやすいという
問題があった。
クス製吸音材」は、セラミックスを構成材料とするた
め、軽量で強度は高いが、ジェットエンジンの騒音域で
特に問題となる１０００〜２０００Ｈｚでの吸音率が５
０〜６０％弱に過ぎず、不十分であるという問題があ
る。更に特開平６−２４７７７８号の「傾斜配向した気
孔を持つ軽量セラミックス成形体及びその製造方法」で
は、気泡剤を加えて攪拌してセラミックス発泡スラリー
を型に流し込み、得られた成形体を焼成することによ
り、気孔径の傾斜した多孔体を得るものであるが、この
方法では、気孔率が高くなると、気孔同士の集合速度が
速くなり、気孔径の大きな多孔体になる。このような多
孔体は強度が低く、また吸音性能が不十分であり、ジェ
ットエンジンやガスタービンの排気に適用した場合には
高温ガスにより表面が過熱されると、複数のクラック進
展により破壊された吸音材の破片が飛散しやすいという
問題があった。
【０００７】そこで、本発明者等は、前述した種々の問
題点を解決するために種々検討した結果、密度（又は気
泡径）をかえ、かつ多層構造とすることにより強度及び
軽量性に優れ、耐熱衝撃性に優れ、吸音性能の高い多層
構造の軽量セラミックス吸音材が得られ、また該吸音材
は、本発明の製造方法によって得られることを見出し、
この知見に基づいて本発明はなされたものである。
題点を解決するために種々検討した結果、密度（又は気
泡径）をかえ、かつ多層構造とすることにより強度及び
軽量性に優れ、耐熱衝撃性に優れ、吸音性能の高い多層
構造の軽量セラミックス吸音材が得られ、また該吸音材
は、本発明の製造方法によって得られることを見出し、
この知見に基づいて本発明はなされたものである。
【０００８】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、強度及び軽量性に優れ、耐熱衝撃性に優
れ、吸音性能の高い多層構造の軽量セラミックス吸音材
及びその製造方法を提供することにある。また本発明が
解決しようとする第２の課題は、強度及び軽量性に優
れ、耐熱衝撃性に優れ、吸音性能の高く、したがってジ
ェットエンジンのガスジェットなどに耐えることができ
る多層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法
を提供することにある。
１の課題は、強度及び軽量性に優れ、耐熱衝撃性に優
れ、吸音性能の高い多層構造の軽量セラミックス吸音材
及びその製造方法を提供することにある。また本発明が
解決しようとする第２の課題は、強度及び軽量性に優
れ、耐熱衝撃性に優れ、吸音性能の高く、したがってジ
ェットエンジンのガスジェットなどに耐えることができ
る多層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の前述の第１の課
題は、以下の各発明によってそれぞれ達成される。
題は、以下の各発明によってそれぞれ達成される。
【００１０】（１）少なくとも２層以上の多層構造の軽
量セラミックス吸音材であって、第１層が気孔率６０〜
９２％の繊維強化セラミックス多孔体から成り、第２層
が気孔率７０〜９５％の同一マトリックス多孔体であ
り、該多孔体は表面に向かって気孔径が小さくなる構造
から成り、これらの各層の密度が異なることを特徴とす
る多層構造の軽量セラミックス吸音材。 （２）第１項の吸音材は、平均１０〜１０００μｍの連
続気孔を有し、周波数１０００Ｈｚで吸音率５０％以上
の吸音性能を有することを特徴とする前記第１項に記載
の多層構造の軽量セラミックス吸音材。 （３）前記第１項又は第２項に記載の多層構造の軽量セ
ラミックス吸音材をジェットエンジンの排気ノズルに適
用したことを特徴とするジェットエンジン用排気ノズ
ル。 （４）前記第１項又は第２項に記載の多層構造の軽量セ
ラミックス吸音材をガスタービンの排気ダクトに適用し
たことを特徴とするガスタービン用排気ダクト。
量セラミックス吸音材であって、第１層が気孔率６０〜
９２％の繊維強化セラミックス多孔体から成り、第２層
が気孔率７０〜９５％の同一マトリックス多孔体であ
り、該多孔体は表面に向かって気孔径が小さくなる構造
から成り、これらの各層の密度が異なることを特徴とす
る多層構造の軽量セラミックス吸音材。 （２）第１項の吸音材は、平均１０〜１０００μｍの連
続気孔を有し、周波数１０００Ｈｚで吸音率５０％以上
の吸音性能を有することを特徴とする前記第１項に記載
の多層構造の軽量セラミックス吸音材。 （３）前記第１項又は第２項に記載の多層構造の軽量セ
ラミックス吸音材をジェットエンジンの排気ノズルに適
用したことを特徴とするジェットエンジン用排気ノズ
ル。 （４）前記第１項又は第２項に記載の多層構造の軽量セ
ラミックス吸音材をガスタービンの排気ダクトに適用し
たことを特徴とするガスタービン用排気ダクト。
【００１１】（５）セラミックス粉粒体、無機質繊維、
分散剤、有機バインダー及び気泡剤を混合して発泡スラ
リーを形成し、該スラリーを型枠に流し込み、気孔同士
の集合による気孔径の増加制御を行いながら脱水乾燥し
て繊維強化セラミックス多孔体からなる第１層を形成
し、ついでこの表面を研磨した後に、該表面にセラミッ
クスからなる同一マトリックスで構成される発泡スラリ
ーを流し込んで、気孔同士の集合による気孔径の増加制
御を行いながら脱水乾燥してセラミックス多孔体からな
る第２層を形成することにより、２層構造を形成し、こ
の２層構造の多孔体を脱脂・焼成することを特徴とする
多層構造の軽量セラミックス吸音材の製造方法。 （６）前記第５項に記載の製造方法において、発泡スラ
リー層を順次流し込んで３層以上重ね合わせ、３層構造
以上の多孔体を形成することを特徴とする多層構造の軽
量セラミックス吸音材の製造方法。
分散剤、有機バインダー及び気泡剤を混合して発泡スラ
リーを形成し、該スラリーを型枠に流し込み、気孔同士
の集合による気孔径の増加制御を行いながら脱水乾燥し
て繊維強化セラミックス多孔体からなる第１層を形成
し、ついでこの表面を研磨した後に、該表面にセラミッ
クスからなる同一マトリックスで構成される発泡スラリ
ーを流し込んで、気孔同士の集合による気孔径の増加制
御を行いながら脱水乾燥してセラミックス多孔体からな
る第２層を形成することにより、２層構造を形成し、こ
の２層構造の多孔体を脱脂・焼成することを特徴とする
多層構造の軽量セラミックス吸音材の製造方法。 （６）前記第５項に記載の製造方法において、発泡スラ
リー層を順次流し込んで３層以上重ね合わせ、３層構造
以上の多孔体を形成することを特徴とする多層構造の軽
量セラミックス吸音材の製造方法。
【００１２】前記第１項の多層構造の軽量セラミックス
吸音材は、第１層が気孔率６０〜９２％の繊維強化セラ
ミックス多孔体と第２層が気孔率７０〜９５％の同一マ
トリックス多孔体からなり、該多孔体は表面に向かって
気孔径が小さくなる構造から成り、これらの各層の密度
が異なることにより、強度及び耐熱衝撃性と軽量性を両
立させることができる。また繊維強化セラミックス多孔
体からなる第１層の厚みを薄くすることにより
吸音材は、第１層が気孔率６０〜９２％の繊維強化セラ
ミックス多孔体と第２層が気孔率７０〜９５％の同一マ
トリックス多孔体からなり、該多孔体は表面に向かって
気孔径が小さくなる構造から成り、これらの各層の密度
が異なることにより、強度及び耐熱衝撃性と軽量性を両
立させることができる。また繊維強化セラミックス多孔
体からなる第１層の厚みを薄くすることにより
【００１３】前記第２項の多層構造の軽量セラミックス
吸音材は、平均１０〜１０００μｍの連続気孔を有する
ことにより、周波数１０００Ｈｚで吸音率５０％以上の
吸音性能を有するものである。また本発明の多層構造の
軽量セラミックス吸音材は、２層以上の多孔体からな
り、かつこれらの各層は同一マトリックスを有するか
ら、接合強度も高く、軽量で耐熱衝撃性に優れている。
また、１層目は気孔径が小さく、騒音の封じ込め効果が
得られることが実験により確認された。また、１層目は
繊維で強化しているので、より耐熱衝撃性を高めること
ができ、ガスジェットにも長時間耐え得る。
吸音材は、平均１０〜１０００μｍの連続気孔を有する
ことにより、周波数１０００Ｈｚで吸音率５０％以上の
吸音性能を有するものである。また本発明の多層構造の
軽量セラミックス吸音材は、２層以上の多孔体からな
り、かつこれらの各層は同一マトリックスを有するか
ら、接合強度も高く、軽量で耐熱衝撃性に優れている。
また、１層目は気孔径が小さく、騒音の封じ込め効果が
得られることが実験により確認された。また、１層目は
繊維で強化しているので、より耐熱衝撃性を高めること
ができ、ガスジェットにも長時間耐え得る。
【００１４】前記第３項において、前記第１項又は第２
項に記載の多層構造の軽量セラミックス吸音材は、前述
の如き強度（接合強度も含む）及び耐熱衝撃性と軽量性
を有するので、ジェットエンジンの排気ノズルに効果的
に適用することができる。また前記第４項において、前
記第１項又は第２項に記載の多層構造の軽量セラミック
ス吸音材は、前述の如き強度（接合強度も含む）及び耐
熱衝撃性と軽量性を有するので、ガスタービンの排気ダ
クトに適用することができる。
項に記載の多層構造の軽量セラミックス吸音材は、前述
の如き強度（接合強度も含む）及び耐熱衝撃性と軽量性
を有するので、ジェットエンジンの排気ノズルに効果的
に適用することができる。また前記第４項において、前
記第１項又は第２項に記載の多層構造の軽量セラミック
ス吸音材は、前述の如き強度（接合強度も含む）及び耐
熱衝撃性と軽量性を有するので、ガスタービンの排気ダ
クトに適用することができる。
【００１５】前記第５項の多層構造の軽量セラミックス
吸音材の製造方法は、セラミックス粉粒体、無機質繊
維、分散剤、有機バインダー及び気泡剤を混合して発泡
スラリーを形成し、該スラリーを型枠に流し込み、気孔
同士の集合による気孔径の増加制御を行いながら脱水乾
燥して繊維強化セラミックス多孔体からなる第１層を形
成し、ついでこの表面を研磨した後に、該表面にセラミ
ックスからなる同一マトリックスで構成される発泡スラ
リーを流し込んで、気孔同士の集合による気孔径の増加
制御を行いながら脱水乾燥してセラミックス多孔体から
なる第２層を形成することにより、２層構造を形成し、
この２層構造の多孔体を脱脂・焼成することにより、繊
維強化したセラミックス多孔体と同一マトリックスの多
孔体を一体化でき、型の材質や脱水乾燥を制御すること
により、気孔径を制御でき、更に第１層の表面を研摩す
ることにより、該表面を粗面としてアンカー効果をもた
せて層間の剥離を防止する。このようにして得られた多
層構造の軽量セラミックス吸音材は、強度及び耐熱衝撃
性と軽量性を両立させることができるという優れた効果
を奏するものである。
吸音材の製造方法は、セラミックス粉粒体、無機質繊
維、分散剤、有機バインダー及び気泡剤を混合して発泡
スラリーを形成し、該スラリーを型枠に流し込み、気孔
同士の集合による気孔径の増加制御を行いながら脱水乾
燥して繊維強化セラミックス多孔体からなる第１層を形
成し、ついでこの表面を研磨した後に、該表面にセラミ
ックスからなる同一マトリックスで構成される発泡スラ
リーを流し込んで、気孔同士の集合による気孔径の増加
制御を行いながら脱水乾燥してセラミックス多孔体から
なる第２層を形成することにより、２層構造を形成し、
この２層構造の多孔体を脱脂・焼成することにより、繊
維強化したセラミックス多孔体と同一マトリックスの多
孔体を一体化でき、型の材質や脱水乾燥を制御すること
により、気孔径を制御でき、更に第１層の表面を研摩す
ることにより、該表面を粗面としてアンカー効果をもた
せて層間の剥離を防止する。このようにして得られた多
層構造の軽量セラミックス吸音材は、強度及び耐熱衝撃
性と軽量性を両立させることができるという優れた効果
を奏するものである。
【００１６】ここで、気孔同士の集合による気孔径の増
加制御を行う脱水乾燥する操作は、脱水乾燥温度により
気孔径を制御する方法であり、この温度を挙げて行くこ
とにより気孔を大きくすることができ、しがたって気孔
径の傾斜配向の制御ができる。この他、影響する因子
は、粉末の種類及び粒度、スラリーの粘度等が挙げられ
る。
加制御を行う脱水乾燥する操作は、脱水乾燥温度により
気孔径を制御する方法であり、この温度を挙げて行くこ
とにより気孔を大きくすることができ、しがたって気孔
径の傾斜配向の制御ができる。この他、影響する因子
は、粉末の種類及び粒度、スラリーの粘度等が挙げられ
る。
【００１７】前記第６項では、前記第５項に記載の製造
方法において、発泡スラリー層を順次流し込んで３層以
上重ね合わせ、３層構造以上の多孔体を形成することに
より、繊維強化したセラミックス多孔体と同一マトリッ
クスの多孔体を一体化でき、型の材質や脱水乾燥を制御
することにより、気孔径を制御でき、このようにして得
られた多層構造の軽量セラミックス吸音材は、３層構造
以上の多孔体が容易に得られ、強度及び耐熱衝撃性と軽
量性を両立させることができるという優れた効果を奏す
るものである。
方法において、発泡スラリー層を順次流し込んで３層以
上重ね合わせ、３層構造以上の多孔体を形成することに
より、繊維強化したセラミックス多孔体と同一マトリッ
クスの多孔体を一体化でき、型の材質や脱水乾燥を制御
することにより、気孔径を制御でき、このようにして得
られた多層構造の軽量セラミックス吸音材は、３層構造
以上の多孔体が容易に得られ、強度及び耐熱衝撃性と軽
量性を両立させることができるという優れた効果を奏す
るものである。
【００１８】
【発明の実施形態】以下に、本発明の多層構造の軽量セ
ラミックス吸音材の好ましい実施形態を図面を参照し
て、更に詳しく説明するが、本発明は、これらの実施形
態によって限定されるものではない。
ラミックス吸音材の好ましい実施形態を図面を参照し
て、更に詳しく説明するが、本発明は、これらの実施形
態によって限定されるものではない。
【００１９】図１は、本発明による多層構造の軽量セラ
ミックス吸音材を斜視図で示した模式的構成図である。
本発明の軽量セラミックス吸音材１０は、繊維強化セラ
ミックス多孔体１１と同一マトリックス多孔体１２から
なる。この同一マトリックスとは、多孔体１２のマトリ
ックスと繊維強化セラミックス多孔体１１のマトリック
スとが同一である意味で用いている。
ミックス吸音材を斜視図で示した模式的構成図である。
本発明の軽量セラミックス吸音材１０は、繊維強化セラ
ミックス多孔体１１と同一マトリックス多孔体１２から
なる。この同一マトリックスとは、多孔体１２のマトリ
ックスと繊維強化セラミックス多孔体１１のマトリック
スとが同一である意味で用いている。
【００２０】このようなマトリックス単相の多孔体１２
は、気孔率７０〜９５％の多孔体であり、繊維強化セラ
ミックス多孔体に接する面の近傍では、平均５０〜５０
０μｍの気孔径を有し、表面に向かって気孔径が小さく
なり、表面付近で平均２０〜１００μｍの気孔径を持つ
傾斜配向した気孔が存在している。この構成により、強
度は向上し、局所的にクラックが発生しても、マトリッ
クス単相の多孔体１２では気孔が傾斜配向されているの
で、このクラックの進展を遅らせることができ、更に表
層の繊維強化セラミックス多孔体１１が存在するので、
これによりクラックの進展が阻止乃至抑制されるので、
熱衝撃による軽量セラミックス吸音材の剥離や表面のク
ラックが非常に少なく、優れた耐熱衝撃性と強度を得る
ことができる。
は、気孔率７０〜９５％の多孔体であり、繊維強化セラ
ミックス多孔体に接する面の近傍では、平均５０〜５０
０μｍの気孔径を有し、表面に向かって気孔径が小さく
なり、表面付近で平均２０〜１００μｍの気孔径を持つ
傾斜配向した気孔が存在している。この構成により、強
度は向上し、局所的にクラックが発生しても、マトリッ
クス単相の多孔体１２では気孔が傾斜配向されているの
で、このクラックの進展を遅らせることができ、更に表
層の繊維強化セラミックス多孔体１１が存在するので、
これによりクラックの進展が阻止乃至抑制されるので、
熱衝撃による軽量セラミックス吸音材の剥離や表面のク
ラックが非常に少なく、優れた耐熱衝撃性と強度を得る
ことができる。
【００２１】繊維強化セラミックス多孔体１１は、マト
リックス単相の多孔体１２の表面に成形・焼成時に一体
化されている。このように繊維強化セラミックス多孔体
１１とマトリックス単相の多孔体１２との合わせ面は同
一のマトリックスで形成されているから、焼成時の収縮
でも剥離は起きず、接合強度も高い。また繊維強化セラ
ミックス多孔体１１からなる第１層の厚みを薄くするこ
とにより気孔の集合が抑制できるため強度が得やすく、
また収縮時に変形が可能なため剥離が生じ難い。したが
って、繊維強化セラミックス多孔体１１の厚みは１〜１
０ｍｍが好ましいが、より好ましくは２〜１０ｍｍであ
る。更に繊維強化セラミックス多孔体１１には、平均粒
径５０〜５００μｍの気孔を有しており、この層で騒音
の封じ込め効果が得られ、吸音率を向上させることがで
きる。また、この層はセラミックス繊維を含有すること
により強化されているので、耐熱衝撃性を更に高めるこ
とができ、高温のガスジェットに曝されても長時間耐え
ることができる。繊維強化セラミックス多孔体１１の厚
さを１〜１０ｍｍとした場合には、軽量化、気孔の微細
化・均一化による強度の向上の点で好ましい。
リックス単相の多孔体１２の表面に成形・焼成時に一体
化されている。このように繊維強化セラミックス多孔体
１１とマトリックス単相の多孔体１２との合わせ面は同
一のマトリックスで形成されているから、焼成時の収縮
でも剥離は起きず、接合強度も高い。また繊維強化セラ
ミックス多孔体１１からなる第１層の厚みを薄くするこ
とにより気孔の集合が抑制できるため強度が得やすく、
また収縮時に変形が可能なため剥離が生じ難い。したが
って、繊維強化セラミックス多孔体１１の厚みは１〜１
０ｍｍが好ましいが、より好ましくは２〜１０ｍｍであ
る。更に繊維強化セラミックス多孔体１１には、平均粒
径５０〜５００μｍの気孔を有しており、この層で騒音
の封じ込め効果が得られ、吸音率を向上させることがで
きる。また、この層はセラミックス繊維を含有すること
により強化されているので、耐熱衝撃性を更に高めるこ
とができ、高温のガスジェットに曝されても長時間耐え
ることができる。繊維強化セラミックス多孔体１１の厚
さを１〜１０ｍｍとした場合には、軽量化、気孔の微細
化・均一化による強度の向上の点で好ましい。
【００２２】繊維強化セラミックス多孔体１１の気孔率
は６０〜９２％、好ましくは７０〜９５％、マトリック
ス単相１２の気孔率は７０〜９５％、好ましくは８０〜
９５％が望ましい。また、繊維強化セラミックス多孔体
１１からマトリックス単相多孔体１２へ向かって、平均
粒径１０〜２０００μｍの連続気孔、好ましくは５０〜
５００μｍの連続気孔が存在することが好ましい。この
連続気孔は傾斜配向されている場合が好ましいが、傾斜
配向されていなくてもよい。
は６０〜９２％、好ましくは７０〜９５％、マトリック
ス単相１２の気孔率は７０〜９５％、好ましくは８０〜
９５％が望ましい。また、繊維強化セラミックス多孔体
１１からマトリックス単相多孔体１２へ向かって、平均
粒径１０〜２０００μｍの連続気孔、好ましくは５０〜
５００μｍの連続気孔が存在することが好ましい。この
連続気孔は傾斜配向されている場合が好ましいが、傾斜
配向されていなくてもよい。
【００２３】また、本発明の多層構造の軽量セラミック
ス吸音材の製造方法は、最初にセラミックススラリーの
調製を行う。酸化物系又は非酸化物系のセラミックス粉
末を原料として用い、該セラミックス粉粒体、無機質繊
維材料と分散剤、有機バインダー及び起泡剤を含有する
水溶液を混合して発泡スラリーを形成する。ついで、該
スラリーを型枠に流し込み、ついで気孔同士の集合によ
る気孔径の増加制御を行いながら、脱水乾燥することに
より第１層を形成する。ついで、第２層を第１層と同様
の方法で無機質繊維材料を添加せずに発泡スラリーを作
製した後、第１層の乾燥体表面を研摩（例えばエメリー
ペーパー等）した後、この研磨した上に流し込み、同様
に気孔径の増加制御を行いながら脱水乾燥し、脱型、焼
成することにより製造する。
ス吸音材の製造方法は、最初にセラミックススラリーの
調製を行う。酸化物系又は非酸化物系のセラミックス粉
末を原料として用い、該セラミックス粉粒体、無機質繊
維材料と分散剤、有機バインダー及び起泡剤を含有する
水溶液を混合して発泡スラリーを形成する。ついで、該
スラリーを型枠に流し込み、ついで気孔同士の集合によ
る気孔径の増加制御を行いながら、脱水乾燥することに
より第１層を形成する。ついで、第２層を第１層と同様
の方法で無機質繊維材料を添加せずに発泡スラリーを作
製した後、第１層の乾燥体表面を研摩（例えばエメリー
ペーパー等）した後、この研磨した上に流し込み、同様
に気孔径の増加制御を行いながら脱水乾燥し、脱型、焼
成することにより製造する。
【００２４】前記のスラリー調製において、水の配合量
は、通常のセラミックス粉末原料１００重量部に対して
２５〜５０重量部とするのが好ましい。水の配合量が、
２５重量部未満の場合には、スラリー調製が不十分とな
り好ましくなく、５０重量部を超えると水分が多すぎる
ために鋳込み後の固化に時間がかかりあまり望ましくな
い。
は、通常のセラミックス粉末原料１００重量部に対して
２５〜５０重量部とするのが好ましい。水の配合量が、
２５重量部未満の場合には、スラリー調製が不十分とな
り好ましくなく、５０重量部を超えると水分が多すぎる
ために鋳込み後の固化に時間がかかりあまり望ましくな
い。
【００２５】上記の製造方法において、酸化物系又は非
酸化物系のセラミックス粉末としては、この技術分野に
おいて通常用いられるもので、特に限定されるものでは
ないが、好ましいものでは、酸化物系セラミックスとし
ては、アルミナ、ムライト、マグネシア、ジルコニア等
が挙げられ、非酸化物系セラミックスとしては、炭化硅
素、窒化硅素、窒化アルミニウム等が挙げられる。
酸化物系のセラミックス粉末としては、この技術分野に
おいて通常用いられるもので、特に限定されるものでは
ないが、好ましいものでは、酸化物系セラミックスとし
ては、アルミナ、ムライト、マグネシア、ジルコニア等
が挙げられ、非酸化物系セラミックスとしては、炭化硅
素、窒化硅素、窒化アルミニウム等が挙げられる。
【００２６】本発明に用いられる無機質繊維材料として
は、セラミックスの強度を増強しうるものであれば、特
に限定されないが、具体的には炭化硅素ウイスカー、窒
化硅素ウイスカー、炭化チタンウイスカー、マグネシア
ウイスカー、アルミナ系繊維、ジルコニア系繊維、炭化
硅素系繊維、ガラス繊維等が挙げられる。有機バインダ
ーとしては、この技術分野において通常用いられるもの
でよく、好ましくはポリビニルアルコール、アクリル系
樹脂、メチルセルロース等が挙げられる。上記において
起泡剤としては、発泡に際し、気孔の直径が１０〜２０
００μｍになるものが好ましく、具体的には、蛋白質系
起泡剤、卵白及び界面活性剤を主成分とする起泡剤など
が好ましく用いられる。
は、セラミックスの強度を増強しうるものであれば、特
に限定されないが、具体的には炭化硅素ウイスカー、窒
化硅素ウイスカー、炭化チタンウイスカー、マグネシア
ウイスカー、アルミナ系繊維、ジルコニア系繊維、炭化
硅素系繊維、ガラス繊維等が挙げられる。有機バインダ
ーとしては、この技術分野において通常用いられるもの
でよく、好ましくはポリビニルアルコール、アクリル系
樹脂、メチルセルロース等が挙げられる。上記において
起泡剤としては、発泡に際し、気孔の直径が１０〜２０
００μｍになるものが好ましく、具体的には、蛋白質系
起泡剤、卵白及び界面活性剤を主成分とする起泡剤など
が好ましく用いられる。
【００２７】この他前記スラリーには必要に応じて、常
法に従い公知の滑剤、分散剤、界面活性剤等の各種添加
物を加えても良い。分散剤としては、ポリカルボン酸ア
ンモニウム塩系分散剤（アニオン系分散剤）が代表的な
ものとして挙げられる。また界面活性剤としてはアルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、高級アルキルアミノ酸等が例
示できる。また本発明では必要に応じて、常法に従い、
公知の増粘剤、糊剤等としては、例えばメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、サッカロース、糖蜜、キサ
ンタンガムなどがある。これらを添加することにより、
起泡の強度の向上を図り、起泡を安定化することができ
る。
法に従い公知の滑剤、分散剤、界面活性剤等の各種添加
物を加えても良い。分散剤としては、ポリカルボン酸ア
ンモニウム塩系分散剤（アニオン系分散剤）が代表的な
ものとして挙げられる。また界面活性剤としてはアルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、高級アルキルアミノ酸等が例
示できる。また本発明では必要に応じて、常法に従い、
公知の増粘剤、糊剤等としては、例えばメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、サッカロース、糖蜜、キサ
ンタンガムなどがある。これらを添加することにより、
起泡の強度の向上を図り、起泡を安定化することができ
る。
【００２８】本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音
材は、ジェットエンジンの排気ノズルやガスタービンの
排気ダクトなどに用いることができるが、具体的には、
図２に示される如きジェットエンジンの排気ノズルにお
いては、その内面に設置される。図２は、ジェットエン
ジンの排気ノズルの断面を示す斜視図である。ジェット
エンジンの排気ノズル１は、ミクサエジェクタ２から排
気ガスがノズル１に排出される構造となっており、この
ノズルの内面に本発明の多層構造の軽量セラミックス吸
音材３が設けられている。
材は、ジェットエンジンの排気ノズルやガスタービンの
排気ダクトなどに用いることができるが、具体的には、
図２に示される如きジェットエンジンの排気ノズルにお
いては、その内面に設置される。図２は、ジェットエン
ジンの排気ノズルの断面を示す斜視図である。ジェット
エンジンの排気ノズル１は、ミクサエジェクタ２から排
気ガスがノズル１に排出される構造となっており、この
ノズルの内面に本発明の多層構造の軽量セラミックス吸
音材３が設けられている。
【００２９】また図３はガスタービンの排気ダクトを示
す斜視図である。図３において、排気ダクト４は、排出
口５付近に本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材
３１、３２、３３が所定の間隔を開けて設けられてい
る。
す斜視図である。図３において、排気ダクト４は、排出
口５付近に本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材
３１、３２、３３が所定の間隔を開けて設けられてい
る。
【００３０】（作用）本発明の多層構造の軽量セラミッ
クス吸音材において、第１層の気孔率６０〜９２％の繊
維強化セラミックス多孔体と第２層の気孔率７０〜９５
％の同一マトリックス多孔体からなり、これらの多孔体
は表面に向かって気孔径が小さくなる構造から成り、こ
れらの各層の密度が異なることにより、亀裂が発生した
場合でも隣接した第１層により亀裂が抑制される。した
がって、強度及び耐熱衝撃性と軽量性を両立させること
ができる。
クス吸音材において、第１層の気孔率６０〜９２％の繊
維強化セラミックス多孔体と第２層の気孔率７０〜９５
％の同一マトリックス多孔体からなり、これらの多孔体
は表面に向かって気孔径が小さくなる構造から成り、こ
れらの各層の密度が異なることにより、亀裂が発生した
場合でも隣接した第１層により亀裂が抑制される。した
がって、強度及び耐熱衝撃性と軽量性を両立させること
ができる。
【００３１】本発明の吸音材は平均１０〜２０００μｍ
の連続気孔を有することにより、周波数１０００Ｈｚで
吸音率５０％以上の吸音性能を有するものである。また
本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材は、２層以
上の多孔体からなり、かつこれらの各層は同一マトリッ
クスを有するから、接合強度も高く、軽量で耐熱衝撃性
に優れている。
の連続気孔を有することにより、周波数１０００Ｈｚで
吸音率５０％以上の吸音性能を有するものである。また
本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材は、２層以
上の多孔体からなり、かつこれらの各層は同一マトリッ
クスを有するから、接合強度も高く、軽量で耐熱衝撃性
に優れている。
【００３２】また、本発明の多層構造の軽量セラミック
ス吸音材の製造方法において、発泡スラリーを型枠に流
し込み、ついで気孔同士の集合による気孔径の増加制御
を行いながら、脱水乾燥することにより、表面に向かっ
て気孔径が小さくなる傾斜配向した気孔が形成される。
ス吸音材の製造方法において、発泡スラリーを型枠に流
し込み、ついで気孔同士の集合による気孔径の増加制御
を行いながら、脱水乾燥することにより、表面に向かっ
て気孔径が小さくなる傾斜配向した気孔が形成される。
【００３３】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて更に詳しく説
明するが、本発明はこれらの例によって限定されるもの
ではない。
明するが、本発明はこれらの例によって限定されるもの
ではない。
【００３４】〔実施例１〕図１に示される多層構造の軽
量セラミックス吸音材を次の如くして製造した。第１層
は、原料としてアルミナ系セラミックス粉末（平均粒径
０．６μｍ）、無機質繊維材料として炭化珪素ウィスカ
ー（直径０．５μｍ、長さ１５μｍ）を用いて、以下の
如く繊維強化軽量セラミックス多孔体１１を作製した。
ポリカルボン酸アンモニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリ
ルエマルジョン系バインダー２８ｇ，アニオン界面活性
剤系起泡剤４５ｇ、増粘剤４．２ｇを水に溶解した水溶
液に、アルミナ系セラミックス粉末１３０３ｇ、炭化珪
素ウィスカー４０ｇを添加し、容量５リットルの樹脂製
ポット中でボールミル混合することにより発泡スラリー
を得た。この発泡スラリーを型に流し込み、ついで温度
を５℃にして脱水乾燥し、気孔同士の集合による気孔径
の増加制御を行い、得られた成形体の表面をエメリーペ
ーパーで研磨した。
量セラミックス吸音材を次の如くして製造した。第１層
は、原料としてアルミナ系セラミックス粉末（平均粒径
０．６μｍ）、無機質繊維材料として炭化珪素ウィスカ
ー（直径０．５μｍ、長さ１５μｍ）を用いて、以下の
如く繊維強化軽量セラミックス多孔体１１を作製した。
ポリカルボン酸アンモニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリ
ルエマルジョン系バインダー２８ｇ，アニオン界面活性
剤系起泡剤４５ｇ、増粘剤４．２ｇを水に溶解した水溶
液に、アルミナ系セラミックス粉末１３０３ｇ、炭化珪
素ウィスカー４０ｇを添加し、容量５リットルの樹脂製
ポット中でボールミル混合することにより発泡スラリー
を得た。この発泡スラリーを型に流し込み、ついで温度
を５℃にして脱水乾燥し、気孔同士の集合による気孔径
の増加制御を行い、得られた成形体の表面をエメリーペ
ーパーで研磨した。
【００３５】第２層も原料としてアルミナセラミックス
粉末（平均粒径０．６μｍ）を用い、以下の如く軽量セ
ラミックス多孔体１２を作製した。ポリカルボン酸アン
モニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系バ
インダー２０ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４０ｇ、
増粘剤３ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セラミ
ックス粉末８８６ｇを添加し、容量５リットルの樹脂製
ポット中でボールミル混合することにより発泡スラリー
を得た。この発泡スラリーを第１層の上から型に流し込
み、第１層と同様に、温度を５℃にして脱水乾燥し、気
孔同士の集合による気孔径の増加制御を行った。得られ
た成形体の嵩密度は０．２８ｇ／ｃｍ3であった。この
多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ球体で、独立気
孔と連続気孔との混合体であり、主として連続気孔であ
った。
粉末（平均粒径０．６μｍ）を用い、以下の如く軽量セ
ラミックス多孔体１２を作製した。ポリカルボン酸アン
モニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系バ
インダー２０ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４０ｇ、
増粘剤３ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セラミ
ックス粉末８８６ｇを添加し、容量５リットルの樹脂製
ポット中でボールミル混合することにより発泡スラリー
を得た。この発泡スラリーを第１層の上から型に流し込
み、第１層と同様に、温度を５℃にして脱水乾燥し、気
孔同士の集合による気孔径の増加制御を行った。得られ
た成形体の嵩密度は０．２８ｇ／ｃｍ3であった。この
多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ球体で、独立気
孔と連続気孔との混合体であり、主として連続気孔であ
った。
【００３６】次に、脱型した多孔体を、１６５０℃で１
時間、窒素雰囲気焼成を行うことにより、本発明の多層
構造の軽量セラミックス吸音材１０を得た。得られた多
孔体に大きな反りや割れは認められず、多孔体の破断面
を観察すると、表面付近は平均３０μｍの気孔があり、
各層の接合面には約２０〜３００μｍの気孔があり、全
体の平均気孔径は１００μｍであった。得られた多孔体
の嵩比重は０．３８ｇ／ｃｍ3 、３点曲げ常温強度は
６．２ＭＰａであった。無機質繊維材料の未添加試料よ
り、嵩密度に対する曲げ強度が高いものが得られたこと
が分かる。得られた結果を表１及び表２に示す。
時間、窒素雰囲気焼成を行うことにより、本発明の多層
構造の軽量セラミックス吸音材１０を得た。得られた多
孔体に大きな反りや割れは認められず、多孔体の破断面
を観察すると、表面付近は平均３０μｍの気孔があり、
各層の接合面には約２０〜３００μｍの気孔があり、全
体の平均気孔径は１００μｍであった。得られた多孔体
の嵩比重は０．３８ｇ／ｃｍ3 、３点曲げ常温強度は
６．２ＭＰａであった。無機質繊維材料の未添加試料よ
り、嵩密度に対する曲げ強度が高いものが得られたこと
が分かる。得られた結果を表１及び表２に示す。
【００３７】〔実施例２〕第１層は、原料としてアルミ
ナ系セラミックス粉末（平均粒径０．６μｍ）、無機質
繊維材料として炭化珪素ウィスカー（直径０．５μｍ、
長さ１５μｍ）を用いて、以下の如く繊維強化軽量セラ
ミックス多孔体１１を作製した。ポリカルボン酸アンモ
ニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系バイ
ンダー２８ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４５ｇ、増
粘剤４．２ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セラ
ミックス粉末１２００ｇ、炭化珪素ウィスカー３７ｇを
添加し、容量５リットルの樹脂製ポット中でボールミル
混合することにより発泡スラリーを得た。この発泡スラ
リーを型に流し込み、ついで温度を５℃にして脱水乾燥
し、気孔同士の集合による気孔径の増加制御を行った
後、得られた成形体の表面をエメリーペーパーで研磨し
た。
ナ系セラミックス粉末（平均粒径０．６μｍ）、無機質
繊維材料として炭化珪素ウィスカー（直径０．５μｍ、
長さ１５μｍ）を用いて、以下の如く繊維強化軽量セラ
ミックス多孔体１１を作製した。ポリカルボン酸アンモ
ニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系バイ
ンダー２８ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４５ｇ、増
粘剤４．２ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セラ
ミックス粉末１２００ｇ、炭化珪素ウィスカー３７ｇを
添加し、容量５リットルの樹脂製ポット中でボールミル
混合することにより発泡スラリーを得た。この発泡スラ
リーを型に流し込み、ついで温度を５℃にして脱水乾燥
し、気孔同士の集合による気孔径の増加制御を行った
後、得られた成形体の表面をエメリーペーパーで研磨し
た。
【００３８】第２層も原料としてアルミナセラミックス
粉末（平均粒径０．６μｍ）を用いて、軽量セラミック
ス多孔体１２を作製した。ポリカルボン酸アンモニウム
塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系バインダー
２０ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４０ｇ、増粘剤３
ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セラミックス粉
末８２０ｇを添加し、容量５リットルの樹脂製ポット中
でボールミル混合することにより発泡スラリーを得た。
この発泡スラリーを第１層の上から型に流し込み、脱水
乾燥させた成形体の嵩密度は０．２５ｇ／ｃｍ3 であっ
た。この多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ球体
で、独立気孔と連続気孔との混合体であり、主として連
続気孔であった。
粉末（平均粒径０．６μｍ）を用いて、軽量セラミック
ス多孔体１２を作製した。ポリカルボン酸アンモニウム
塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系バインダー
２０ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４０ｇ、増粘剤３
ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セラミックス粉
末８２０ｇを添加し、容量５リットルの樹脂製ポット中
でボールミル混合することにより発泡スラリーを得た。
この発泡スラリーを第１層の上から型に流し込み、脱水
乾燥させた成形体の嵩密度は０．２５ｇ／ｃｍ3 であっ
た。この多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ球体
で、独立気孔と連続気孔との混合体であり、主として連
続気孔であった。
【００３９】次に、脱型した二層が一体化された多孔体
を、１６５０℃で１時間、窒素雰囲気焼成を行うことに
より、本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材１０
を得た。得られた多孔体に大きな反りや割れは認められ
ず、多孔体の破断面を観察すると、表面付近は平均３０
μｍの気孔があり、各層の接合面には約２０〜４００μ
ｍの気孔があり、全体の平均気孔径は１２０μｍであっ
た。得られた多孔体の嵩比重は０．３５ｇ／ｃｍ3 、３
点曲げ常温強度は６．０ＭＰａであった。無機質繊維材
料の未添加試料より嵩密度に対する曲げ強度が高いもの
が得られたことが分かる。得られた結果を表１及び表２
に示す。
を、１６５０℃で１時間、窒素雰囲気焼成を行うことに
より、本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材１０
を得た。得られた多孔体に大きな反りや割れは認められ
ず、多孔体の破断面を観察すると、表面付近は平均３０
μｍの気孔があり、各層の接合面には約２０〜４００μ
ｍの気孔があり、全体の平均気孔径は１２０μｍであっ
た。得られた多孔体の嵩比重は０．３５ｇ／ｃｍ3 、３
点曲げ常温強度は６．０ＭＰａであった。無機質繊維材
料の未添加試料より嵩密度に対する曲げ強度が高いもの
が得られたことが分かる。得られた結果を表１及び表２
に示す。
【００４０】〔比較例１〕実施例１と同様の方法及び配
合でアルミナ単相の多孔体を作製した。得られた結果を
表１及び表２に示すが、脱水乾燥させた多孔質からなる
成形体の嵩密度は０．２５ｇ／ｃｍ3 であった。またこ
の多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ球体で、独立
気孔と連続気孔との混合体であり、主として連続気孔で
あった。次に、脱型した多孔体を、１６５０℃で１時間
大気中焼成を行った。得られた多孔体の破断面を観察す
ると、裏面付近は気孔径が平均１５００μｍ、表面付近
は気孔径が平均１００μｍの気孔を有していた。得られ
た多孔体の嵩比重は０．３４ｇ／ｃｍ3 、３点曲げ常温
強度は２．３ＭＰａであった。
合でアルミナ単相の多孔体を作製した。得られた結果を
表１及び表２に示すが、脱水乾燥させた多孔質からなる
成形体の嵩密度は０．２５ｇ／ｃｍ3 であった。またこ
の多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ球体で、独立
気孔と連続気孔との混合体であり、主として連続気孔で
あった。次に、脱型した多孔体を、１６５０℃で１時間
大気中焼成を行った。得られた多孔体の破断面を観察す
ると、裏面付近は気孔径が平均１５００μｍ、表面付近
は気孔径が平均１００μｍの気孔を有していた。得られ
た多孔体の嵩比重は０．３４ｇ／ｃｍ3 、３点曲げ常温
強度は２．３ＭＰａであった。
【００４１】〔比較例２〕実施例１と同様の方法及び配
合で強化繊維添加多孔体を作製した。脱水乾燥させた多
孔体からなる成形体の嵩密度は０．３２ｇ／ｃｍ3 であ
った。またこの多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ
球体で、独立気孔と連続気孔との混合体であり、主とし
て連続気孔であった。次に、脱型した多孔体を、１６５
０℃で１時間、窒素雰囲気焼成を行った。得られた多孔
体の破断面を観察すると、裏面付近は気孔径が平均１５
００μｍ、表面付近は気孔径が平均１００μｍの気孔を
有していた。得られた多孔体の嵩比重は０．４３ｇ／ｃ
ｍ3 、３点曲げ常温強度は４．５ＭＰａであった。得ら
れた結果を表１及び表２に示す。
合で強化繊維添加多孔体を作製した。脱水乾燥させた多
孔体からなる成形体の嵩密度は０．３２ｇ／ｃｍ3 であ
った。またこの多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ
球体で、独立気孔と連続気孔との混合体であり、主とし
て連続気孔であった。次に、脱型した多孔体を、１６５
０℃で１時間、窒素雰囲気焼成を行った。得られた多孔
体の破断面を観察すると、裏面付近は気孔径が平均１５
００μｍ、表面付近は気孔径が平均１００μｍの気孔を
有していた。得られた多孔体の嵩比重は０．４３ｇ／ｃ
ｍ3 、３点曲げ常温強度は４．５ＭＰａであった。得ら
れた結果を表１及び表２に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】〔実施例３〕第１層は、原料としてアルミ
ナ系セラミックス粉末（平均粒径０．６μｍ）、無機質
繊維材料として炭化珪素ウィスカー（直径０．５μｍ、
長さ１５μｍ）を用いて、以下の如く繊維強化軽量セラ
ミックス多孔体１１を作製した。ポリカルボン酸アンモ
ニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系バイ
ンダー２８ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４５ｇ、増
粘剤４．２ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セラ
ミックス粉末１３０３ｇ、炭化珪素ウィスカー４０ｇを
添加し、容量５リットルの樹脂製ポット中でボールミル
混合することにより発泡スラリーを得た。この発泡スラ
リーを型に流し込み、ついで温度を５℃にして脱水乾燥
し、気孔同士の集合による気孔径の増加制御を行った
後、得られた成形体の表面をエメリーペーパーで研磨し
た。
ナ系セラミックス粉末（平均粒径０．６μｍ）、無機質
繊維材料として炭化珪素ウィスカー（直径０．５μｍ、
長さ１５μｍ）を用いて、以下の如く繊維強化軽量セラ
ミックス多孔体１１を作製した。ポリカルボン酸アンモ
ニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系バイ
ンダー２８ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４５ｇ、増
粘剤４．２ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セラ
ミックス粉末１３０３ｇ、炭化珪素ウィスカー４０ｇを
添加し、容量５リットルの樹脂製ポット中でボールミル
混合することにより発泡スラリーを得た。この発泡スラ
リーを型に流し込み、ついで温度を５℃にして脱水乾燥
し、気孔同士の集合による気孔径の増加制御を行った
後、得られた成形体の表面をエメリーペーパーで研磨し
た。
【００４５】第２層も原料としてアルミナセラミックス
粉末（平均粒径０．６μｍ）を用いて、以下の如く軽量
セラミックス多孔体１２を作製した。ポリカルボン酸ア
ンモニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系
バインダー２０ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４０
ｇ、増粘剤３ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セ
ラミックス粉末８８６ｇを添加し、容量５リットルの樹
脂製ポット中でボールミル混合することにより発泡スラ
リーを得た。この発泡スラリーを第１層の上から型に流
し込み、第１層と同様に、温度を５℃にして脱水乾燥
し、気孔同士の集合による気孔径の増加制御を行った。
得られた成形体の嵩密度は０．２８ｇ／ｃｍ 3 であっ
た。この多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ球体
で、独立気孔と連続気孔との混合体であり、主として連
続気孔であった。ついで、この表面を第１層と同様にエ
メリーペーパーで研摩した。
粉末（平均粒径０．６μｍ）を用いて、以下の如く軽量
セラミックス多孔体１２を作製した。ポリカルボン酸ア
ンモニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系
バインダー２０ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４０
ｇ、増粘剤３ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セ
ラミックス粉末８８６ｇを添加し、容量５リットルの樹
脂製ポット中でボールミル混合することにより発泡スラ
リーを得た。この発泡スラリーを第１層の上から型に流
し込み、第１層と同様に、温度を５℃にして脱水乾燥
し、気孔同士の集合による気孔径の増加制御を行った。
得られた成形体の嵩密度は０．２８ｇ／ｃｍ 3 であっ
た。この多孔体の断面を観察すると、気孔はほぼ球体
で、独立気孔と連続気孔との混合体であり、主として連
続気孔であった。ついで、この表面を第１層と同様にエ
メリーペーパーで研摩した。
【００４６】第３層も原料としてアルミナセラミックス
粉末（平均粒径０．６μｍ）を用いて、以下の如く軽量
セラミックス多孔体１２を作製した。ポリカルボン酸ア
ンモニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系
バインダー２０ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４０
ｇ、増粘剤３ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セ
ラミックス粉末８２０ｇを添加し、容量５リットルの樹
脂製ポット中でボールミル混合することにより発泡スラ
リーを得た。この発泡スラリーを第２層の上から型に流
し込み、同様に気孔同士の集合による気孔径の増加制御
を行いながら、脱水乾燥させた。得られた成形体の嵩密
度は０．２６ｇ／ｃｍ3 であった。この多孔体の断面を
観察すると、気孔はほぼ球体で、独立気孔と連続気孔と
の混合体であり、主として連続気孔であった。
粉末（平均粒径０．６μｍ）を用いて、以下の如く軽量
セラミックス多孔体１２を作製した。ポリカルボン酸ア
ンモニウム塩系分散剤４５ｇ、アクリルエマルジョン系
バインダー２０ｇ，アニオン界面活性剤系起泡剤４０
ｇ、増粘剤３ｇを水に溶解した水溶液に、アルミナ系セ
ラミックス粉末８２０ｇを添加し、容量５リットルの樹
脂製ポット中でボールミル混合することにより発泡スラ
リーを得た。この発泡スラリーを第２層の上から型に流
し込み、同様に気孔同士の集合による気孔径の増加制御
を行いながら、脱水乾燥させた。得られた成形体の嵩密
度は０．２６ｇ／ｃｍ3 であった。この多孔体の断面を
観察すると、気孔はほぼ球体で、独立気孔と連続気孔と
の混合体であり、主として連続気孔であった。
【００４７】次に、脱型した三層が一体化された多孔体
を、１６５０℃で１時間、窒素雰囲気焼成を行うことに
より、本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材を得
た。得られた吸音材に大きな反りや割れは認められなか
った。多孔体の破断面を観察すると、表面付近は平均３
０μｍの気孔があり、各層の接合面には約２０〜３００
μｍの気孔があり、全体の平均気孔径は８０μｍであっ
た。得られた多孔体の嵩比重は０．３６ｇ／ｃｍ（気孔
率９０％）、３点曲げ常温強度は６．５ＭＰａであっ
た。無機繊維材料の未添加試料より、嵩密度に対する曲
げ強度が高いものが得られたことがわかる。
を、１６５０℃で１時間、窒素雰囲気焼成を行うことに
より、本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材を得
た。得られた吸音材に大きな反りや割れは認められなか
った。多孔体の破断面を観察すると、表面付近は平均３
０μｍの気孔があり、各層の接合面には約２０〜３００
μｍの気孔があり、全体の平均気孔径は８０μｍであっ
た。得られた多孔体の嵩比重は０．３６ｇ／ｃｍ（気孔
率９０％）、３点曲げ常温強度は６．５ＭＰａであっ
た。無機繊維材料の未添加試料より、嵩密度に対する曲
げ強度が高いものが得られたことがわかる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、第１層が気孔率６０〜
９２％の繊維強化セラミックス多孔体と第２層が気孔率
７０〜９５％の同一マトリックス多孔体からなり、該多
孔体は表面に向かって気孔径が小さくなる構造から成
り、これらの各層の密度が異なることにより、強度及び
耐熱衝撃性と軽量性を両立させることができる。
９２％の繊維強化セラミックス多孔体と第２層が気孔率
７０〜９５％の同一マトリックス多孔体からなり、該多
孔体は表面に向かって気孔径が小さくなる構造から成
り、これらの各層の密度が異なることにより、強度及び
耐熱衝撃性と軽量性を両立させることができる。
【００４９】また本発明の多層構造の軽量セラミックス
吸音材は、周波数１０００Ｈｚで吸音率５０％以上の吸
音性能を有するものである。また本発明の多層構造の軽
量セラミックス吸音材は、２層以上の多孔体からなり、
かつこれらの各層は同一マトリックスを有するから、接
合強度も高く、軽量で耐熱衝撃性に優れている。また、
１層目は繊維で強化しているので、より耐熱衝撃性を高
めることができ、ガスジェットにも長時間耐え得る。本
発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材は、ジェット
エンジンの排気ノズルやガスタービンの排気ダクトに効
果的に適用することができる。
吸音材は、周波数１０００Ｈｚで吸音率５０％以上の吸
音性能を有するものである。また本発明の多層構造の軽
量セラミックス吸音材は、２層以上の多孔体からなり、
かつこれらの各層は同一マトリックスを有するから、接
合強度も高く、軽量で耐熱衝撃性に優れている。また、
１層目は繊維で強化しているので、より耐熱衝撃性を高
めることができ、ガスジェットにも長時間耐え得る。本
発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材は、ジェット
エンジンの排気ノズルやガスタービンの排気ダクトに効
果的に適用することができる。
【００５０】本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音
材の製造方法によれば、繊維強化したセラミックス多孔
体と同一マトリックスの多孔体を一体化でき、型の材質
や脱水乾燥を制御することにより、気孔径を制御でき、
このようにして得られた多層構造の軽量セラミックス吸
音材は、強度及び耐熱衝撃性と軽量性を両立させること
ができるという優れた効果を奏するものである。また発
泡スラリー層を順次流し込んで３層以上重ね合わせ、３
層構造以上の多孔体を形成することにより、繊維強化し
たセラミックス多孔体と同一マトリックスの多孔体を一
体化でき、接合強度に優れたものが得られる。
材の製造方法によれば、繊維強化したセラミックス多孔
体と同一マトリックスの多孔体を一体化でき、型の材質
や脱水乾燥を制御することにより、気孔径を制御でき、
このようにして得られた多層構造の軽量セラミックス吸
音材は、強度及び耐熱衝撃性と軽量性を両立させること
ができるという優れた効果を奏するものである。また発
泡スラリー層を順次流し込んで３層以上重ね合わせ、３
層構造以上の多孔体を形成することにより、繊維強化し
たセラミックス多孔体と同一マトリックスの多孔体を一
体化でき、接合強度に優れたものが得られる。
【図１】本発明の多層構造の軽量セラミックス吸音材を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】ジェットエンジンの排気ノズルの断面を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】ガスタービンの排気ダクトを示す斜視図であ
る。
る。
【図４】従来の吸音材を示す部分斜視図である。
１ 排気ノズル ２ ミクサエジェクタ ３、１０、３０、３１、３２、３３ 多層構造の軽量セ
ラミックス吸音材 ４ 排気ダクト ５ 排気口 １１ 繊維強化セラミックス多孔体 １２ 同一マトリックス多孔体
ラミックス吸音材 ４ 排気ダクト ５ 排気口 １１ 繊維強化セラミックス多孔体 １２ 同一マトリックス多孔体
Claims (6)
- 【請求項１】少なくとも２層以上の多層構造の軽量セラ
ミックス吸音材であって、第１層が気孔率６０〜９２％
の繊維強化セラミックス多孔体から成り、第２層以上が
気孔率７０〜９５％の同一マトリックス多孔体であり、
該多孔体は表面に向かって気孔径が小さくなる構造から
成り、これらの各層の密度が異なることを特徴とする多
層構造の軽量セラミックス吸音材。 - 【請求項２】吸音材は平均１０〜１０００μｍの連続気
孔を有し、周波数１０００Ｈｚで吸音率５０％以上の吸
音性能を有することを特徴とする請求項１に記載の多層
構造の軽量セラミックス吸音材。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の多層構造の
軽量セラミックス吸音材をジェットエンジンの排気ノズ
ルに適用したことを特徴とするジェットエンジン用排気
ノズル。 - 【請求項４】請求項１又は請求項２に記載の多層構造の
軽量セラミックス吸音材をガスタービンの排気ダクトに
適用したことを特徴とするガスタービン用排気ダクト。 - 【請求項５】セラミックス粉粒体、無機質繊維、分散
剤、有機バインダー及び気泡剤を混合して発泡スラリー
を形成し、該スラリーを型枠に流し込み、気孔同士の集
合による気孔径の増加制御を行いながら脱水乾燥して、
繊維強化セラミックス多孔体からなる第１層を形成し、
ついでこの表面を研磨した後に、該表面にセラミックス
からなる同一マトリックスで構成される発泡スラリーを
流し込んで、気孔同士の集合による気孔径の増加制御を
行いながら脱水乾燥して、セラミックス多孔体からなる
第２層を形成することにより、２層構造を形成し、この
２層構造の多孔体を脱脂・焼成することを特徴とする多
層構造の軽量セラミックス吸音材の製造方法。 - 【請求項６】請求項５に記載の製造方法において、発泡
スラリー層を順次流し込んで３層以上重ね合わせ、３層
構造以上の多孔体を形成することを特徴とする多層構造
の軽量セラミックス吸音材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9582398A JPH11291403A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 多層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9582398A JPH11291403A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 多層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11291403A true JPH11291403A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14148139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9582398A Withdrawn JPH11291403A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 多層構造の軽量セラミックス吸音材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11291403A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002044105A1 (fr) * | 2000-11-29 | 2002-06-06 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Materiau absorbant phonique poreux et son procede de production |
| US6596666B1 (en) | 1999-11-15 | 2003-07-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| JP2005059249A (ja) * | 2003-08-20 | 2005-03-10 | Mitsubishi Materials Corp | 複合多孔質体 |
| JP2008075647A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Turbomeca | エジェクタ消音装置によって音響レベルを低減させてなるヘリコプター用ガスタービンエンジン |
| CN107208489A (zh) * | 2014-11-24 | 2017-09-26 | 西门子公司 | 混合陶瓷基复合材料 |
| CN107663107A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-06 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种膨胀微球发泡的建筑陶瓷薄片砖及制备方法 |
-
1998
- 1998-04-08 JP JP9582398A patent/JPH11291403A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6596666B1 (en) | 1999-11-15 | 2003-07-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| WO2002044105A1 (fr) * | 2000-11-29 | 2002-06-06 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Materiau absorbant phonique poreux et son procede de production |
| US6911158B2 (en) | 2000-11-29 | 2005-06-28 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd | Sound absorbing material and its manufacturing method |
| JP2005059249A (ja) * | 2003-08-20 | 2005-03-10 | Mitsubishi Materials Corp | 複合多孔質体 |
| JP4696442B2 (ja) * | 2003-08-20 | 2011-06-08 | 三菱マテリアル株式会社 | 複合多孔質体 |
| JP2008075647A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Turbomeca | エジェクタ消音装置によって音響レベルを低減させてなるヘリコプター用ガスタービンエンジン |
| CN107208489A (zh) * | 2014-11-24 | 2017-09-26 | 西门子公司 | 混合陶瓷基复合材料 |
| JP2018505983A (ja) * | 2014-11-24 | 2018-03-01 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | ハイブリッドセラミック基複合材料 |
| CN107663107A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-06 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种膨胀微球发泡的建筑陶瓷薄片砖及制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |