JPS6350359A - セラミック複合物物体の製造方法 - Google Patents
セラミック複合物物体の製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/74—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing shaped metallic materials
-
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- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/65—Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
- C04B35/652—Directional oxidation or solidification, e.g. Lanxide process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
- B28B7/34—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
- B28B7/342—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials which are at least partially destroyed, e.g. broken, molten, before demoulding; Moulding surfaces or spaces shaped by, or in, the ground, or sand or soil, whether bound or not; Cores consisting at least mainly of sand or soil, whether bound or not
Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
発泗４弓日五
本発明は、形状複製されたセラミック複合物物体及びそ
の製造方法に係る。詳細には、本発明は、充填剤を埋め
る多結晶性マトリックスを含んでおり、また親金属前駆
物質の正のパターンの逆接裂により形作られた負のパタ
ーンを有するセラミック複合物物体に係り、また親金属
の酸化反応生成物で充填剤の床を７Ｓｉ：透することに
より、セラミックス複合物の負のパターンを形成するべ
く親金属前駆物質の正のパターンを逆接製して複合物を
製造する方法に係る。
の製造方法に係る。詳細には、本発明は、充填剤を埋め
る多結晶性マトリックスを含んでおり、また親金属前駆
物質の正のパターンの逆接裂により形作られた負のパタ
ーンを有するセラミック複合物物体に係り、また親金属
の酸化反応生成物で充填剤の床を７Ｓｉ：透することに
より、セラミックス複合物の負のパターンを形成するべ
く親金属前駆物質の正のパターンを逆接製して複合物を
製造する方法に係る。
７ の呂 に゛ た 比 の゛■本願の対象は、
本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された“複合セラミ
ック物品及びその製造方法”という名称の昭和６１年２
月４日付は特願昭６１−０２２７８４号に係る。この明
細書には、充填剤の透過性の塊の中へ親金属から酸化反
応生成物を成長させることにより自己支持セラミック複
合物を製造するための新規な方法が開示されている。し
かし、その結果として得られる複合物は９１一定された
又は予め定められたジオメトリ、形状又は輪郭を有して
いない。
本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された“複合セラミ
ック物品及びその製造方法”という名称の昭和６１年２
月４日付は特願昭６１−０２２７８４号に係る。この明
細書には、充填剤の透過性の塊の中へ親金属から酸化反
応生成物を成長させることにより自己支持セラミック複
合物を製造するための新規な方法が開示されている。し
かし、その結果として得られる複合物は９１一定された
又は予め定められたジオメトリ、形状又は輪郭を有して
いない。
セラミック酸化反応生成物を成長させる方法は一般的に
、本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡されたいずれも“
新規なセラミック材料及びその製造方法”という名称の
昭和６０年３月１５日付は特願昭６０−０５２１７０号
の一部継続出願である１９８５年９月１７日付は米国特
許出願節７７６．９６４号の一部継続出願である１９８
６年１月工５日付は米国特許出願節８１８，９４３号明
細書に開示されている。本願の譲受人と同一の譲受人に
譲渡された前記特許出願明細書に説明されているように
、合金化されたドーパントの使用により高められ得る独
特の酸化現象を利用することにより、前駆物質金属から
の酸化反応生成物として成長させられた自己支持セラミ
ック物体及びその製造方法が提供される。この方法は、
“自己支持セラミック材料の製造方法”という名称の１
９８４年７月２０日付は米国特許出願節６３２，６３６
号の一部継続出願である本願の譲受人と同一の譲受人に
譲渡された昭和６０年７月１９日付は特願昭６０１５８
４４１号明細書に開示されているような前駆物質金属の
表面に施された外部ドーパントの使用により改良された
。
、本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡されたいずれも“
新規なセラミック材料及びその製造方法”という名称の
昭和６０年３月１５日付は特願昭６０−０５２１７０号
の一部継続出願である１９８５年９月１７日付は米国特
許出願節７７６．９６４号の一部継続出願である１９８
６年１月工５日付は米国特許出願節８１８，９４３号明
細書に開示されている。本願の譲受人と同一の譲受人に
譲渡された前記特許出願明細書に説明されているように
、合金化されたドーパントの使用により高められ得る独
特の酸化現象を利用することにより、前駆物質金属から
の酸化反応生成物として成長させられた自己支持セラミ
ック物体及びその製造方法が提供される。この方法は、
“自己支持セラミック材料の製造方法”という名称の１
９８４年７月２０日付は米国特許出願節６３２，６３６
号の一部継続出願である本願の譲受人と同一の譲受人に
譲渡された昭和６０年７月１９日付は特願昭６０１５８
４４１号明細書に開示されているような前駆物質金属の
表面に施された外部ドーパントの使用により改良された
。
一つ又はそれ以上の形作られたキャビティを内部に有す
るセラミック物体を形成する方法が、本願の譲受人と同
一の譲受人に譲渡された“セラミック複合物物品を製造
する逆形状複製方法及びそれにより得られる物品′とい
う名称の１９８６年１月２７日付は米国特許出願節８２
３，５４２号明細書に開示されている。セラミック物体
の中に生成されるキャビティが、充填剤と親金属との間
の熱膨張の差と金属の融点に於ける体積変化とに順応す
るのに十分に通合可能であり、且つ（酸化反応生成物を
形成するべく）充填剤の中への／８融親金属の移動によ
り形成されるキャビティがキャビティを形成する移動の
結果として成長するキャビティの両側に生ずる圧力差に
より崩壊しないことを保証するべく適当な温度に於いて
自己結合する通合可能な充填剤の中に埋められ且つそれ
により完全に包囲されている親金属の正パターン又はモ
ールドの形状を逆接製する。
るセラミック物体を形成する方法が、本願の譲受人と同
一の譲受人に譲渡された“セラミック複合物物品を製造
する逆形状複製方法及びそれにより得られる物品′とい
う名称の１９８６年１月２７日付は米国特許出願節８２
３，５４２号明細書に開示されている。セラミック物体
の中に生成されるキャビティが、充填剤と親金属との間
の熱膨張の差と金属の融点に於ける体積変化とに順応す
るのに十分に通合可能であり、且つ（酸化反応生成物を
形成するべく）充填剤の中への／８融親金属の移動によ
り形成されるキャビティがキャビティを形成する移動の
結果として成長するキャビティの両側に生ずる圧力差に
より崩壊しないことを保証するべく適当な温度に於いて
自己結合する通合可能な充填剤の中に埋められ且つそれ
により完全に包囲されている親金属の正パターン又はモ
ールドの形状を逆接製する。
本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された前記の特許出
願の明細書のすべての開示内容を参照によりここに組入
れたものとする。
願の明細書のすべての開示内容を参照によりここに組入
れたものとする。
■の 得 び′ ―の ′
近年、古くから金属が用いられてきた構造材料にセラミ
ックスを使用することに関心が高まってきた。この関心
を刺・激してきたのは、金属と比較した時の耐蝕性、硬
度、耐摩耗性、弾性係数及び耐熱性のようないくつかの
性質に関するセラミックスの優秀性である。
ックスを使用することに関心が高まってきた。この関心
を刺・激してきたのは、金属と比較した時の耐蝕性、硬
度、耐摩耗性、弾性係数及び耐熱性のようないくつかの
性質に関するセラミックスの優秀性である。
一層強度が高く、−層信頼性が高く、また−層丈夫なセ
ラミック物品を製造する現在の努力は（１）モノリシッ
クセラミックスに対する改良された処理方法の開発と（
２）新しい材料組成、特にセラミックマトリックス複合
物の開発とに集中している。接合物構造は、複合物の所
望の性質を得るために密に組合わされている二つ又はそ
れ以上の異なる材料から作られた不均質な材料、物体又
は物品を含んでいる構造である。例えば、二つの異なる
材料が、一方を他方のマトリックスの中に埋め込むこと
により密に組合わされ得る。セラミックマトリックス複
合物構造は典型的に、粒子、ファイバ、棒などのような
二つ又はそれ以上の異なる種類の充虜剤材料を取り囲む
セラミックマトリックスを含んでいる。
ラミック物品を製造する現在の努力は（１）モノリシッ
クセラミックスに対する改良された処理方法の開発と（
２）新しい材料組成、特にセラミックマトリックス複合
物の開発とに集中している。接合物構造は、複合物の所
望の性質を得るために密に組合わされている二つ又はそ
れ以上の異なる材料から作られた不均質な材料、物体又
は物品を含んでいる構造である。例えば、二つの異なる
材料が、一方を他方のマトリックスの中に埋め込むこと
により密に組合わされ得る。セラミックマトリックス複
合物構造は典型的に、粒子、ファイバ、棒などのような
二つ又はそれ以上の異なる種類の充虜剤材料を取り囲む
セラミックマトリックスを含んでいる。
セラミック物品を開裂する伝統的な方法は下記の一般的
な過程を含んでいる。（１）粉末形態でセラミック神料
を調製する、（２）非常に微細な粒子を得るぺ（粉末の
グラインディング又はミリングを行う、（３）例えば−
軸方向圧縮、等圧圧縮、射出成形、テープ鋳込、スリッ
プ縫込又はいくつかの他の方法のいずれかにより（１＆
続の処理の間の収縮を許す）所望のジオメトリを有する
物体として粉末を形成する、（４）個々の粉末粒子がコ
ヒーレントな構造を形成するべく互いに結合するように
高められた温度に加熱することにより物体を稠密化する
（この過程は、好ましくは圧力を与えずに（すなわち無
加圧焼結により）、シかし場合によっては追加的な駆動
力を与えて一軸方向圧力のもとに（すなわち高温圧縮に
より）又は等圧のもとに（すなわち高温等圧圧縮により
）行われる）、（５）しばしばダイアモンド研削により
仕上げる。
な過程を含んでいる。（１）粉末形態でセラミック神料
を調製する、（２）非常に微細な粒子を得るぺ（粉末の
グラインディング又はミリングを行う、（３）例えば−
軸方向圧縮、等圧圧縮、射出成形、テープ鋳込、スリッ
プ縫込又はいくつかの他の方法のいずれかにより（１＆
続の処理の間の収縮を許す）所望のジオメトリを有する
物体として粉末を形成する、（４）個々の粉末粒子がコ
ヒーレントな構造を形成するべく互いに結合するように
高められた温度に加熱することにより物体を稠密化する
（この過程は、好ましくは圧力を与えずに（すなわち無
加圧焼結により）、シかし場合によっては追加的な駆動
力を与えて一軸方向圧力のもとに（すなわち高温圧縮に
より）又は等圧のもとに（すなわち高温等圧圧縮により
）行われる）、（５）しばしばダイアモンド研削により
仕上げる。
現在、粉末処理技術の改良を目脂して、かなりの開発が
行われている。このような開発は下記の二つにｍ点をお
いている。（１）ゾル−ゲル、プラズマ及びレーザー技
術を用いる超微細で均一な粉末材料の製造方法の改良、
（２）焼結、高温圧縮及び高温等圧圧縮のための優れた
技術を含む稠密化方法の改良、これらの開発の目的は稠
密で細粒でひび割れのないミクロ構造を製造ずことであ
り、実際にセラミックスの性能の改善がいくつかの分野
で達成されている。しかし、これまでに開発された方法
では、セラミック構造の製造コストが著しく増大する傾
向がある。従って、コストがセラミ・ノクスの商業的応
用を制約する主な要素となっている。
行われている。このような開発は下記の二つにｍ点をお
いている。（１）ゾル−ゲル、プラズマ及びレーザー技
術を用いる超微細で均一な粉末材料の製造方法の改良、
（２）焼結、高温圧縮及び高温等圧圧縮のための優れた
技術を含む稠密化方法の改良、これらの開発の目的は稠
密で細粒でひび割れのないミクロ構造を製造ずことであ
り、実際にセラミックスの性能の改善がいくつかの分野
で達成されている。しかし、これまでに開発された方法
では、セラミック構造の製造コストが著しく増大する傾
向がある。従って、コストがセラミ・ノクスの商業的応
用を制約する主な要素となっている。
また、最近のセラミック処理技術に伴い悪化した制約と
して、製品の大きさの選定上の制約がある。 １７！］
密化（すなわち粉末粒子の間の空隙の除去）を狙いとす
る従来のプロセスは、稠密化と大きな一体構造のセラミ
ックスの製造可能性とが両立可能でない。大きな寸法の
物品を製造しようとすると、例えばプロセス滞在時間が
長くなること、大きいプロセス体積にわたりプロセス条
件を均一にするために厳しい要求が課せられること、不
均一な稠密化又は熱応力に起因する物品のひび割れが生
ずること、焼結の間に物品のそり及びたわみを生ずるこ
と、もし高温圧縮法が用いられるならば稠密化のための
力及びダイスの寸法が過大になること、高温等圧圧縮の
場合に内容積及び壁厚に起因して圧力容器のコストが過
大になることを含むいくつかの問題が生ずる。
して、製品の大きさの選定上の制約がある。 １７！］
密化（すなわち粉末粒子の間の空隙の除去）を狙いとす
る従来のプロセスは、稠密化と大きな一体構造のセラミ
ックスの製造可能性とが両立可能でない。大きな寸法の
物品を製造しようとすると、例えばプロセス滞在時間が
長くなること、大きいプロセス体積にわたりプロセス条
件を均一にするために厳しい要求が課せられること、不
均一な稠密化又は熱応力に起因する物品のひび割れが生
ずること、焼結の間に物品のそり及びたわみを生ずるこ
と、もし高温圧縮法が用いられるならば稠密化のための
力及びダイスの寸法が過大になること、高温等圧圧縮の
場合に内容積及び壁厚に起因して圧力容器のコストが過
大になることを含むいくつかの問題が生ずる。
これらの伝統的な方法がセラミックマトリックス複合物
材料の調製に応用される時、追加的な困Ｎｆｆ１が生ず
る。おそらく最も困難な問題は上記（４）の稠密化過程
で生ずる０通常好まれる方法である無加圧焼結では、も
し材料が高度に両立性でなければ、粒子複合物の鋼製は
困難又は不可能であり得る。−ｍＷ要なこととして、従
来の焼結では、たいていの場合に、たとい材料が両立性
である時にも、粉末粒子を稠密化するのに必要な変位を
阻止する傾向があるファイバにより粒子の相互結合が禁
止されるので、ファイバ複合物を含むことは不可能であ
る。これらの困難は、場合によっては、高温に於いて外
部圧力を与えて稠密化プロセスを強制することにより部
分的に克服されてきた。しかし、このような手順は、与
えられる外部圧力による強化ファイバの破壊又は損傷と
、（特に−軸方向高温圧縮の場合に）複雑な形状を形成
する可能性の制限と、プロセスの低い生産性及び場合に
よっては必要とされる大掛かりな仕上げ作業の結果とし
てのコストの増大とを含む多くの問題を発生し得る。
材料の調製に応用される時、追加的な困Ｎｆｆ１が生ず
る。おそらく最も困難な問題は上記（４）の稠密化過程
で生ずる０通常好まれる方法である無加圧焼結では、も
し材料が高度に両立性でなければ、粒子複合物の鋼製は
困難又は不可能であり得る。−ｍＷ要なこととして、従
来の焼結では、たいていの場合に、たとい材料が両立性
である時にも、粉末粒子を稠密化するのに必要な変位を
阻止する傾向があるファイバにより粒子の相互結合が禁
止されるので、ファイバ複合物を含むことは不可能であ
る。これらの困難は、場合によっては、高温に於いて外
部圧力を与えて稠密化プロセスを強制することにより部
分的に克服されてきた。しかし、このような手順は、与
えられる外部圧力による強化ファイバの破壊又は損傷と
、（特に−軸方向高温圧縮の場合に）複雑な形状を形成
する可能性の制限と、プロセスの低い生産性及び場合に
よっては必要とされる大掛かりな仕上げ作業の結果とし
てのコストの増大とを含む多くの問題を発生し得る。
また追加的な困難が、マトリックスの中に複合物量二相
の均一な分布を保つことが重要である粉末とウィスカー
又はファイバとのｌ足台の過程及び前記（，３）の物体
形成過程で生ずる。例えば、ウィスカー強化されたセラ
ミック複合物の調製の際に、混合過程及び物体形成過程
に含まれる粉末及びウィスカー流動プロセスは強化ウィ
スカーの不均一性及び望ましくない方向性を生じ、その
結果として性能が低下する。
の均一な分布を保つことが重要である粉末とウィスカー
又はファイバとのｌ足台の過程及び前記（，３）の物体
形成過程で生ずる。例えば、ウィスカー強化されたセラ
ミック複合物の調製の際に、混合過程及び物体形成過程
に含まれる粉末及びウィスカー流動プロセスは強化ウィ
スカーの不均一性及び望ましくない方向性を生じ、その
結果として性能が低下する。
本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された特許出願には
、そこに−層完全に説明されているような伝統的なセラ
ミンク技術のこれらの問題のいくつかを解決する新しい
プロセスとして、予め形作られた親金属前駆物質モール
ドの逆接製により、複雑な形状であってよいキャビティ
を形成することを含むプロセスが記載されている。本発
明は、これらのプロセスを追加的な新規な構想と組み合
わせて、自己結合充填剤の利用を必要としない技術によ
り複雑な構造を含むセラミック物体を最終又はほぼ最終
の形状に形成するものである０本発明によれば、ジエン
トラン１一部分、すなわち内部よりも直径又は幅が小さ
い口を有する凹み又はキャビティを含む場合を含めて、
型又は複製されるべき型の選択に大きな自由度が得られ
る。換言すれば、本発明の方法は、ダイ又はモールドか
ら引き抜かれ得る形状を作ることに制限されていない。
、そこに−層完全に説明されているような伝統的なセラ
ミンク技術のこれらの問題のいくつかを解決する新しい
プロセスとして、予め形作られた親金属前駆物質モール
ドの逆接製により、複雑な形状であってよいキャビティ
を形成することを含むプロセスが記載されている。本発
明は、これらのプロセスを追加的な新規な構想と組み合
わせて、自己結合充填剤の利用を必要としない技術によ
り複雑な構造を含むセラミック物体を最終又はほぼ最終
の形状に形成するものである０本発明によれば、ジエン
トラン１一部分、すなわち内部よりも直径又は幅が小さ
い口を有する凹み又はキャビティを含む場合を含めて、
型又は複製されるべき型の選択に大きな自由度が得られ
る。換言すれば、本発明の方法は、ダイ又はモールドか
ら引き抜かれ得る形状を作ることに制限されていない。
上記のようなりエンドラント部分を有するでラミック物
品を製造する時、しばしば前記の過程（３）を利用する
公知の方法は実行可能でない。なぜならば、内部の型又
はモールドが、その周囲にセラミック物体が形成された
後に、除去され得ないからである。
品を製造する時、しばしば前記の過程（３）を利用する
公知の方法は実行可能でない。なぜならば、内部の型又
はモールドが、その周囲にセラミック物体が形成された
後に、除去され得ないからである。
本発明は、公知のプロセスに付随する困難及び制限を克
服する独特の酸化現象により特定の予め定められたジオ
メトリのセラミック複合物を製造するものである。この
方法によれば、−層直接的で一層多面的で従来の方法よ
りも経済的なメカニズムにより、典型的に高い強度及び
破断靭性を有する形作られたセラミック物体が得られる
。
服する独特の酸化現象により特定の予め定められたジオ
メトリのセラミック複合物を製造するものである。この
方法によれば、−層直接的で一層多面的で従来の方法よ
りも経済的なメカニズムにより、典型的に高い強度及び
破断靭性を有する形作られたセラミック物体が得られる
。
本発明によれば、現在利用可能な技術では複製が困難又
は不可能である予め定められた形状、寸法及び厚みを有
する一体の物体としてセラミ７り物品を高い信頼性をも
って製造するための手段が得られる。
は不可能である予め定められた形状、寸法及び厚みを有
する一体の物体としてセラミ７り物品を高い信頼性をも
って製造するための手段が得られる。
光３廊８１皿
本□発明によれば、親金属前駆物質の正パターン部分を
逆接製する負パターンを有する自己支持セラミック複合
物物体を製造するための方法が提供される。セラミック
複合物物体は、内部に埋められている充填剤を有するセ
ラミックスマトリックスを含んでおり、このマトリック
スは、本質的に酸化体、例えば気相酸化体による親金属
の酸化反応生成物と、オプションとして一つ又はそれ以
上の金属成分とから成る多結晶性の材料を形成するべく
親金属の酸化により得られている。この方法は下記の過
程を含んでいる。逆接製のための正パターン部分と非複
製部分とを有する親金属前駆物質が、前記正パターン部
分からの前記酸化反応生成物の成長を助長するべく、且
つ前記非複製部分からのこのような成長を禁止するべ（
、成長制御条件のもとに、通合可能な充填剤の床と通合
接触する状態に五かれる。充填剤は、下記のように（酸
化体が気相酸化体である場合のように）酸化体が溶融親
金属と接触するのを許す必要がある時には酸化体に対し
て透過性であり、またいずれの場合にも充填剤を通じて
の酸化反応生成物の成長による浸透に対して透過性であ
る。匿かれた親金属前駆物質が、溶融金属の物体を形成
するべく親金属の融点よりも高く但し酸化反応生成物の
融点よりも低い温度範囲に加熱され、またその温度範囲
内で、酸化反応生成物を形成するべく溶融親金属が前記
酸化体と反応させられる。酸化反応生成物の少なくとも
一部分が、酸化反応生成物を通して且つ酸化反応のため
充填剤の床の中で酸化体と接触させて溶融金属の物体か
ら溶融金属を漸進的に引くべく、前記温度範囲内にまた
溶融金属の物体及び酸化体と接触し且つそれらの間に位
置する状態に保たれる。それと同時に、酸化反応生成物
が酸化体と先に形成された酸化反応生成物との間の界面
に形成し続けるにつれて、負パターンが成長し始め、ま
た究極的に充填剤の床の中に形成される。この反応が、
前記負パターンを有する複合物物体を形成するべく酸化
反応生成物の成区により酸化反応生成物の中に充填剤の
床を少なくとも部分的に浸透し又は埋めるのに十分な時
間にわたり前記温度範囲内で継続される。最後に、結果
として得られた自己支持セラミックス複合物物体が、も
し存在するならば過剰充填剤及び未反応親会かから隔て
られる。
逆接製する負パターンを有する自己支持セラミック複合
物物体を製造するための方法が提供される。セラミック
複合物物体は、内部に埋められている充填剤を有するセ
ラミックスマトリックスを含んでおり、このマトリック
スは、本質的に酸化体、例えば気相酸化体による親金属
の酸化反応生成物と、オプションとして一つ又はそれ以
上の金属成分とから成る多結晶性の材料を形成するべく
親金属の酸化により得られている。この方法は下記の過
程を含んでいる。逆接製のための正パターン部分と非複
製部分とを有する親金属前駆物質が、前記正パターン部
分からの前記酸化反応生成物の成長を助長するべく、且
つ前記非複製部分からのこのような成長を禁止するべ（
、成長制御条件のもとに、通合可能な充填剤の床と通合
接触する状態に五かれる。充填剤は、下記のように（酸
化体が気相酸化体である場合のように）酸化体が溶融親
金属と接触するのを許す必要がある時には酸化体に対し
て透過性であり、またいずれの場合にも充填剤を通じて
の酸化反応生成物の成長による浸透に対して透過性であ
る。匿かれた親金属前駆物質が、溶融金属の物体を形成
するべく親金属の融点よりも高く但し酸化反応生成物の
融点よりも低い温度範囲に加熱され、またその温度範囲
内で、酸化反応生成物を形成するべく溶融親金属が前記
酸化体と反応させられる。酸化反応生成物の少なくとも
一部分が、酸化反応生成物を通して且つ酸化反応のため
充填剤の床の中で酸化体と接触させて溶融金属の物体か
ら溶融金属を漸進的に引くべく、前記温度範囲内にまた
溶融金属の物体及び酸化体と接触し且つそれらの間に位
置する状態に保たれる。それと同時に、酸化反応生成物
が酸化体と先に形成された酸化反応生成物との間の界面
に形成し続けるにつれて、負パターンが成長し始め、ま
た究極的に充填剤の床の中に形成される。この反応が、
前記負パターンを有する複合物物体を形成するべく酸化
反応生成物の成区により酸化反応生成物の中に充填剤の
床を少なくとも部分的に浸透し又は埋めるのに十分な時
間にわたり前記温度範囲内で継続される。最後に、結果
として得られた自己支持セラミックス複合物物体が、も
し存在するならば過剰充填剤及び未反応親会かから隔て
られる。
本発明の他の局面は下記の特徴の一つ又はそれ以上を単
独で又は組み合わせて含んでいる：親金属前駆物質を、
その非複製部分が充填剤の床と接触しないように、通合
可能な充填剤の床と接触する状態に置くこと、前記正パ
ターン部分に外部ドーパントを与えることを含む成長制
御条件を利用すること、通合可能な充填剤の中へ酸化体
を組み入れること、非酸化性のガス又は真空プロセス環
境を使用すること、親金属前駆物質の非複製部分に、酸
化反応生成物の成長を禁止するバリや一手段又は成長妨
害手段を重ねること。本明細書中に使用されている“成
長を禁止する”という用語は、“成長を妨害する”こと
を含む広い意味で用いられている。さらに、本明１［Ｉ
Ｆ中に使用されている“前記正パターン部分に外部ドー
パントを与える”という用語又はそれと類似の用語は、
下記の技術の一方又は双方を含むものと理解されるべき
である８親金属前駆物質の選択された表面に直接にドー
パントを与えること、親金属前駆物質の選択された表面
と向かい合う又は隣接する範囲の通合可能な充填剤の上
又はその中にドーパントを与えること。
独で又は組み合わせて含んでいる：親金属前駆物質を、
その非複製部分が充填剤の床と接触しないように、通合
可能な充填剤の床と接触する状態に置くこと、前記正パ
ターン部分に外部ドーパントを与えることを含む成長制
御条件を利用すること、通合可能な充填剤の中へ酸化体
を組み入れること、非酸化性のガス又は真空プロセス環
境を使用すること、親金属前駆物質の非複製部分に、酸
化反応生成物の成長を禁止するバリや一手段又は成長妨
害手段を重ねること。本明細書中に使用されている“成
長を禁止する”という用語は、“成長を妨害する”こと
を含む広い意味で用いられている。さらに、本明１［Ｉ
Ｆ中に使用されている“前記正パターン部分に外部ドー
パントを与える”という用語又はそれと類似の用語は、
下記の技術の一方又は双方を含むものと理解されるべき
である８親金属前駆物質の選択された表面に直接にドー
パントを与えること、親金属前駆物質の選択された表面
と向かい合う又は隣接する範囲の通合可能な充填剤の上
又はその中にドーパントを与えること。
本発明の他の局面では、通合可能な充填剤は、少なくと
も酸化反応生成物の成長によりそれを横切って形成され
る圧力差に耐えることが必要とされる時に、自己結合性
でもある。
も酸化反応生成物の成長によりそれを横切って形成され
る圧力差に耐えることが必要とされる時に、自己結合性
でもある。
本発明の他の局面では、正パターンを含んでいる部分に
加えて非複製部分を有する親金属モールド又は前駆物質
の正パターン部分を逆に複製する負パターンを有する自
己支持セラミック複合物物体が提供される。セラミック
複合物物体は、親金属前駆物質の初期位置に於いてその
前記正パターンと通合接触しており且つその非複製部分
と接触していない通合可能な充ｉｘ剤の床から得られる
充填剤を組み入れている多結晶性マトリックスを含んで
いる。親金属前駆物質の正パターンが、多結品性マトリ
ックスを形成するべく初期位置から移された溶融親金属
前駆物質の酸化反応と同時に逆接製された負パターンを
形成するべく金属前駆物質をその初期位置から取り除く
際に逆接製されている。 （Ｉｈの個所で一層詳細に説
明されるように、マトリックスは本質的に、酸化体によ
る金属前駆物質の酸化反応生成物と、オプションとして
一つ又はそれ以上の金属成分又は孔又はこれらの双方と
から成っている。
加えて非複製部分を有する親金属モールド又は前駆物質
の正パターン部分を逆に複製する負パターンを有する自
己支持セラミック複合物物体が提供される。セラミック
複合物物体は、親金属前駆物質の初期位置に於いてその
前記正パターンと通合接触しており且つその非複製部分
と接触していない通合可能な充ｉｘ剤の床から得られる
充填剤を組み入れている多結晶性マトリックスを含んで
いる。親金属前駆物質の正パターンが、多結品性マトリ
ックスを形成するべく初期位置から移された溶融親金属
前駆物質の酸化反応と同時に逆接製された負パターンを
形成するべく金属前駆物質をその初期位置から取り除く
際に逆接製されている。 （Ｉｈの個所で一層詳細に説
明されるように、マトリックスは本質的に、酸化体によ
る金属前駆物質の酸化反応生成物と、オプションとして
一つ又はそれ以上の金属成分又は孔又はこれらの双方と
から成っている。
本発明の材料は、形作られたセラミンク構造を製造する
ための従来のプロセスでは達成困難であった厚みに横断
面を通じて実質的に均一な特性で成長させられ得る。ま
た、これらの材料をｉ５るプロセスは、微細で高純度で
均一な粉末の門型、グリーン物体形成、結合剤バーンア
ウト、及び焼結、高温圧縮及び（又は）高温等圧圧縮に
よる稠密化を含む通常のセラミック製造方法で高いコス
トが必要とされるという問題を取り除く。本発明による
製品は、ここで用いられるように、電気的、摩耗的、熱
的、構造的又は他の特徴又は特性がｍ要又はを利である
応用に対して、制限なしに、工業的、構造的及び技術的
セラミック物体を含むことを意図し、また溶融全屈の処
理中に望ましくない副生物として生成され得るようなリ
サイクル又は廃棄材料を含むことを意図しない商業的物
品として使用するために通合可能又は製造可能である。
ための従来のプロセスでは達成困難であった厚みに横断
面を通じて実質的に均一な特性で成長させられ得る。ま
た、これらの材料をｉ５るプロセスは、微細で高純度で
均一な粉末の門型、グリーン物体形成、結合剤バーンア
ウト、及び焼結、高温圧縮及び（又は）高温等圧圧縮に
よる稠密化を含む通常のセラミック製造方法で高いコス
トが必要とされるという問題を取り除く。本発明による
製品は、ここで用いられるように、電気的、摩耗的、熱
的、構造的又は他の特徴又は特性がｍ要又はを利である
応用に対して、制限なしに、工業的、構造的及び技術的
セラミック物体を含むことを意図し、また溶融全屈の処
理中に望ましくない副生物として生成され得るようなリ
サイクル又は廃棄材料を含むことを意図しない商業的物
品として使用するために通合可能又は製造可能である。
本明細書中で使用される下記の用語は下記のように定義
されている。
されている。
“セラミック”とは、古典的な意味、すなわち完全に非
金属又は無機材料から成っているという意味でのセラミ
ック物体に限定されるものとして不当に解釈されるべき
ではなく、親金属から誘導された、又は酸化体から又は
ドーパントにより生成された一つ又はそれ以上の金属成
分を少量又は実質的な量で、最も典型的に約１〜４０％
（体積百分率）の範囲内で又はさらに大きな割合で含ん
でいるとしても、組成又は支配的特性に関して優勢にセ
ラミックである物体を指している。
金属又は無機材料から成っているという意味でのセラミ
ック物体に限定されるものとして不当に解釈されるべき
ではなく、親金属から誘導された、又は酸化体から又は
ドーパントにより生成された一つ又はそれ以上の金属成
分を少量又は実質的な量で、最も典型的に約１〜４０％
（体積百分率）の範囲内で又はさらに大きな割合で含ん
でいるとしても、組成又は支配的特性に関して優勢にセ
ラミックである物体を指している。
“酸化反応生成物″とは、一般的に、金属が電子を池の
元素、化合物又はそれらの組合わせに供与し又はそれら
と共有した任意の酸化状態での一つ又はそれ以上の金属
を意味する。従って、この定義による“酸化反応生成物
”は酸化体による一つ又はそれ以上の金属の反応の生成
物を含んでいる。
元素、化合物又はそれらの組合わせに供与し又はそれら
と共有した任意の酸化状態での一つ又はそれ以上の金属
を意味する。従って、この定義による“酸化反応生成物
”は酸化体による一つ又はそれ以上の金属の反応の生成
物を含んでいる。
“酸化体″とは、一つ又はそれ以上の適当な電子受容体
又は電子共有体を意味し、元素、元素の組合わせ、化合
物又は化合物の組合わせ（連光可能な化合物を含む）で
あってよく、またプロセス条件に於いて蒸気、固体又は
液体である。
又は電子共有体を意味し、元素、元素の組合わせ、化合
物又は化合物の組合わせ（連光可能な化合物を含む）で
あってよく、またプロセス条件に於いて蒸気、固体又は
液体である。
“親金属”とは、多結晶性反応生成物に対する前駆物質
である金属、例えばアルミニウムを指し、また比較的純
粋な金属、不純物及び（又は）合金化成分を含有する商
業的に入手可能な金属としてのその金属、又はその金属
前駆物質が主成分である合金を含んでいる。また特定の
金属が親金属、例えばアルミニウムとして述べられる時
、アイディティファイされた金属が、それとは別に文脈
中で指示されないかぎり、この定義で解されるべきであ
る。
である金属、例えばアルミニウムを指し、また比較的純
粋な金属、不純物及び（又は）合金化成分を含有する商
業的に入手可能な金属としてのその金属、又はその金属
前駆物質が主成分である合金を含んでいる。また特定の
金属が親金属、例えばアルミニウムとして述べられる時
、アイディティファイされた金属が、それとは別に文脈
中で指示されないかぎり、この定義で解されるべきであ
る。
セラミック複合物の“負パターン”は、親金属前駆物質
の正パターン（すなわちジオメトリ）から逆接製されて
いる物体のパターン（すなわちジオメトリ）を意味する
。
の正パターン（すなわちジオメトリ）から逆接製されて
いる物体のパターン（すなわちジオメトリ）を意味する
。
親金属前駆物質の“正パターン”は、セラミック物体の
負パターンを形成するべく逆接盟されている親金属のパ
ターン（すなわちジオメトリ）を意味する。“負”又は
“正′という用語がこの文脈中で、一方のパターンのジ
オメトリが他方のパターンのジオメトリに一致すること
を示すべく互いに相対的な意味でのみ使用されているこ
とに留意することは重要である。“負パターン”又は“
正パターン”を含む形式の形状に制限する意図は全くな
い。
負パターンを形成するべく逆接盟されている親金属のパ
ターン（すなわちジオメトリ）を意味する。“負”又は
“正′という用語がこの文脈中で、一方のパターンのジ
オメトリが他方のパターンのジオメトリに一致すること
を示すべく互いに相対的な意味でのみ使用されているこ
とに留意することは重要である。“負パターン”又は“
正パターン”を含む形式の形状に制限する意図は全くな
い。
“逆接製された“という用語は、セラミック複合物物体
の負パターンが親金属前駆物質の正パターン部分の形状
に一致する表面を含んでいることを意味する。
の負パターンが親金属前駆物質の正パターン部分の形状
に一致する表面を含んでいることを意味する。
ｎ びその −しい゛−ｊ色男Ω崖■ムＲユ本発明の実
施にあたっては、親金属前駆物質が、仕上げられたセラ
ミック複合物の負パターンとして逆接製されるべき形状
又はジオメトリの正パターンから成る一つの部分と非複
製部分とを有する形作られた物品の形態で用意される０
本発明の実施により複雑な形状の負パターンが、セラミ
ック物体の形作り又は機械加工によらずに、セラミック
スの形成又は成長の間に仕上げられたセラミック複合物
に逆接裂され得る。親金属前駆物質は任意の適当な手段
により適当に形作られ得る。例えば、バー、ビレット又
はインゴットのような金属片が、親金属前駆物質を形成
するべく、適当に機械加工、鋳造、モールド、押出し又
は他の仕方で形作られ得る。親金属前駆物質はその内部
に形成された溝、孔、凹み、ランド、ボス、フランジ、
スタンド、ねじなどを有していてもよいし１、また所望
の輪郭の正パターンを形成するべく組立てられたカラー
、ブッシング、ディスク、バーなどを有していてもよい
、親金属前駆物質は、その正パターン部分が充瑛剤の床
と通合接触する（且つ非複製部分が充填剤の床と接触し
ない）状態に置かれた時に正パターンが親金属前駆物質
の塊のすぐ隣の充填剤の床の部分を郭定するように適当
に形作られた一つ又はそれ以上の一体の金属片を含んで
いてよい。こうして、一つの局面では、本発明は、はる
かに困難で費用のかかるプロセスであるセラミックスの
研削又は機械加工によらずに金属の機械加工又は他の形
作りにより負パターンが形成されるという利点を提供す
る。
施にあたっては、親金属前駆物質が、仕上げられたセラ
ミック複合物の負パターンとして逆接製されるべき形状
又はジオメトリの正パターンから成る一つの部分と非複
製部分とを有する形作られた物品の形態で用意される０
本発明の実施により複雑な形状の負パターンが、セラミ
ック物体の形作り又は機械加工によらずに、セラミック
スの形成又は成長の間に仕上げられたセラミック複合物
に逆接裂され得る。親金属前駆物質は任意の適当な手段
により適当に形作られ得る。例えば、バー、ビレット又
はインゴットのような金属片が、親金属前駆物質を形成
するべく、適当に機械加工、鋳造、モールド、押出し又
は他の仕方で形作られ得る。親金属前駆物質はその内部
に形成された溝、孔、凹み、ランド、ボス、フランジ、
スタンド、ねじなどを有していてもよいし１、また所望
の輪郭の正パターンを形成するべく組立てられたカラー
、ブッシング、ディスク、バーなどを有していてもよい
、親金属前駆物質は、その正パターン部分が充瑛剤の床
と通合接触する（且つ非複製部分が充填剤の床と接触し
ない）状態に置かれた時に正パターンが親金属前駆物質
の塊のすぐ隣の充填剤の床の部分を郭定するように適当
に形作られた一つ又はそれ以上の一体の金属片を含んで
いてよい。こうして、一つの局面では、本発明は、はる
かに困難で費用のかかるプロセスであるセラミックスの
研削又は機械加工によらずに金属の機械加工又は他の形
作りにより負パターンが形成されるという利点を提供す
る。
本発明の方法の実施にあたっては、親金属前駆物質は、
主に又は専ら正パターン部分から又は通合可能な充填剤
の中への酸化反応生成物の成長を助長し、他方に於いて
非複ｆ！Ａ部分からの酸化反応生成物の成長を禁止し又
は妨害する成長制御条件のもとに正パターン部分が通合
可能な充填剤の床と通合接触する状態に置かれる。成長
制御条件は、非複製部分に隣接する親金属の酸化反応に
くらべて正パターン部分に隣接し又はその近くにある親
金属の酸化反応が優先的に生ずるような条件を６α立す
ることにより達成又は増進される。その結果、正パター
ン部分から通合可能な充填剤の床の中への酸化反応生成
物の成長が優先的に生じ、非複製部分からのこのような
成長は禁止又は排除される。例えば、本願の譲受人と同
一の１ｇ受入に譲渡された前記米国特許出願第８２２．
９９９号明細書に詳細に説明されているように、適当な
外部ドーパントを正パターン部分に与えることにより、
その部分からの親金属前駆物質の成長を増進させ得る。
主に又は専ら正パターン部分から又は通合可能な充填剤
の中への酸化反応生成物の成長を助長し、他方に於いて
非複ｆ！Ａ部分からの酸化反応生成物の成長を禁止し又
は妨害する成長制御条件のもとに正パターン部分が通合
可能な充填剤の床と通合接触する状態に置かれる。成長
制御条件は、非複製部分に隣接する親金属の酸化反応に
くらべて正パターン部分に隣接し又はその近くにある親
金属の酸化反応が優先的に生ずるような条件を６α立す
ることにより達成又は増進される。その結果、正パター
ン部分から通合可能な充填剤の床の中への酸化反応生成
物の成長が優先的に生じ、非複製部分からのこのような
成長は禁止又は排除される。例えば、本願の譲受人と同
一の１ｇ受入に譲渡された前記米国特許出願第８２２．
９９９号明細書に詳細に説明されているように、適当な
外部ドーパントを正パターン部分に与えることにより、
その部分からの親金属前駆物質の成長を増進させ得る。
このようなドーパントは外部から親金属前駆物質の正パ
ターン部分の表面に与えられ、且つ（又は）好ましくは
正パターン部分の表面に隣接して正パターン部分と向か
い合う通合可能な充填剤の中に供給され得る。さらに、
固体酸化体及び（又は）液体酸化体が（後で詳細に説明
されるように）正パターン部分に隣接する部分又は領域
で充］ス剤の床に組み入れられ得る。従って、成長は酸
化体の方向に生じ、又は容易にされる。
ターン部分の表面に与えられ、且つ（又は）好ましくは
正パターン部分の表面に隣接して正パターン部分と向か
い合う通合可能な充填剤の中に供給され得る。さらに、
固体酸化体及び（又は）液体酸化体が（後で詳細に説明
されるように）正パターン部分に隣接する部分又は領域
で充］ス剤の床に組み入れられ得る。従って、成長は酸
化体の方向に生じ、又は容易にされる。
多結晶性酸化反応生成物の成長制御は、１９８６年５月
８日付は米国特許出願第８６１．０“２４号明細書に説
明されている実施例と同様に、適当なバリヤー手段又は
成長妨害手段により達成され得る。有効なバリヤーは、
プロセス条件のン）とに輸送される溶融親金属により湿
潤不可能であり、バリヤーに対する溶融全屈の付着性が
本質的に存在せず、従ってまた成長が妨害されるような
材゛ｒ−１を含んでいる。さらに進んでの成長を禁止す
るべく輸送される溶融親金属と反応する傾向のあるバリ
ヤーも使用され得る。特に、有用なバリヤーは硫酸カル
シウム、ケイ酸カルシウム、ボートランドセメント、ス
テンレス鋼のような合金、及び親金属としてのアルミニ
ウムと共に使用され得るアルミナのような稠密又は溶Ｒ
１！セラミックスを含んでいる。バリヤー手段はその構
成要素として、バリヤー手段を透過性にするため、又は
バリヤー手段の多孔性及び透過性を増すため６、加ｔ１
５時に除去される適当な可燃性又は揮発性材料又は加熱
時に分解する材料を含んでいてもよい。バリヤー手段は
親金属の非複製部分の上に重なり又は重ねられ、また好
ましくは、この部分の表面又は形状に通合し、それによ
り望ましくない成長を最小化又は消去する材料から成っ
ている。、複数の技術の！■み合わせが利用され得る。
８日付は米国特許出願第８６１．０“２４号明細書に説
明されている実施例と同様に、適当なバリヤー手段又は
成長妨害手段により達成され得る。有効なバリヤーは、
プロセス条件のン）とに輸送される溶融親金属により湿
潤不可能であり、バリヤーに対する溶融全屈の付着性が
本質的に存在せず、従ってまた成長が妨害されるような
材゛ｒ−１を含んでいる。さらに進んでの成長を禁止す
るべく輸送される溶融親金属と反応する傾向のあるバリ
ヤーも使用され得る。特に、有用なバリヤーは硫酸カル
シウム、ケイ酸カルシウム、ボートランドセメント、ス
テンレス鋼のような合金、及び親金属としてのアルミニ
ウムと共に使用され得るアルミナのような稠密又は溶Ｒ
１！セラミックスを含んでいる。バリヤー手段はその構
成要素として、バリヤー手段を透過性にするため、又は
バリヤー手段の多孔性及び透過性を増すため６、加ｔ１
５時に除去される適当な可燃性又は揮発性材料又は加熱
時に分解する材料を含んでいてもよい。バリヤー手段は
親金属の非複製部分の上に重なり又は重ねられ、また好
ましくは、この部分の表面又は形状に通合し、それによ
り望ましくない成長を最小化又は消去する材料から成っ
ている。、複数の技術の！■み合わせが利用され得る。
すなわち、バリヤー手段が親金属前駆物質の非複製部分
の上に重ねられ、且つ外部ドーパントが正パターン部分
及び（又は）それと向かい合う充填剤に与えられ得る。
の上に重ねられ、且つ外部ドーパントが正パターン部分
及び（又は）それと向かい合う充填剤に与えられ得る。
親金属前駆物質の非複製部分は、たといバリヤー材料又
は手段により覆われていないとしても、充填剤の床と接
触しない状態に保たれ得る。すなわち、親金属前駆物質
の非複製部分は、外部ドーパント又は固体又は液体酸化
体が利用可能にされている親金属前駆物質の表面を例外
として大気中の酸化反応生成物の成長が禁止又は妨害さ
れる条件のもとでは、大気に露出された状態に保たれ得
る。
は手段により覆われていないとしても、充填剤の床と接
触しない状態に保たれ得る。すなわち、親金属前駆物質
の非複製部分は、外部ドーパント又は固体又は液体酸化
体が利用可能にされている親金属前駆物質の表面を例外
として大気中の酸化反応生成物の成長が禁止又は妨害さ
れる条件のもとでは、大気に露出された状態に保たれ得
る。
本発明を以下では親金属がアルミニウムである実施例に
重点をおいて説明するが、これは例示の目的での説明に
過ぎず、シリコン、チタン、スズ、ジルコン及びハフニ
ウムなどのような他の合圧が本発明の規範を満足して使
用され得る。
重点をおいて説明するが、これは例示の目的での説明に
過ぎず、シリコン、チタン、スズ、ジルコン及びハフニ
ウムなどのような他の合圧が本発明の規範を満足して使
用され得る。
固体、液体又は気相酸化体、又はこのような酸化体の組
合わせが上記のように利用され得る。例えば、典型的な
酸化体は、制限なしに、酸素、窒素、ハロゲン、硫黄、
リン、ヒ素、炭素、ホウ素、セレン、テルル、メタン、
エタン、プロパン、アセチレン、エチレン、プロピレン
（炭素の源としての炭化水素）及び空気、？（２／ Ｈ
２０及びＣＯ／ＣＯ２のような混合物。最後の二つくす
なわちＨ２／Ｈ２０及びＣｏ／Ｃ０２）はプレフォーム
の所望の酸化可能な成分に対して相対的番こ環境の酸素
活性を減するのに有用である。
合わせが上記のように利用され得る。例えば、典型的な
酸化体は、制限なしに、酸素、窒素、ハロゲン、硫黄、
リン、ヒ素、炭素、ホウ素、セレン、テルル、メタン、
エタン、プロパン、アセチレン、エチレン、プロピレン
（炭素の源としての炭化水素）及び空気、？（２／ Ｈ
２０及びＣＯ／ＣＯ２のような混合物。最後の二つくす
なわちＨ２／Ｈ２０及びＣｏ／Ｃ０２）はプレフォーム
の所望の酸化可能な成分に対して相対的番こ環境の酸素
活性を減するのに有用である。
任意の適当な酸化体が利用され得るが、本発明の特別な
実施例は気相酸化体を使用するものとして以下に説明さ
れる。もし気体又は蒸気酸化体、すなわち気相酸化体が
使用されるならば、充填剤は、酸化体への充填剤の床の
露出時に気相酸化体が充曳剤の床を透過してその中の溶
融親金属と接触するように、気相酸化体に対して透過性
である。“気相酸化体”という用語は、雰囲気の酸化を
行う気化された材料又は常時気体状の材料を意味する０
例えば、酸素又は酸素含有（空気を含む）気体混合物は
適当な気相酸化体であり、通常は空気が経済上の明らか
な理由で好まれている。酸化体が特定の気体又は蒸気を
含有するものとしてアイデンティファイされる時、これ
はアイデンティファイされた気体又は蒸気が、利用され
る酸化環境の中で得られる条件のもとに親金属の唯一、
優勢又は少なくとも有意義な酸化剤である気相酸化体を
意味する。例えば、空気の主成分は窒素であるが、空気
に含有されている酸素は、窒素よりも著しく酸化性が強
いので、親金属の唯−又は優勢な酸化剤である。従って
、空気は“酸素含有気体”酸化体の定義に属し、“窒素
含有気体”酸化体の定義には屈さない。本明細書で使用
される“窒素含有気体”酸化体の一例は、典型的に約９
６％（体積百分率）の窒素及び約４％（体積百分率）の
水素を含有する“成形気体”である。
実施例は気相酸化体を使用するものとして以下に説明さ
れる。もし気体又は蒸気酸化体、すなわち気相酸化体が
使用されるならば、充填剤は、酸化体への充填剤の床の
露出時に気相酸化体が充曳剤の床を透過してその中の溶
融親金属と接触するように、気相酸化体に対して透過性
である。“気相酸化体”という用語は、雰囲気の酸化を
行う気化された材料又は常時気体状の材料を意味する０
例えば、酸素又は酸素含有（空気を含む）気体混合物は
適当な気相酸化体であり、通常は空気が経済上の明らか
な理由で好まれている。酸化体が特定の気体又は蒸気を
含有するものとしてアイデンティファイされる時、これ
はアイデンティファイされた気体又は蒸気が、利用され
る酸化環境の中で得られる条件のもとに親金属の唯一、
優勢又は少なくとも有意義な酸化剤である気相酸化体を
意味する。例えば、空気の主成分は窒素であるが、空気
に含有されている酸素は、窒素よりも著しく酸化性が強
いので、親金属の唯−又は優勢な酸化剤である。従って
、空気は“酸素含有気体”酸化体の定義に属し、“窒素
含有気体”酸化体の定義には屈さない。本明細書で使用
される“窒素含有気体”酸化体の一例は、典型的に約９
６％（体積百分率）の窒素及び約４％（体積百分率）の
水素を含有する“成形気体”である。
固体酸化体が利用される時には、固体酸化体は充填剤の
床全体を通じて、又は、もし気相酸化体と組合わせて使
用されるならば、親金属に隣接する床の一部分を通じて
分散されてよい。酸化体は充填剤と混合された粒子形態
で且つ（又は）充填剤粒子上への被覆として利用されて
よい。ホウ素又は炭素のような適当な元素、又は（酸素
の源としての）二酸化シリコン、又は親金属のホウ化物
反応生成物よりも熱力学的安定性が低い特定のホウ化物
のような適当な還元可能な化合物を含む任官の適当な固
体酸化体が気相酸化体との両立性に関係して利用され得
る。もし固体酸化体が気相酸化体と組合わせて使用され
るならば、酸化体は本発明の目的に対して両立可能であ
るように選定される。
床全体を通じて、又は、もし気相酸化体と組合わせて使
用されるならば、親金属に隣接する床の一部分を通じて
分散されてよい。酸化体は充填剤と混合された粒子形態
で且つ（又は）充填剤粒子上への被覆として利用されて
よい。ホウ素又は炭素のような適当な元素、又は（酸素
の源としての）二酸化シリコン、又は親金属のホウ化物
反応生成物よりも熱力学的安定性が低い特定のホウ化物
のような適当な還元可能な化合物を含む任官の適当な固
体酸化体が気相酸化体との両立性に関係して利用され得
る。もし固体酸化体が気相酸化体と組合わせて使用され
るならば、酸化体は本発明の目的に対して両立可能であ
るように選定される。
もし液体酸化体が利用されるならば、液体酸化体はプレ
フォーム全体を通じて、又は溶融全屈と隣接するプレフ
ォームの一部分を通じて、分散させられ得る。このよう
な液体酸化体は溶融親金属への気相酸化体のアクセスを
阻止しない。液体酸化体とは、酸化反応条件のもとに液
体である酸化体を意味し、従って液体酸化体は酸化反応
条件に於いて熔融状態又は液体状態にある塩のような固
体前駆物質を有し得る０代替的に、液体酸化体は液体前
駆物質、すなわちプレフォームの多孔性表面の一部又は
全部を被覆するのに使用され、また適当な酸化体モイエ
ティを生ずるべくプロセス条件に於いて熔融又は分解さ
れている材料の溶液であってよい、ここに定義されるよ
うな液体酸化体の例は低融点ガラスを含んでいる。もし
液体酸化体が気相酸化体と組合わせて使用されるならば
、液体酸化体は、溶融親金属への気相酸化体のアクセス
を妨げないような仕方で使用されなければならない。
フォーム全体を通じて、又は溶融全屈と隣接するプレフ
ォームの一部分を通じて、分散させられ得る。このよう
な液体酸化体は溶融親金属への気相酸化体のアクセスを
阻止しない。液体酸化体とは、酸化反応条件のもとに液
体である酸化体を意味し、従って液体酸化体は酸化反応
条件に於いて熔融状態又は液体状態にある塩のような固
体前駆物質を有し得る０代替的に、液体酸化体は液体前
駆物質、すなわちプレフォームの多孔性表面の一部又は
全部を被覆するのに使用され、また適当な酸化体モイエ
ティを生ずるべくプロセス条件に於いて熔融又は分解さ
れている材料の溶液であってよい、ここに定義されるよ
うな液体酸化体の例は低融点ガラスを含んでいる。もし
液体酸化体が気相酸化体と組合わせて使用されるならば
、液体酸化体は、溶融親金属への気相酸化体のアクセス
を妨げないような仕方で使用されなければならない。
いくつかの条件に対して、気相酸化体と組み合わせて固
体酸化体及び（又は）液体酸化体を利用することは有利
であり得る。追加的な酸化体のこのような組み合わせば
、非複恥部分ではなく特に正パターンと隣接する充填剤
の床の中で優先的に酸化反応生成物を形成するべく親金
属の酸化を増進させるのに特に有用であり得る。すなわ
ち、正パターンと隣接する充填剤の床の中にこのような
追加的な酸化体を使用することにより、床のその部分又
は領域の中に床のその部分又は領域の外側の環境にくら
べて親金属の酸化反応に好適な環境を作り得る。この増
進された環境は床の境界に向かう床の中の酸化反応生成
物の成長を助長し、且つ過成長、すなわち充填剤の境界
の外側の成長を消去又は最小化するのに有利である。
体酸化体及び（又は）液体酸化体を利用することは有利
であり得る。追加的な酸化体のこのような組み合わせば
、非複恥部分ではなく特に正パターンと隣接する充填剤
の床の中で優先的に酸化反応生成物を形成するべく親金
属の酸化を増進させるのに特に有用であり得る。すなわ
ち、正パターンと隣接する充填剤の床の中にこのような
追加的な酸化体を使用することにより、床のその部分又
は領域の中に床のその部分又は領域の外側の環境にくら
べて親金属の酸化反応に好適な環境を作り得る。この増
進された環境は床の境界に向かう床の中の酸化反応生成
物の成長を助長し、且つ過成長、すなわち充填剤の境界
の外側の成長を消去又は最小化するのに有利である。
本発明の実施にあたって利用される通合可能な充填剤は
目的に通した多くの種類の材料の−っ又はそれ以上であ
ってよい。本明細書中で充填剤に対して用いられる用語
“通合可能な”は、充填剤が形作られた親金属前駆物質
の回りに詰められ得ること、それに重ねられ１ｑること
、又はその回りに巻か得れること、また通合接触状態に
置かれている前駆物質の部分のパターン又は形状に通合
し得ることを意味する。例えば、もし充填剤が耐熱性全
屈酸化物の細粒のような粒子状材料を含んでいるならば
、親金属前駆物質の正パターンは、正パターンが充ｊ貫
剤の中に正パターンと一致する形状すなわちそのネガテ
ィブを郭定するように充填剤と通合接触する状態に置か
れる。しかし、充填剤が細かい粒子状であることは必要
でない。例えば、充填剤はワイヤー、ファイバ、ウィス
カー、又は金属ウールのような材料を含んでいてよい。
目的に通した多くの種類の材料の−っ又はそれ以上であ
ってよい。本明細書中で充填剤に対して用いられる用語
“通合可能な”は、充填剤が形作られた親金属前駆物質
の回りに詰められ得ること、それに重ねられ１ｑること
、又はその回りに巻か得れること、また通合接触状態に
置かれている前駆物質の部分のパターン又は形状に通合
し得ることを意味する。例えば、もし充填剤が耐熱性全
屈酸化物の細粒のような粒子状材料を含んでいるならば
、親金属前駆物質の正パターンは、正パターンが充ｊ貫
剤の中に正パターンと一致する形状すなわちそのネガテ
ィブを郭定するように充填剤と通合接触する状態に置か
れる。しかし、充填剤が細かい粒子状であることは必要
でない。例えば、充填剤はワイヤー、ファイバ、ウィス
カー、又は金属ウールのような材料を含んでいてよい。
充填剤は二つ又はそれ以上のこのような構成要素又は幾
何学的形状の異質もしくは同質の組み合わせ、例えば小
さい粒子及びウィスカーの組み合わせを含んでいてもよ
い。親金属前駆物質の正パターンが充填剤の塊と連合接
触する状態、すなわち複合物物体の中に最終的に形成さ
れる負パターンが親金属前駆物質の負パターンのネガテ
ィブであるように正パターンの表面に充填剤が密に通合
する状態に置かれることを許すことのみが必要である。
何学的形状の異質もしくは同質の組み合わせ、例えば小
さい粒子及びウィスカーの組み合わせを含んでいてもよ
い。親金属前駆物質の正パターンが充填剤の塊と連合接
触する状態、すなわち複合物物体の中に最終的に形成さ
れる負パターンが親金属前駆物質の負パターンのネガテ
ィブであるように正パターンの表面に充填剤が密に通合
する状態に置かれることを許すことのみが必要である。
親金属前駆物質はこうして最初に通合可能な充填剤の床
のかたら作られた部分を形成する。
のかたら作られた部分を形成する。
本発明の実施にあたって有用な通合可能な充填剤は、下
記のような本発明の酸化反応条件のもとに、酸化体だ気
相酸化体である時に酸化体の通過に対して透過性である
充填剤である。いずれの場合にも、充填剤はそれを通る
酸化反応生成物のき成長に対して通過性である。酸化反
応の間、溶融親金属は反応を持続すべく形成されている
酸化反応生成物を通づて移動する。この酸化反応生成物
は一般に周囲の雰囲気に対して不透過性であり、従って
炉の雰囲気、例えば空気は酸化反応生成物を通過し得な
い。本願の譲受人と同一の譲受人にＩＲ渡された１９８
６年１月２７日付けの前記米国特許出願第８２３，５４
２号明８ｉ［１書に説明されているように、成長する酸
化反応生成物が炉の雰囲気に対して不透過性であること
の結果として、酸化反応生成物が溶融親金属の移動によ
り形成されているキャビティを囲む時に圧力差の問題が
生ずる。この問題は、本願の１Ｒ受入と同一の譲受人に
譲渡された前記特許出願によれば、同明細書に定義され
ているように、親金属の融点よりも高く且つ酸化反応温
度に近く但しそれよりも低い温度に於いて、少なくとも
成長している酸化反応生成物構造が、形成されているキ
ャビティを郭定する成長している酸化反応生成物の壁の
両側に生ずる圧力差に対して自己支持性であるのに十分
な厚みを１ｑるまで、成長しているキャビティの中にモ
ールドの複製されたジオメトリを保つべく、成長してい
るキャビティの外側から構造的強度を生ずるのに十分に
、部分的に焼結又は他の仕方で互いに且つ成長している
酸化反応生成物の層に結合する充填剤である自己結合性
の通合可能な充填剤の使用により克服された。しかし、
自己結合性の充填剤はあまりに低い温度で焼結又は自己
結合すべきではない。なぜならば、もしあまりに低い温
度で焼結又は自己結合したとすれば、熱膨張によりひび
割れを生じ、また親金属が作動温度に加熱される際に親
金属の融点に於いて体積が変化するからである。換言す
れば、自己結合性の充填剤は、親金属が加熱され熔融さ
れている間に充填剤と親金属との間の体積変化の差に順
応するべく通合可能性を保ち、また次いで酸化反応の進
行につれて成長しているキャビティに機械的強度を与え
るべく自己結合しなければならない。しかし、本発明の
方法にれば、多くの場合に圧力差の問題が回避される。
記のような本発明の酸化反応条件のもとに、酸化体だ気
相酸化体である時に酸化体の通過に対して透過性である
充填剤である。いずれの場合にも、充填剤はそれを通る
酸化反応生成物のき成長に対して通過性である。酸化反
応の間、溶融親金属は反応を持続すべく形成されている
酸化反応生成物を通づて移動する。この酸化反応生成物
は一般に周囲の雰囲気に対して不透過性であり、従って
炉の雰囲気、例えば空気は酸化反応生成物を通過し得な
い。本願の譲受人と同一の譲受人にＩＲ渡された１９８
６年１月２７日付けの前記米国特許出願第８２３，５４
２号明８ｉ［１書に説明されているように、成長する酸
化反応生成物が炉の雰囲気に対して不透過性であること
の結果として、酸化反応生成物が溶融親金属の移動によ
り形成されているキャビティを囲む時に圧力差の問題が
生ずる。この問題は、本願の１Ｒ受入と同一の譲受人に
譲渡された前記特許出願によれば、同明細書に定義され
ているように、親金属の融点よりも高く且つ酸化反応温
度に近く但しそれよりも低い温度に於いて、少なくとも
成長している酸化反応生成物構造が、形成されているキ
ャビティを郭定する成長している酸化反応生成物の壁の
両側に生ずる圧力差に対して自己支持性であるのに十分
な厚みを１ｑるまで、成長しているキャビティの中にモ
ールドの複製されたジオメトリを保つべく、成長してい
るキャビティの外側から構造的強度を生ずるのに十分に
、部分的に焼結又は他の仕方で互いに且つ成長している
酸化反応生成物の層に結合する充填剤である自己結合性
の通合可能な充填剤の使用により克服された。しかし、
自己結合性の充填剤はあまりに低い温度で焼結又は自己
結合すべきではない。なぜならば、もしあまりに低い温
度で焼結又は自己結合したとすれば、熱膨張によりひび
割れを生じ、また親金属が作動温度に加熱される際に親
金属の融点に於いて体積が変化するからである。換言す
れば、自己結合性の充填剤は、親金属が加熱され熔融さ
れている間に充填剤と親金属との間の体積変化の差に順
応するべく通合可能性を保ち、また次いで酸化反応の進
行につれて成長しているキャビティに機械的強度を与え
るべく自己結合しなければならない。しかし、本発明の
方法にれば、多くの場合に圧力差の問題が回避される。
なぜならば、親金属前駆物質が非複製部分を有し、そこ
からは酸化反応生成物が少なくとも意味のある度合では
成長せず、従って成長している酸化反応生成物により完
全に囲まれるキャビティが存在しないからである。しか
し、雰囲気に対して透過性であるバリヤー手段が、形成
しているキャビティへの炉雰囲気のアクセスを阻止する
べく使用され、またいくつかの場合には展開され得るの
で、その結果として、成長している酸化反応生成物の壁
の両側に圧力差が生ずる。このような環境では、自己結
合性の充填剤が、前記のように、少なくとも初期成長段
階で機械的強度を与えるのに利用され得る。
からは酸化反応生成物が少なくとも意味のある度合では
成長せず、従って成長している酸化反応生成物により完
全に囲まれるキャビティが存在しないからである。しか
し、雰囲気に対して透過性であるバリヤー手段が、形成
しているキャビティへの炉雰囲気のアクセスを阻止する
べく使用され、またいくつかの場合には展開され得るの
で、その結果として、成長している酸化反応生成物の壁
の両側に圧力差が生ずる。このような環境では、自己結
合性の充填剤が、前記のように、少なくとも初期成長段
階で機械的強度を与えるのに利用され得る。
本明細書中で通合可能な充填剤の特性を示すのに使用さ
れている“自己結合性”という用語は、親金属の正パタ
ーンと通合接触する状態に置かれて、親金属の融点での
体積変化及び親金属と充填剤との間の熱膨張の差に順応
するのに十分な通合可能性を保ち、且つ少なくとも正パ
ターンとすぐ隣接する支持領域の中で、前記順応を許す
べく親金属の融点よりも高く且つ酸化反応温度に近く但
しそれよりも低い温度に於いてのみ本質的に自己結合性
である充填剤を意味する。充填剤のこのような自己結合
性は、充填剤の中への親金属の移動により生ずる圧力差
に対して逆接製された負パク−ンを保つのに十分な結合
強度を充填剤に賦与する。
れている“自己結合性”という用語は、親金属の正パタ
ーンと通合接触する状態に置かれて、親金属の融点での
体積変化及び親金属と充填剤との間の熱膨張の差に順応
するのに十分な通合可能性を保ち、且つ少なくとも正パ
ターンとすぐ隣接する支持領域の中で、前記順応を許す
べく親金属の融点よりも高く且つ酸化反応温度に近く但
しそれよりも低い温度に於いてのみ本質的に自己結合性
である充填剤を意味する。充填剤のこのような自己結合
性は、充填剤の中への親金属の移動により生ずる圧力差
に対して逆接製された負パク−ンを保つのに十分な結合
強度を充填剤に賦与する。
一般に、上記のように、充填剤は、たといすべての場合
に自己結合性である必要はないとしても、いずれの場合
にも自己結合性充填剤であってよい。
に自己結合性である必要はないとしても、いずれの場合
にも自己結合性充填剤であってよい。
充填剤の塊又は床の全体が通合可能な充填剤又は、必要
とされる時には、自己結合性の充填剤を含んでいること
は、本発明の範囲内に属するけれども、本発明にとって
必要でない。充填剤は親金属の正パターンに隣接し且つ
それにより形作られる充填剤の床の部分でのみ通合可能
及び（又は）自己結合性である必要がある。換言すれば
、充填剤は、通合可能性の場合には、親金属前駆物質の
正パターンに通合するのに、また自己結合性の場合には
、特定の状況で十分な機械的強度を与えるのに十分な深
さにのみ通合可能及び（又は）自己結合性である必要が
ある。充填剤床の残りの部分は通合可能及び（又は）自
己結合性である必要がない。
とされる時には、自己結合性の充填剤を含んでいること
は、本発明の範囲内に属するけれども、本発明にとって
必要でない。充填剤は親金属の正パターンに隣接し且つ
それにより形作られる充填剤の床の部分でのみ通合可能
及び（又は）自己結合性である必要がある。換言すれば
、充填剤は、通合可能性の場合には、親金属前駆物質の
正パターンに通合するのに、また自己結合性の場合には
、特定の状況で十分な機械的強度を与えるのに十分な深
さにのみ通合可能及び（又は）自己結合性である必要が
ある。充填剤床の残りの部分は通合可能及び（又は）自
己結合性である必要がない。
いずれの場合にも、充填剤は、それを通る酸化反応生成
物の浸透又は、気相酸化体が使用されている時には、そ
れを通る気相酸化体の通過を阻止する不透過性の塊を形
成するような仕方で焼結、／８融又は反応してはならな
い。さらに、充填剤は、組立体の加熱時の親金属と充填
剤との間の熱膨張の差と親金属の熔融時の親金属の体積
変化とに順応して、親金属前駆物質の正パターンへの密
な通合性を保つのに十分に通合可能でなければならない
。
物の浸透又は、気相酸化体が使用されている時には、そ
れを通る気相酸化体の通過を阻止する不透過性の塊を形
成するような仕方で焼結、／８融又は反応してはならな
い。さらに、充填剤は、組立体の加熱時の親金属と充填
剤との間の熱膨張の差と親金属の熔融時の親金属の体積
変化とに順応して、親金属前駆物質の正パターンへの密
な通合性を保つのに十分に通合可能でなければならない
。
本発明の実施にあたっては、親金属、充填剤の床及び、
もし使用されるならば、バリヤー手段又は成長妨害手段
の組立体が、酸化環境の中で溶融金属の物体又はプール
を形成するべく、金属の融点よりも高く但し酸化反応生
成物の融点よりも低い温度に加熱される。酸化体との接
触時に、溶融金属は酸化反応生成物の層を形成するべく
反応する。酸化環境への露出の継続中に、適当な温度範
囲内で、残っている溶融金属が酸化体の方向に酸化反応
生成物の中へまたそれを通して高進的に引かれ、また酸
化体との接触時に、追加的な酸化反応生成物を形成する
。酸化反応生成物の少なくとも一部分は、充填剤の床の
中の多結晶性酸化反応生成物の成長を継続させ、それに
より充填剤を多結晶性酸化反応生成物の中に埋めるべく
、溶融親金属及び酸化体と接触し且つそれらの間に位置
する状態に保たれている。多結晶性マトリックス材料は
、適当ならびに酸化反応条件が保たれているかぎり成長
し続ける。
もし使用されるならば、バリヤー手段又は成長妨害手段
の組立体が、酸化環境の中で溶融金属の物体又はプール
を形成するべく、金属の融点よりも高く但し酸化反応生
成物の融点よりも低い温度に加熱される。酸化体との接
触時に、溶融金属は酸化反応生成物の層を形成するべく
反応する。酸化環境への露出の継続中に、適当な温度範
囲内で、残っている溶融金属が酸化体の方向に酸化反応
生成物の中へまたそれを通して高進的に引かれ、また酸
化体との接触時に、追加的な酸化反応生成物を形成する
。酸化反応生成物の少なくとも一部分は、充填剤の床の
中の多結晶性酸化反応生成物の成長を継続させ、それに
より充填剤を多結晶性酸化反応生成物の中に埋めるべく
、溶融親金属及び酸化体と接触し且つそれらの間に位置
する状態に保たれている。多結晶性マトリックス材料は
、適当ならびに酸化反応条件が保たれているかぎり成長
し続ける。
プロセスは、酸化反応生成物が所望の量の充填剤を浸透
し埋め終わるまで１「続される。その結果として得られ
るセラミック複合物製品は、酸化反応生成物を含んでお
り且つオプションとして親金属の一つ又はそれ以上の非
酸化又は全屈成分又は空隙又はこれらの双方を含んでい
るセラミックマトリックスにより埋められた充填剤を含
んでいる。典型的に、これらの多結晶性セラミックマト
リ・ノクスの中では、酸化反応生成物クリスフライトが
−よりも大きい次元、好ましくは三次元に相互結合され
ており、また全屈含有物又は空隙が部分的に相互結合さ
れていてよい。プロセスが親金属の排出を越えて行われ
ない時、得られるセラミック複合物は密であり、また本
質的に空隙無しである。プロセスが完了される時、すな
わちプロセス条件のもとに可能なかぎり多くの金属が酸
化し終わる時、相互結合された金属の代わりの孔がセラ
ミック複合物の中に形成し終わっている。その結果とし
て得られる本発明のセラミック複合物製品は、形成され
且つ冷却された複合物物体に関して親金属前駆物質の処
理の間の融点及び熱膨張差による体積変化を調節されて
、実質的に親金属前駆物質の正パターンの元の寸法及び
幾何学的形状（のネガティブ）を有する。
し埋め終わるまで１「続される。その結果として得られ
るセラミック複合物製品は、酸化反応生成物を含んでお
り且つオプションとして親金属の一つ又はそれ以上の非
酸化又は全屈成分又は空隙又はこれらの双方を含んでい
るセラミックマトリックスにより埋められた充填剤を含
んでいる。典型的に、これらの多結晶性セラミックマト
リ・ノクスの中では、酸化反応生成物クリスフライトが
−よりも大きい次元、好ましくは三次元に相互結合され
ており、また全屈含有物又は空隙が部分的に相互結合さ
れていてよい。プロセスが親金属の排出を越えて行われ
ない時、得られるセラミック複合物は密であり、また本
質的に空隙無しである。プロセスが完了される時、すな
わちプロセス条件のもとに可能なかぎり多くの金属が酸
化し終わる時、相互結合された金属の代わりの孔がセラ
ミック複合物の中に形成し終わっている。その結果とし
て得られる本発明のセラミック複合物製品は、形成され
且つ冷却された複合物物体に関して親金属前駆物質の処
理の間の融点及び熱膨張差による体積変化を調節されて
、実質的に親金属前駆物質の正パターンの元の寸法及び
幾何学的形状（のネガティブ）を有する。
次に図面を参照して説明する。図面中のすべての要素は
必ずしも正しい尺度で示されていない。
必ずしも正しい尺度で示されていない。
例えば、第９図〜第１１図中に示されている紙又は薄い
カードボード要素の厚みは、図面を見昂くするため、誇
張して図示されている。第１図には、本質的に長方形の
溝４と、表面８に形成された円筒状のキャビティ６ （
図示されているように滑ろかな孔又はねじを切られた孔
であってよい）と、表面８から（第１図で見て）上方に
突出している長方形のランド９とを含んでいる、正パタ
ーンと呼ばれるパターンを有するように形作られた親金
属前駆物質２が示されている。溝４、キャビティ６及び
ランド９は親金属前駆物質２の表面８に形成されており
、第３図のセラミック物品と結び付けて後で説明される
ように逆接製される正パターンを成している。親金属前
駆物質２はその側面７ａから延びている肩フランジ１１
をも有し、肩フランジ１１の一つの側面は表面８と同じ
高さであり、その延長部を形成している。親金属前駆物
質２の残りの部分は反対側の表面である表面１０（第１
Ａ図）ならびに四つの側面７ａ、７ｂ（第１図）、７ｃ
及び７ｄ（第１Ａ図及び第２図）を含んでいる０表面８
の部分を成していない表面１０、側面７ａ〜７ｄ及び肩
フランジ１１の部分は、粒子状不活性材料１６と充填剤
１４との間の界面が後で説明されるように平面Ｘ−Ｘ
（第２図）にある時に、親金属前駆物質２の非複製部分
を成している。本明細書中で使用される用語“不活性材
料”は、プロセス条件すなわち熔融及び酸化反応条件の
もとに溶融親金属に対して不活性であり且つ溶融親金属
により湿潤不可能である粒子状材料を指している。
カードボード要素の厚みは、図面を見昂くするため、誇
張して図示されている。第１図には、本質的に長方形の
溝４と、表面８に形成された円筒状のキャビティ６ （
図示されているように滑ろかな孔又はねじを切られた孔
であってよい）と、表面８から（第１図で見て）上方に
突出している長方形のランド９とを含んでいる、正パタ
ーンと呼ばれるパターンを有するように形作られた親金
属前駆物質２が示されている。溝４、キャビティ６及び
ランド９は親金属前駆物質２の表面８に形成されており
、第３図のセラミック物品と結び付けて後で説明される
ように逆接製される正パターンを成している。親金属前
駆物質２はその側面７ａから延びている肩フランジ１１
をも有し、肩フランジ１１の一つの側面は表面８と同じ
高さであり、その延長部を形成している。親金属前駆物
質２の残りの部分は反対側の表面である表面１０（第１
Ａ図）ならびに四つの側面７ａ、７ｂ（第１図）、７ｃ
及び７ｄ（第１Ａ図及び第２図）を含んでいる０表面８
の部分を成していない表面１０、側面７ａ〜７ｄ及び肩
フランジ１１の部分は、粒子状不活性材料１６と充填剤
１４との間の界面が後で説明されるように平面Ｘ−Ｘ
（第２図）にある時に、親金属前駆物質２の非複製部分
を成している。本明細書中で使用される用語“不活性材
料”は、プロセス条件すなわち熔融及び酸化反応条件の
もとに溶融親金属に対して不活性であり且つ溶融親金属
により湿潤不可能である粒子状材料を指している。
第２図には、粒子状材料の２層の床を入れたアルミナ容
器のような耐熱容器１２の中に置かれた親金属前駆物質
２が示されており、容器１２の下側部分は通合可能な充
填剤１４で満たされており、また容器１２の上側部分（
一般に平面Ｘ−Ｘの上ＩＩＩ）は通合可能な不活性材料
１６で満たされている。親金属前駆物質２の非複製部分
は、不活性材料１６により覆われており、従って充填剤
１４の床との接触から免れている部分である。親金属前
駆物質２は任意の適当な親金属、例えばアルミニウム親
金属を含んでいてよい。親金属前駆物質２は、通合可能
な充填剤が溝４及び円筒状キャビティ６を満たし且つ表
面８及びランド９０表面と当接し、正パターンのそのつ
どの変化に通合するように、その正パターン４．６．８
．９が通合可能な充填剤の床１４と通合接触する状態に
１かれている。こうして通合可能な充填剤１４は１ａ４
及び円筒状キャビティ６の中でのみ平面Ｘ−Ｘ上を延び
ている０Ｍ、金属前駆物ｆ２の非複製部分はこうして不
活性材料１６の中に埋められている。通合可能な充填剤
１４は溝４の両側の開端を越えて延びておらず、従って
溝４の両側の開端に通合可能な充填剤１４と不活性材料
１６との間の界面が存在する。もし必要又は所望であれ
ば、組立の間の通合可能な充填剤１４の漏出及び（又は
）不活性材料１６と通合可能な充填剤１４との混じり合
いを防ぐために、紙、カードボード、プラスチック箔、
金属板（好ましくは孔明き金属板）又は網のような適当
な保持手段が溝４の各端に置かれてよい。
器のような耐熱容器１２の中に置かれた親金属前駆物質
２が示されており、容器１２の下側部分は通合可能な充
填剤１４で満たされており、また容器１２の上側部分（
一般に平面Ｘ−Ｘの上ＩＩＩ）は通合可能な不活性材料
１６で満たされている。親金属前駆物質２の非複製部分
は、不活性材料１６により覆われており、従って充填剤
１４の床との接触から免れている部分である。親金属前
駆物質２は任意の適当な親金属、例えばアルミニウム親
金属を含んでいてよい。親金属前駆物質２は、通合可能
な充填剤が溝４及び円筒状キャビティ６を満たし且つ表
面８及びランド９０表面と当接し、正パターンのそのつ
どの変化に通合するように、その正パターン４．６．８
．９が通合可能な充填剤の床１４と通合接触する状態に
１かれている。こうして通合可能な充填剤１４は１ａ４
及び円筒状キャビティ６の中でのみ平面Ｘ−Ｘ上を延び
ている０Ｍ、金属前駆物ｆ２の非複製部分はこうして不
活性材料１６の中に埋められている。通合可能な充填剤
１４は溝４の両側の開端を越えて延びておらず、従って
溝４の両側の開端に通合可能な充填剤１４と不活性材料
１６との間の界面が存在する。もし必要又は所望であれ
ば、組立の間の通合可能な充填剤１４の漏出及び（又は
）不活性材料１６と通合可能な充填剤１４との混じり合
いを防ぐために、紙、カードボード、プラスチック箔、
金属板（好ましくは孔明き金属板）又は網のような適当
な保持手段が溝４の各端に置かれてよい。
前駆物質２の親金属を熔融させるのに十分に高い温度へ
の加熱時に、バリヤー手段及び通合可能な充填剤の床を
通過し、従ってまた溶融金属と接１仙している気相酸化
体力９容融金冗を酸化し、またその結果としての酸化反
応生成物の成長が連合可能な充填剤１４の床を浸透する
。成長する酸化反応生成物は不活性材料１６を貫かず、
従って不活性材料１６は溶融金属からの酸化反応生成物
の成長の間に溶融金属を有効に保持する役割をする。
の加熱時に、バリヤー手段及び通合可能な充填剤の床を
通過し、従ってまた溶融金属と接１仙している気相酸化
体力９容融金冗を酸化し、またその結果としての酸化反
応生成物の成長が連合可能な充填剤１４の床を浸透する
。成長する酸化反応生成物は不活性材料１６を貫かず、
従って不活性材料１６は溶融金属からの酸化反応生成物
の成長の間に溶融金属を有効に保持する役割をする。
例えば、親金属がアルミニウム親金属であり、また空気
が酸化体である時、酸化反応温度は約８５ｏ’ｃから約
１４５０℃まで、好ましくは約９００℃から約１３５０
℃までであってよく、また酸化反応生成物はアルミナ、
典型的にαアルミナである。溶融金属は親金属前駆物質
２により以前に占められていた体積から酸化反応生成物
の形成している表皮を通って移動し、また、反応が継続
するにつれて、親金属前駆物質２により以前に占められ
ていた不活性材料の床１６の中の空間が、酸化反応生成
物を通ってその外側表面への溶融親金属の移動により部
分的に又は実質的に全て空にされる。酸化反応生成物の
外側表面で溶融親金属が気相酸化体と接触して、追加的
な酸化反応生成物を形成するべく酸化される。溶融親金
属により空にされた空間、すなわち親金属前駆物質２の
最初の場所への不活性材料１６の粒子の運動は、成長す
るセラミック物体に不利な影響を及ぼさないので、受容
可能である。しかし、もし利用される正パターンのジオ
メトリのゆえに所望又は必要であれば、剛固な保持器手
段がこのような運動を阻止するべく使用され得る。例え
ば、溶融親金属が充填剤１４の床に浸透するにつれて正
しい位置に粒子状不活性材料１６を保持するべく、適当
な剛固な保持器が親金屈前事物′Ｒ２の表面１０の上に
五かれ得る。
が酸化体である時、酸化反応温度は約８５ｏ’ｃから約
１４５０℃まで、好ましくは約９００℃から約１３５０
℃までであってよく、また酸化反応生成物はアルミナ、
典型的にαアルミナである。溶融金属は親金属前駆物質
２により以前に占められていた体積から酸化反応生成物
の形成している表皮を通って移動し、また、反応が継続
するにつれて、親金属前駆物質２により以前に占められ
ていた不活性材料の床１６の中の空間が、酸化反応生成
物を通ってその外側表面への溶融親金属の移動により部
分的に又は実質的に全て空にされる。酸化反応生成物の
外側表面で溶融親金属が気相酸化体と接触して、追加的
な酸化反応生成物を形成するべく酸化される。溶融親金
属により空にされた空間、すなわち親金属前駆物質２の
最初の場所への不活性材料１６の粒子の運動は、成長す
るセラミック物体に不利な影響を及ぼさないので、受容
可能である。しかし、もし利用される正パターンのジオ
メトリのゆえに所望又は必要であれば、剛固な保持器手
段がこのような運動を阻止するべく使用され得る。例え
ば、溶融親金属が充填剤１４の床に浸透するにつれて正
しい位置に粒子状不活性材料１６を保持するべく、適当
な剛固な保持器が親金屈前事物′Ｒ２の表面１０の上に
五かれ得る。
その結果として得られる酸化反応生成物は、溶融親金属
の不酸化成分を含んでいてよい多結晶性セラミック材料
を含んでいる。セラミック材料の所望の量の成長の完了
時に、組立体は冷却を許され、またその結果として得ら
れるセラミック複合物（その寸法は第２図中に破線で示
されている）が、容器１２の中に残されている不活性材
料１６及び過剰な通合可能な充填剤及び、もし存在する
ならば、未反応親金属から分離される。こうして形成さ
れたセラミック複合物構造は正パターンの形状を逆順製
し、またセラミック物体の残余は、所望であれば、所望
の外側形状を形成するべく機械加工又は研削などにより
形作られｉｑる。例えば、第３図中に示されているよう
に、仕上がり状態に形作られたセラミック複合物物体２
０は複製された表面、すなわち親金属前駆物質２の溝４
、キャビティ６、表面８及びフランジ９により郭定され
る正パターンのネガティブである負パターンを有する。
の不酸化成分を含んでいてよい多結晶性セラミック材料
を含んでいる。セラミック材料の所望の量の成長の完了
時に、組立体は冷却を許され、またその結果として得ら
れるセラミック複合物（その寸法は第２図中に破線で示
されている）が、容器１２の中に残されている不活性材
料１６及び過剰な通合可能な充填剤及び、もし存在する
ならば、未反応親金属から分離される。こうして形成さ
れたセラミック複合物構造は正パターンの形状を逆順製
し、またセラミック物体の残余は、所望であれば、所望
の外側形状を形成するべく機械加工又は研削などにより
形作られｉｑる。例えば、第３図中に示されているよう
に、仕上がり状態に形作られたセラミック複合物物体２
０は複製された表面、すなわち親金属前駆物質２の溝４
、キャビティ６、表面８及びフランジ９により郭定され
る正パターンのネガティブである負パターンを有する。
セラミック複合物物体２０の？！製された負パターンは
、フランジ９の複製された負パターンであるスロット２
１と、キャビティ６の複製された負パターンである円筒
状ボス２２とを含んでいる。スロット２１の寸法はフラ
ンジ９の寸法と一致しており、またボス２２０寸法はキ
ャビティ６の寸法と一致している。同様に、長方形状の
ランド２４はａ４と一致しており、また溝４の逆複製さ
れた負パターンを含んでいる。捏合物物体２００表面２
６は同様に親金属前駆物質２の表面８の逆順製された負
パターンである。複合物物体２０の残りの部分、すなわ
ち側面２８ａ及び２８ｂとこれらの側面と反対側の（第
３図では見えない）二つの側面と表面２６と反対側の（
第３図では見えない）表面とは、平面Ｘ−Ｘの下側に成
長するセラミック物体の（第２図中に破線１８により示
されている）はぼローフ状の外側部分を形作るべく機械
加工、研削などにより形成される。肩フランジ１１は（
不活性材料１６と充填剤１４との間の界面が平面Ｘ−Ｘ
にある時）表面８の延長部を含んでいる肩フランジ１１
の部分のみが充填剤１４と接触している状態で不活性材
料１６の中に埋められているので、肩フランジ１１はセ
ラミック物体２０の中に複製されない。この実施例に於
ける屑フランジ１１の効果は、セラミック物体２０の長
さを（その主長手方向軸線に沿って測って）増すことで
ある。なぜならば、充填剤１４と前駆物質２との（表面
８に於ける）通合接触の範囲が肩フランジ１１の幅によ
り増されているからである。例えば、仕上がり表面２８
．２８ａなどを得るべく研削により惹起される短縮を無
視すれば、ランド２４と側面２８ａとの間のセラミック
物体２０の長さは第３図中に寸法Ｌ′により示されてお
り、この寸法は第１図中の寸法りと実質的に同一である
。もし肩フランジ１１が親金属前駆物質２から省略され
たならば、セラミック物体２０の長さＬ’（第３図）は
第１図中の寸法Ｓと実質的に同一である。
、フランジ９の複製された負パターンであるスロット２
１と、キャビティ６の複製された負パターンである円筒
状ボス２２とを含んでいる。スロット２１の寸法はフラ
ンジ９の寸法と一致しており、またボス２２０寸法はキ
ャビティ６の寸法と一致している。同様に、長方形状の
ランド２４はａ４と一致しており、また溝４の逆複製さ
れた負パターンを含んでいる。捏合物物体２００表面２
６は同様に親金属前駆物質２の表面８の逆順製された負
パターンである。複合物物体２０の残りの部分、すなわ
ち側面２８ａ及び２８ｂとこれらの側面と反対側の（第
３図では見えない）二つの側面と表面２６と反対側の（
第３図では見えない）表面とは、平面Ｘ−Ｘの下側に成
長するセラミック物体の（第２図中に破線１８により示
されている）はぼローフ状の外側部分を形作るべく機械
加工、研削などにより形成される。肩フランジ１１は（
不活性材料１６と充填剤１４との間の界面が平面Ｘ−Ｘ
にある時）表面８の延長部を含んでいる肩フランジ１１
の部分のみが充填剤１４と接触している状態で不活性材
料１６の中に埋められているので、肩フランジ１１はセ
ラミック物体２０の中に複製されない。この実施例に於
ける屑フランジ１１の効果は、セラミック物体２０の長
さを（その主長手方向軸線に沿って測って）増すことで
ある。なぜならば、充填剤１４と前駆物質２との（表面
８に於ける）通合接触の範囲が肩フランジ１１の幅によ
り増されているからである。例えば、仕上がり表面２８
．２８ａなどを得るべく研削により惹起される短縮を無
視すれば、ランド２４と側面２８ａとの間のセラミック
物体２０の長さは第３図中に寸法Ｌ′により示されてお
り、この寸法は第１図中の寸法りと実質的に同一である
。もし肩フランジ１１が親金属前駆物質２から省略され
たならば、セラミック物体２０の長さＬ’（第３図）は
第１図中の寸法Ｓと実質的に同一である。
充填剤に対して適当な材料を選定し且つ図示されている
実施例中の床１６から成るバリヤー手段から溶融親金属
を実質的に全て空にするのに十分な時間にわたり酸化反
応条件を保つことにより、親金属前駆物質２の正パター
ンの忠実な逆順製がセラミック物体２０の表面２６、ラ
ンド２４、ボス２２及びスロット２１により得られる。
実施例中の床１６から成るバリヤー手段から溶融親金属
を実質的に全て空にするのに十分な時間にわたり酸化反
応条件を保つことにより、親金属前駆物質２の正パター
ンの忠実な逆順製がセラミック物体２０の表面２６、ラ
ンド２４、ボス２２及びスロット２１により得られる。
場合によってはセラミック物体上に留まる未反応の親金
属は、忠実な逆順製を露出させるべ（、結果として得ら
れたセラミック物体から容易に除去され得る。親金属前
駆物質２の図示されている形状（従ってまた複製された
形状２１．２２．２６．２４）は比較的簡単であるが、
はるかに複ｅ（ｔなジオメトリの正パターンが親金属前
駆物質２の中に形成され、また本発明の方法によりセラ
ミック複合物物体の負パターンとして忠実に複製され得
る。
属は、忠実な逆順製を露出させるべ（、結果として得ら
れたセラミック物体から容易に除去され得る。親金属前
駆物質２の図示されている形状（従ってまた複製された
形状２１．２２．２６．２４）は比較的簡単であるが、
はるかに複ｅ（ｔなジオメトリの正パターンが親金属前
駆物質２の中に形成され、また本発明の方法によりセラ
ミック複合物物体の負パターンとして忠実に複製され得
る。
代替的な実施例では、親金属前駆物質２は平面Ｙ−Ｙに
より示されているレベル又は平面Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙの中
間の任意のレベルまで通合可能な充填剤１４の床の中に
一層深く埋められ得る（又は床１４の高さが増され得る
）。通合可能な充填剤１４は平面Ｙ−Ｙの上まで延びて
おり、親金属前駆物質２の表面１０の一部分を覆ってい
てもよい。この場合、表面１０の他の一部分は、酸化反
応生成物により完全に囲まれたキャビティの形成を回避
するべ（、充填剤と接触しない状態に残される。通合可
能な充填剤１４により埋められている親金属前駆物質２
の側面７ａ、７ｂ、７Ｃ及び７ｄの部分を含むべ（、充
填剤の床１４の高さが増すにつれて、正パターン部分の
寸法も増す。その場合、酸化反応生成物の成長は表面８
及びｌδ４、キャビティ６及びフランジ９の表面を通じ
てだけでなく、充填剤１４により包囲され且つそれと接
触している親金属前駆物質２の側面７ａ〜７ｄを通じて
も生起する。このような場合、親金属前駆物質２の非複
製部分は、充填剤１４と接触しない状態に残されている
部分、例えば、通合可能な充填剤１４が平面Ｙ−Ｙまで
延びている時には親金属前駆物質２の表面１０のみであ
る。
より示されているレベル又は平面Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙの中
間の任意のレベルまで通合可能な充填剤１４の床の中に
一層深く埋められ得る（又は床１４の高さが増され得る
）。通合可能な充填剤１４は平面Ｙ−Ｙの上まで延びて
おり、親金属前駆物質２の表面１０の一部分を覆ってい
てもよい。この場合、表面１０の他の一部分は、酸化反
応生成物により完全に囲まれたキャビティの形成を回避
するべ（、充填剤と接触しない状態に残される。通合可
能な充填剤１４により埋められている親金属前駆物質２
の側面７ａ、７ｂ、７Ｃ及び７ｄの部分を含むべ（、充
填剤の床１４の高さが増すにつれて、正パターン部分の
寸法も増す。その場合、酸化反応生成物の成長は表面８
及びｌδ４、キャビティ６及びフランジ９の表面を通じ
てだけでなく、充填剤１４により包囲され且つそれと接
触している親金属前駆物質２の側面７ａ〜７ｄを通じて
も生起する。このような場合、親金属前駆物質２の非複
製部分は、充填剤１４と接触しない状態に残されている
部分、例えば、通合可能な充填剤１４が平面Ｙ−Ｙまで
延びている時には親金属前駆物質２の表面１０のみであ
る。
第４図には、充填剤１４が表面１０を除いて親金属前ｒ
ｊＡ物質２の全ての表面と通合接触するように充填剤１
４と不活性材料１６との間の界面が平面Ｙ−Ｙにある第
２図の組立体により本発明を実施して得られたセラミッ
ク物体３０が断面斜視図で示されている。この配置では
、正パターンが表面８及び側面７ａ７ｂ、７Ｃ及び７ｄ
から成り、従ってまた溝４、キャビティ６及びフランジ
９に追加して肩フランジ１１を含んでいる親金属前駆物
質２の非複製部分の全てを表面１０が含んでいる。平面
Ｙ−Ｙのレベルまで延びている充填剤１４を用いて本発
明のプロセスを実行すると、酸化反応生成物の成長によ
り第２図中に破線１９により示されているようなセラミ
ック複合物物体が形成される。その結果として得られた
セラミック物体３０は、過剰充填剤１４及び不活性材料
１６から分離された後に、第３図のセラミック物体２０
の側面２８ａ、２８ｂ及び（第３図では見えない）隣接
側面及び底面とほぼ類似の表面に沿って（所望であれば
）ｌＩ７Ｆ削又は機械加工が行われる以前の状態で第４
図に示されている。セラミック物体３０は第４図中に、
容器１２から取り出されており、また外側側面３２と、
（第４図中に見られる）底面３４と、それぞれ親金属前
駆物質２の側面７ａ、７ｂ及び７Ｃを逆順製する負パタ
ーンを含んでいる内側壁面３６ａ、３６ｂ及び３６ｃと
を有する状態で示されている。（親金属前駆物質２の側
面７ｄを逆接裂する内側壁面ば、その内側でそれに対し
て平行に張る平面に沿う第４図の断面図には含まれてい
ない。）第２図中のそつめん７ａ〜７ｃＢ＝Ｊ合接触し
ている状態１４のこれらの部分を通じての酸化反応生成
物の成長の結果として、向かい合う内’２３６ａ、３６
ｂ、３６ｃ及び（表面７ｄを逆順製する図示されていな
い）第四の内壁が形成されて、上記内壁及び表面２６′
により郭定されるほぼ長方形状の凹み３８が形成される
０表面２６′は前駆物質２の表面８を逆順製する負パタ
ーンを含んでおり、また第３図の実施例の表面２６とほ
ぼ一致している。表面２６′は第３図の実施例のスロッ
ト２１、ボス２２及びランド２４にほぼ一致しているス
ロット２１′、ボス２２′及びランド２４′を含んでい
る。加えて、セラミック物体３０は内壁３６の脚部に、
前駆物質２の肩フランジ１１を逆順製する負パターンで
あるスロット又はチャネル４０を有する。セラミック物
体３０は、オプションにより、第４図中に（参照符号を
付されていない）破線により示唆されているような平な
表面を形成するべく例えば研削又は機械加工により仕上
げられてよい。
ｊＡ物質２の全ての表面と通合接触するように充填剤１
４と不活性材料１６との間の界面が平面Ｙ−Ｙにある第
２図の組立体により本発明を実施して得られたセラミッ
ク物体３０が断面斜視図で示されている。この配置では
、正パターンが表面８及び側面７ａ７ｂ、７Ｃ及び７ｄ
から成り、従ってまた溝４、キャビティ６及びフランジ
９に追加して肩フランジ１１を含んでいる親金属前駆物
質２の非複製部分の全てを表面１０が含んでいる。平面
Ｙ−Ｙのレベルまで延びている充填剤１４を用いて本発
明のプロセスを実行すると、酸化反応生成物の成長によ
り第２図中に破線１９により示されているようなセラミ
ック複合物物体が形成される。その結果として得られた
セラミック物体３０は、過剰充填剤１４及び不活性材料
１６から分離された後に、第３図のセラミック物体２０
の側面２８ａ、２８ｂ及び（第３図では見えない）隣接
側面及び底面とほぼ類似の表面に沿って（所望であれば
）ｌＩ７Ｆ削又は機械加工が行われる以前の状態で第４
図に示されている。セラミック物体３０は第４図中に、
容器１２から取り出されており、また外側側面３２と、
（第４図中に見られる）底面３４と、それぞれ親金属前
駆物質２の側面７ａ、７ｂ及び７Ｃを逆順製する負パタ
ーンを含んでいる内側壁面３６ａ、３６ｂ及び３６ｃと
を有する状態で示されている。（親金属前駆物質２の側
面７ｄを逆接裂する内側壁面ば、その内側でそれに対し
て平行に張る平面に沿う第４図の断面図には含まれてい
ない。）第２図中のそつめん７ａ〜７ｃＢ＝Ｊ合接触し
ている状態１４のこれらの部分を通じての酸化反応生成
物の成長の結果として、向かい合う内’２３６ａ、３６
ｂ、３６ｃ及び（表面７ｄを逆順製する図示されていな
い）第四の内壁が形成されて、上記内壁及び表面２６′
により郭定されるほぼ長方形状の凹み３８が形成される
０表面２６′は前駆物質２の表面８を逆順製する負パタ
ーンを含んでおり、また第３図の実施例の表面２６とほ
ぼ一致している。表面２６′は第３図の実施例のスロッ
ト２１、ボス２２及びランド２４にほぼ一致しているス
ロット２１′、ボス２２′及びランド２４′を含んでい
る。加えて、セラミック物体３０は内壁３６の脚部に、
前駆物質２の肩フランジ１１を逆順製する負パターンで
あるスロット又はチャネル４０を有する。セラミック物
体３０は、オプションにより、第４図中に（参照符号を
付されていない）破線により示唆されているような平な
表面を形成するべく例えば研削又は機械加工により仕上
げられてよい。
充填剤１４と不活性材料１６との間の界面に対して相対
的な前駆物質２の位置を変更することにより得られる種
々の形作られたセラミック物体の前記の説明を考察すれ
ば、前駆物質２により形成される溶融親金属が、前駆物
質２の表面と接触している範囲を通じて充填剤１４の中
へ移ジノし且つる酸化反応生成物として成長することは
理解されよう、バリヤー手段との接触により阻止されて
いない前駆物質２の全ての表面を通じて酸化反応生成物
の成長を生じさせる材料及び条件の存在を仮定すると、
溶融親金属が前駆物質２により最初に占められていた体
積を空にし、また充填剤１４の中へ酸化反応生成物とし
て成長し、その結果として得られる自己支持セラミック
複合物物体の中に親金属前駆物質２の正パターンとそれ
と通合接触する状態に置かれた通過性の充填剤１４との
間の界面の輪郭を忠実に逆順製することは理解されよう
。例えば、もし充填剤１４と不活性材料１６との間の界
面が平面Ｘ−ＸとＹ−Ｙとの間のレベルに置かれたなら
ば、内壁３６ａ、３６ｂ、３６Ｃ及び表面７ｄを複製す
る内壁の高さ、従ってまた凹み３８の深さは相応に減ぜ
られるであろう。例えば、もし充填剤１４と不活性材料
１６との間の界面が平面Ｚ−Ｚにあったならば、上記内
壁の高さはボス２２゛又はランド２４′の高さよりも低
いであろう。
的な前駆物質２の位置を変更することにより得られる種
々の形作られたセラミック物体の前記の説明を考察すれ
ば、前駆物質２により形成される溶融親金属が、前駆物
質２の表面と接触している範囲を通じて充填剤１４の中
へ移ジノし且つる酸化反応生成物として成長することは
理解されよう、バリヤー手段との接触により阻止されて
いない前駆物質２の全ての表面を通じて酸化反応生成物
の成長を生じさせる材料及び条件の存在を仮定すると、
溶融親金属が前駆物質２により最初に占められていた体
積を空にし、また充填剤１４の中へ酸化反応生成物とし
て成長し、その結果として得られる自己支持セラミック
複合物物体の中に親金属前駆物質２の正パターンとそれ
と通合接触する状態に置かれた通過性の充填剤１４との
間の界面の輪郭を忠実に逆順製することは理解されよう
。例えば、もし充填剤１４と不活性材料１６との間の界
面が平面Ｘ−ＸとＹ−Ｙとの間のレベルに置かれたなら
ば、内壁３６ａ、３６ｂ、３６Ｃ及び表面７ｄを複製す
る内壁の高さ、従ってまた凹み３８の深さは相応に減ぜ
られるであろう。例えば、もし充填剤１４と不活性材料
１６との間の界面が平面Ｚ−Ｚにあったならば、上記内
壁の高さはボス２２゛又はランド２４′の高さよりも低
いであろう。
上記のように透過可能且つ通合可能である充填剤の性質
は充填剤の全体的な組成の性質であること、また充填剤
の個々の構成要素はこれらの特性のいずれか又は全てを
有する必要がないことは理解されよう。こうして、充填
剤は単一の材料を含んでいてもよいし、同一の材料、但
し異なるメソシュ寸法の粒子の混合物を含んでいてもよ
いし、二つ又はそれ以上の材料の混合物を含んでいても
よい、後者の場合には、充填剤のいくつかの構成要素は
十分に通合可能又は透過可能でなくても、それらを構成
要素とする充填剤が他の材料の存在のゆえに必要な通合
可能性又は透過可能を有しておればよい。複合物に所望
の性質を与えることによりセラミック複合物の中で充填
剤を有用にする多数の材料が上記の通合可能且つ透過可
能な性質を有する。
は充填剤の全体的な組成の性質であること、また充填剤
の個々の構成要素はこれらの特性のいずれか又は全てを
有する必要がないことは理解されよう。こうして、充填
剤は単一の材料を含んでいてもよいし、同一の材料、但
し異なるメソシュ寸法の粒子の混合物を含んでいてもよ
いし、二つ又はそれ以上の材料の混合物を含んでいても
よい、後者の場合には、充填剤のいくつかの構成要素は
十分に通合可能又は透過可能でなくても、それらを構成
要素とする充填剤が他の材料の存在のゆえに必要な通合
可能性又は透過可能を有しておればよい。複合物に所望
の性質を与えることによりセラミック複合物の中で充填
剤を有用にする多数の材料が上記の通合可能且つ透過可
能な性質を有する。
充填剤の個々の成分に関して、充填剤成分の一つの適当
な部類は、プロセスの温度及び酸化条件のもとで、揮発
性でなく、熱力学的に安定であり、また溶融親金属と反
応しない又はその中へ過剰に熔解しない化学種を含んで
いる９例えば金兄としてアルミニウムが、また酸化体と
して空気又は酸素が使用される場合に、多くの材料がこ
のような規範を満足することが当業者に知られている。
な部類は、プロセスの温度及び酸化条件のもとで、揮発
性でなく、熱力学的に安定であり、また溶融親金属と反
応しない又はその中へ過剰に熔解しない化学種を含んで
いる９例えば金兄としてアルミニウムが、また酸化体と
して空気又は酸素が使用される場合に、多くの材料がこ
のような規範を満足することが当業者に知られている。
このような材料は下記のような単一金兄の酸化物を含ん
でいる。アルミニウムの酸化物Ａｌ ２０３、セリウム
の酸化物ＣｅＯ２、ハフニウムの酸化物ＨｆＯ２、ラン
タンの酸化物Ｌａ２Ｏ３、ネオジムの酸化物Ｎｄ２Ｏ３
、プラセオジムの種々の酸化物、サマリウムの酸化物Ｓ
ｍ ２０３ 、スカンジウムの酸化物Ｓｃ ２０３、
トリウムの酸化物Ｔｈｏ２、ウランの酸化物ＵＯ２、イ
ツトリウムの酸化物Ｙ２Ｏ３及びジルコンの酸化物Ｚｒ
Ｏ２゜加えて、アルミン酸マグネシウムスピネルＭ ｇ
０Ａ１２０３のような多数の二元、三元及び−層多元
の金兄化合物が安定な耐熱性化合物のこの部類に含まれ
ている。
でいる。アルミニウムの酸化物Ａｌ ２０３、セリウム
の酸化物ＣｅＯ２、ハフニウムの酸化物ＨｆＯ２、ラン
タンの酸化物Ｌａ２Ｏ３、ネオジムの酸化物Ｎｄ２Ｏ３
、プラセオジムの種々の酸化物、サマリウムの酸化物Ｓ
ｍ ２０３ 、スカンジウムの酸化物Ｓｃ ２０３、
トリウムの酸化物Ｔｈｏ２、ウランの酸化物ＵＯ２、イ
ツトリウムの酸化物Ｙ２Ｏ３及びジルコンの酸化物Ｚｒ
Ｏ２゜加えて、アルミン酸マグネシウムスピネルＭ ｇ
０Ａ１２０３のような多数の二元、三元及び−層多元
の金兄化合物が安定な耐熱性化合物のこの部類に含まれ
ている。
適当な充填剤成分の第二の部類は、酸化及び高温環境で
本来的に安定ではないが、劣化反応速度が比較的遅いた
めに、成長する多結晶性セラミックマトリックスによる
浸透の際にプレフォーム相として作用及び（又は）機能
をし得る材料である、本発明にとって特に有用な材料は
炭化シリコンである。この材料は、炭化シリコン粒子を
形成且つ被覆する酸化シリコンの保護層が炭化シリコン
のそれ以上の酸化を制限することがなかったとすれば、
本発明に従って酸素又は空気によりアルミニウムを酸化
するのに必要な条件のもとに完全に酸化するであろう、
保護酸化シリコン層も、炭化シリコン粒子が、親金属と
してアルミニウム、酸化体として空気又は酸素を使用す
るプロセスの酸化反応条件のもとに互いに且つ充填剤の
他の構成要素と容易に焼結又は結合することを可能にす
る。
本来的に安定ではないが、劣化反応速度が比較的遅いた
めに、成長する多結晶性セラミックマトリックスによる
浸透の際にプレフォーム相として作用及び（又は）機能
をし得る材料である、本発明にとって特に有用な材料は
炭化シリコンである。この材料は、炭化シリコン粒子を
形成且つ被覆する酸化シリコンの保護層が炭化シリコン
のそれ以上の酸化を制限することがなかったとすれば、
本発明に従って酸素又は空気によりアルミニウムを酸化
するのに必要な条件のもとに完全に酸化するであろう、
保護酸化シリコン層も、炭化シリコン粒子が、親金属と
してアルミニウム、酸化体として空気又は酸素を使用す
るプロセスの酸化反応条件のもとに互いに且つ充填剤の
他の構成要素と容易に焼結又は結合することを可能にす
る。
適当な充填剤成分の第三の部類は、熱力学又は反応速度
の理由で、本発明の実施のために必要な酸化環境及び熔
融金属への露出に耐えて残有すると期待されない材料で
ある。このようなプレフォームは、もしく１）環境が例
えば酸化気体としてのＨ２／ Ｈ２０又はＣｏ／ＣＯ２
混合物の使用を通じてより低い活性にされるならば、又
は（２）酸化性環境の中で又は溶融金属への露出時に種
を反応速度的に不活性にする酸化アルミニウムのような
被覆の着装を通じて不活性にされるならば、本発明のプ
ロセスと両立性にされ得る。
の理由で、本発明の実施のために必要な酸化環境及び熔
融金属への露出に耐えて残有すると期待されない材料で
ある。このようなプレフォームは、もしく１）環境が例
えば酸化気体としてのＨ２／ Ｈ２０又はＣｏ／ＣＯ２
混合物の使用を通じてより低い活性にされるならば、又
は（２）酸化性環境の中で又は溶融金属への露出時に種
を反応速度的に不活性にする酸化アルミニウムのような
被覆の着装を通じて不活性にされるならば、本発明のプ
ロセスと両立性にされ得る。
本発明の他の実施例のように、また本願の譲受人と同一
の譲受人に１渡された特許出願に説明されているように
、金属と組合わせてのドーパント材料の追加は酸化反応
プロセスに有利に影響する、ドーパント材料の機能はド
ーパント材料自体のほかに多数の因子に関係する。これ
らの因子は、例えば、特定の親金属、所望の最終製品、
二つ又はそれ以上のドーパントが使用される時のドーパ
ントの特定の組合わせ、合金化ドーパントと組合わせて
外部から与えられるドーパントの使用、ドーパントの濃
度、酸化環境及びプロセス条件を含んでいる。
の譲受人に１渡された特許出願に説明されているように
、金属と組合わせてのドーパント材料の追加は酸化反応
プロセスに有利に影響する、ドーパント材料の機能はド
ーパント材料自体のほかに多数の因子に関係する。これ
らの因子は、例えば、特定の親金属、所望の最終製品、
二つ又はそれ以上のドーパントが使用される時のドーパ
ントの特定の組合わせ、合金化ドーパントと組合わせて
外部から与えられるドーパントの使用、ドーパントの濃
度、酸化環境及びプロセス条件を含んでいる。
親金属と組合わせて使用されるドーパントは（１）親金
属の合金化成分として与えられてよいし、（２）親金属
の表面の少なくとも一部分に与えられてよいし、（３）
プレフォームの中へ又はプレフォームの部分に与えられ
又は組入れられてよい。また、（１）ないしく３）の方
法の二つ又はそれ以上の任意の組合わせが用いられてよ
い。例えば、合金化されたドーパントが外部から与えら
れるドーパントと組合わせて使用され得る。ドーパント
がプレフォームに与えられる方法（３）の場合には、プ
レフォームへのドーパントの供給は任意の適当な仕方で
、例えば好ましくは親金属に隣接するプレフォームの少
なくとも一部分を含めて被覆として又は粒子形態でプレ
フォームの部分又は塊全体を通じてドーパントを分散さ
せることにより行われ得る。また、プレフォームへのド
ーパントの供給は、プレフォームを透過性にする内部開
口、間隙、通路、介在空間などを含むプレフォームへ且
つその中に一つ又はそれ以上のドーパント材料の層を着
装することによっても行われ得る。ドーパント材料の便
利な与え方は、単に床全体をドーパント材料又はその前
駆物質の液体（すなわち溶液）の中に浸す方法である。
属の合金化成分として与えられてよいし、（２）親金属
の表面の少なくとも一部分に与えられてよいし、（３）
プレフォームの中へ又はプレフォームの部分に与えられ
又は組入れられてよい。また、（１）ないしく３）の方
法の二つ又はそれ以上の任意の組合わせが用いられてよ
い。例えば、合金化されたドーパントが外部から与えら
れるドーパントと組合わせて使用され得る。ドーパント
がプレフォームに与えられる方法（３）の場合には、プ
レフォームへのドーパントの供給は任意の適当な仕方で
、例えば好ましくは親金属に隣接するプレフォームの少
なくとも一部分を含めて被覆として又は粒子形態でプレ
フォームの部分又は塊全体を通じてドーパントを分散さ
せることにより行われ得る。また、プレフォームへのド
ーパントの供給は、プレフォームを透過性にする内部開
口、間隙、通路、介在空間などを含むプレフォームへ且
つその中に一つ又はそれ以上のドーパント材料の層を着
装することによっても行われ得る。ドーパント材料の便
利な与え方は、単に床全体をドーパント材料又はその前
駆物質の液体（すなわち溶液）の中に浸す方法である。
ドーパントの源は、ドーパントの剛固な物体を、親金属
の少なくとも一部分及びプレフォームと接触し且つそれ
らの間に位置する状態に置くことによっても与えられ得
る。例えば、（アルミニウム親金属の酸化のだめのドー
パントとして有用な）シリコン含有ガラスの薄板が親金
属の表面上に置かれ得る。
の少なくとも一部分及びプレフォームと接触し且つそれ
らの間に位置する状態に置くことによっても与えられ得
る。例えば、（アルミニウム親金属の酸化のだめのドー
パントとして有用な）シリコン含有ガラスの薄板が親金
属の表面上に置かれ得る。
（Ｍｇで内部ドープされていてよい）アルミニウム親金
属が、シリコン含有材料を重ねられて、酸化環境の中（
例えばアルミニウムの場合には空気中、約８５０℃と約
１４５０”Ｃとの間、好ましくは約９００℃と約１３５
０”Ｃとの間）で溶融される時、透過性プレフォームの
中への多結晶性セラミックマトリックスの成長が生起す
る。
属が、シリコン含有材料を重ねられて、酸化環境の中（
例えばアルミニウムの場合には空気中、約８５０℃と約
１４５０”Ｃとの間、好ましくは約９００℃と約１３５
０”Ｃとの間）で溶融される時、透過性プレフォームの
中への多結晶性セラミックマトリックスの成長が生起す
る。
ドーパントが外部から親金属の表面の少なくとも一部分
に与えられる場合には、多結晶性酸化物措造は一般にド
ーパント層を実質的に越えて（すなわち着装されたドー
パント層の深さを越えて）通過性プレフォームの中に成
長する。いずれの場合にも、一つ又はそれ以上のドーパ
ントが親金属表面及び（又は）透過性プレフォームに外
部から与えられ得る。追加的に、親金属の中で合金化さ
れ且つ（又は）親金属に外部から与えられるドーパント
は、プレフォームに与えられるドーパントにより増大さ
れ得る。こうして、親金属の中で合金化され且つ（又は
）親金属に外部から与えられるドーパントの１度不足は
プレフォームに与えられるそれぞれのドーパントの追加
的な濃度により増大されｆｌる（その逆のことも言える
）。
に与えられる場合には、多結晶性酸化物措造は一般にド
ーパント層を実質的に越えて（すなわち着装されたドー
パント層の深さを越えて）通過性プレフォームの中に成
長する。いずれの場合にも、一つ又はそれ以上のドーパ
ントが親金属表面及び（又は）透過性プレフォームに外
部から与えられ得る。追加的に、親金属の中で合金化さ
れ且つ（又は）親金属に外部から与えられるドーパント
は、プレフォームに与えられるドーパントにより増大さ
れ得る。こうして、親金属の中で合金化され且つ（又は
）親金属に外部から与えられるドーパントの１度不足は
プレフォームに与えられるそれぞれのドーパントの追加
的な濃度により増大されｆｌる（その逆のことも言える
）。
特に酸化体として空気が使用される場合にアルミニウム
親金属に対してを用なドーパントは、例えば、互いに組
合わせて又は下記のような他のドーパントと組合わせて
、マグネシウム金属及び亜鉛金属を含んでいる。これら
の金属、又は金属の適当な源は、結果として得られるド
ープされた金属の全ｆｆ１ｆｆｌに対して重量百分率で
約０．１〜１０％の間の濃度でアルミニウム主体の親金
属の中へ合金化され得る。この範囲内の濃度はセラミッ
ク成長を開始させ、金属輸送を増強し、また結果として
得られる酸化反応生成物の成長形態に有利に影響すると
思われる。任意の一つのドーパントの濃度はドーパント
及びプロセス温度の組合わせのような因子に関係する。
親金属に対してを用なドーパントは、例えば、互いに組
合わせて又は下記のような他のドーパントと組合わせて
、マグネシウム金属及び亜鉛金属を含んでいる。これら
の金属、又は金属の適当な源は、結果として得られるド
ープされた金属の全ｆｆ１ｆｆｌに対して重量百分率で
約０．１〜１０％の間の濃度でアルミニウム主体の親金
属の中へ合金化され得る。この範囲内の濃度はセラミッ
ク成長を開始させ、金属輸送を増強し、また結果として
得られる酸化反応生成物の成長形態に有利に影響すると
思われる。任意の一つのドーパントの濃度はドーパント
及びプロセス温度の組合わせのような因子に関係する。
アルミニウム主体の親金属システムに対する多結晶性酸
化反応成長を助長するのに有効である他のドーパントは
、特にマグネシウム又は亜鉛と組合わせて使用される時
、例えばシリコン、ゲルマニウム、スズ及び鉛である。
化反応成長を助長するのに有効である他のドーパントは
、特にマグネシウム又は亜鉛と組合わせて使用される時
、例えばシリコン、ゲルマニウム、スズ及び鉛である。
これらの他のドーパント又はそれらの適当な源の一つ又
はそれ以上がアルミニウム親金属の中へ全合金の重量百
分率で約０．５％から約１５％までの各々の濃度で合金
化される。しかし、−層望ましい成長速度及び成長形態
が全親金属合金の重量百分率で約１％から約１０％まで
の範囲内のドーパントで得られる。ドーパントとしての
鉛は一般に、アルミニウム中の低い溶解度に対する余裕
を作るように、少なくとも１０００℃の温度でアルミニ
ウム主体の親金属の中へ合金化されている。しかし、ス
ズのような他の合金化要素の追加は一般に鉛のｆ６解度
を増し、また合金化材料がより低い温度で追加されるこ
とを許す。
はそれ以上がアルミニウム親金属の中へ全合金の重量百
分率で約０．５％から約１５％までの各々の濃度で合金
化される。しかし、−層望ましい成長速度及び成長形態
が全親金属合金の重量百分率で約１％から約１０％まで
の範囲内のドーパントで得られる。ドーパントとしての
鉛は一般に、アルミニウム中の低い溶解度に対する余裕
を作るように、少なくとも１０００℃の温度でアルミニ
ウム主体の親金属の中へ合金化されている。しかし、ス
ズのような他の合金化要素の追加は一般に鉛のｆ６解度
を増し、また合金化材料がより低い温度で追加されるこ
とを許す。
一つ又はそれ以上のドーパントが、先に説明したように
、環境に関係して使用され得る。例えば、親金属がアル
ミニウムであり、また酸化体が空気である場合、ドーパ
ントの特に有用な組合わせは（ａ）マグネシウム及びシ
リコン、又は（ｂ）亜鉛及びシリコンを含んでいる。こ
のような例では、好ましいドーパント濃度はマグネシウ
ムに対してはｉｔ百分率で約０．１％から約３％までの
範囲、亜鉛に対しては重量百分率で約１％から約６％ま
での範囲、シリコンに対してはｆｆ［百分率で約１％か
ら約１０％までの範囲である。
、環境に関係して使用され得る。例えば、親金属がアル
ミニウムであり、また酸化体が空気である場合、ドーパ
ントの特に有用な組合わせは（ａ）マグネシウム及びシ
リコン、又は（ｂ）亜鉛及びシリコンを含んでいる。こ
のような例では、好ましいドーパント濃度はマグネシウ
ムに対してはｉｔ百分率で約０．１％から約３％までの
範囲、亜鉛に対しては重量百分率で約１％から約６％ま
での範囲、シリコンに対してはｆｆ［百分率で約１％か
ら約１０％までの範囲である。
親金属がマグネシウムにより内部でドープされたアルミ
ニウムであり、また酸化媒体が空気又は酸素である場合
、マグネシウムは約８２０℃から９５０℃までの温度で
合金から少なくとも部分的に酸化されることが観察され
た。このようなマグネシウムによりドープされたシステ
ムの場合には、マグネシウムは溶融アルミニウム合金の
表面に酸化マグネシウム及び（又は）アルミン酸マグネ
シウムスピネル相を形成し、また成長プロセスの間にこ
のようなマグネシウム化合物は主に、成長するセラミッ
ク構造の中の親金属の初期酸化物表面（すなわち“開始
表面“）に留まる。こうして、このようなマグネシウム
によりドープされたシステムでは、酸化アルミニウム主
体の構造が開始表面に於いてアルミン酸マグネシウムス
ピネルの比較的薄い眉から離れて形成される。所望であ
れば、この開始表面は研削、機械加工、研暦又はグリフ
ドプラスティングなどにより容易に除去され得る。加え
て、酸化マグネシウムの非常に薄い（例えば約２μｍよ
りも薄い）Ｆｉが、所望であれば例えばグリフドブラス
トにより容易に除去され得る外側表面上に観察された。
ニウムであり、また酸化媒体が空気又は酸素である場合
、マグネシウムは約８２０℃から９５０℃までの温度で
合金から少なくとも部分的に酸化されることが観察され
た。このようなマグネシウムによりドープされたシステ
ムの場合には、マグネシウムは溶融アルミニウム合金の
表面に酸化マグネシウム及び（又は）アルミン酸マグネ
シウムスピネル相を形成し、また成長プロセスの間にこ
のようなマグネシウム化合物は主に、成長するセラミッ
ク構造の中の親金属の初期酸化物表面（すなわち“開始
表面“）に留まる。こうして、このようなマグネシウム
によりドープされたシステムでは、酸化アルミニウム主
体の構造が開始表面に於いてアルミン酸マグネシウムス
ピネルの比較的薄い眉から離れて形成される。所望であ
れば、この開始表面は研削、機械加工、研暦又はグリフ
ドプラスティングなどにより容易に除去され得る。加え
て、酸化マグネシウムの非常に薄い（例えば約２μｍよ
りも薄い）Ｆｉが、所望であれば例えばグリフドブラス
トにより容易に除去され得る外側表面上に観察された。
親金属がアルミニウムであり、また酸化体が空気である
場合に有用なドーパント材料の追加的な例はナトリウム
、リチウム、カルシウム、ホウ素、リン及びイツトリウ
ムを含んでおり、これらのドーパント材料は個々に、又
は酸化体及びプロセス条件に関係して一つ又はそれ以上
の他のドーパントと組合わせて使用され得る。ナトリウ
ム及びリチウムはｐ 、ｐ ｍ範囲の非常に少ない量で
、典型的には約１００〜２００ｐｐｍの量で使用され、
また単独又は−緒に、又は他のドーパントと組合わせて
使用され得る。セリウム、ランタン、プラセオジム、ネ
オジム及びサマリウムのような希土類元素も、特に他の
ドーパントと組合わせて使用される時、有用なドーパン
トである。
場合に有用なドーパント材料の追加的な例はナトリウム
、リチウム、カルシウム、ホウ素、リン及びイツトリウ
ムを含んでおり、これらのドーパント材料は個々に、又
は酸化体及びプロセス条件に関係して一つ又はそれ以上
の他のドーパントと組合わせて使用され得る。ナトリウ
ム及びリチウムはｐ 、ｐ ｍ範囲の非常に少ない量で
、典型的には約１００〜２００ｐｐｍの量で使用され、
また単独又は−緒に、又は他のドーパントと組合わせて
使用され得る。セリウム、ランタン、プラセオジム、ネ
オジム及びサマリウムのような希土類元素も、特に他の
ドーパントと組合わせて使用される時、有用なドーパン
トである。
前記のように、ドーパント材料を親金属の中へ合金化す
ることは必ずしも必要でない。例えば、薄い層の中の一
つ又はそれ以上のドーパント材料を親金属の表面の全体
もしくは一部分に選択的に与えることは親金属の表面又
はその部分からの局所的なセラミック成長を可能にし又
は改良し、またそれ自体で透過性プレフォームの中への
多結晶性セラミックマトリックスの所望の成長に通ずる
、こうして、透過性プレフォームの中への多結晶性セラ
ミックマトリックスの成長は、親金属の表面上にドーパ
ント材料を局所的に置くことにより有利に影響され得る
。着装されるドーパントの被覆又は屡は親金属物体の厚
みに比較して薄く、また透過性プレフォームの中への酸
化反応生成物の成長又は生成は実質的にドーパント屓を
越えて、すなわち着装されたドーパント石の深さを越え
て延びている。ドーパント材料のこのような層は塗装、
浸漬、シルクスクリーニング、蒸発によっても、液体又
はペースト形態での着装によっても、スパッタリングに
よっても、親会、冗の表面上への固体粒子ドーパントの
層又はドーパントの固体薄膜の単なる析出によっても着
装され得る。ドーパント材料は、必ずしも必要ではない
が、有機もしくは無機結合剤、ビヒクル、溶剤及び（又
は）シックナーを含んでいてよい、−石好ましくは、ド
ーパント材料は親金属の表面に粉末として着装され、又
は充填剤の少なくとも一部分を通じて分散させられる。
ることは必ずしも必要でない。例えば、薄い層の中の一
つ又はそれ以上のドーパント材料を親金属の表面の全体
もしくは一部分に選択的に与えることは親金属の表面又
はその部分からの局所的なセラミック成長を可能にし又
は改良し、またそれ自体で透過性プレフォームの中への
多結晶性セラミックマトリックスの所望の成長に通ずる
、こうして、透過性プレフォームの中への多結晶性セラ
ミックマトリックスの成長は、親金属の表面上にドーパ
ント材料を局所的に置くことにより有利に影響され得る
。着装されるドーパントの被覆又は屡は親金属物体の厚
みに比較して薄く、また透過性プレフォームの中への酸
化反応生成物の成長又は生成は実質的にドーパント屓を
越えて、すなわち着装されたドーパント石の深さを越え
て延びている。ドーパント材料のこのような層は塗装、
浸漬、シルクスクリーニング、蒸発によっても、液体又
はペースト形態での着装によっても、スパッタリングに
よっても、親会、冗の表面上への固体粒子ドーパントの
層又はドーパントの固体薄膜の単なる析出によっても着
装され得る。ドーパント材料は、必ずしも必要ではない
が、有機もしくは無機結合剤、ビヒクル、溶剤及び（又
は）シックナーを含んでいてよい、−石好ましくは、ド
ーパント材料は親金属の表面に粉末として着装され、又
は充填剤の少なくとも一部分を通じて分散させられる。
親金属の表面にドーパントを着装する一つの特に好まし
い方法は、処理前にドープされた親金属の取扱を容易に
する密着被覆を得るため、水／有機結合剤混合物の中の
ドーパントの液体懸濁物を利用し、それを親金属の表面
上にスプレーする方法である。
い方法は、処理前にドープされた親金属の取扱を容易に
する密着被覆を得るため、水／有機結合剤混合物の中の
ドーパントの液体懸濁物を利用し、それを親金属の表面
上にスプレーする方法である。
ドーパント材料は、外部に使用される時、通常親金属の
表面の一部分にその上の均一な被覆として着装される。
表面の一部分にその上の均一な被覆として着装される。
ドーパントの量は、それが着装される親金属の量に対し
て相対的に広い範囲にわたり有効であり、また、アルミ
ニウムの場合に、実験は上側もしくは下側の作動可能な
限界をアイデンティファイし損なった。例えば、酸化体
として空気を使用するアルミニウム主体の親金属に対す
るドーパントとして外部に着装された二酸化シリコンの
形態でシリコンを利用する時、親金属の外部ドープされ
た表面のｌ ”ｃ ｍ ２あたり約ｏ、ｏｏ。
て相対的に広い範囲にわたり有効であり、また、アルミ
ニウムの場合に、実験は上側もしくは下側の作動可能な
限界をアイデンティファイし損なった。例えば、酸化体
として空気を使用するアルミニウム主体の親金属に対す
るドーパントとして外部に着装された二酸化シリコンの
形態でシリコンを利用する時、親金属の外部ドープされ
た表面のｌ ”ｃ ｍ ２あたり約ｏ、ｏｏ。
１ｇ、又は酸化されるべき親金属の１ｇあたり約０、０
０００３ ｇというわずかな量のシリコンが、多結晶性
セラミック成長現象を生じさせるのに利用され得る。一
つ又はそれ以上の他のドーパントが使用され得る。例え
ば、シリコンドーパントが、マグネシウム及び（又は）
亜鉛の源を含んでいるドーパント材料により補われてい
てよい、また、セラミック構造が、親金属の外部ドープ
された表面の１ｃｍ２あたり約０．００３ ｇ、又は酸
化されるべき親金属の１ｇあたり約０．０００８ｇより
も多いＭｇの量でドーパントとしてＭｇＯ及びＭｇＡｌ
２Ｏ，の一方又は双方を使用することによって、酸化体
として空気又は酸素を使用するアルミニウム主体の親金
属から得られることが見出された。
０００３ ｇというわずかな量のシリコンが、多結晶性
セラミック成長現象を生じさせるのに利用され得る。一
つ又はそれ以上の他のドーパントが使用され得る。例え
ば、シリコンドーパントが、マグネシウム及び（又は）
亜鉛の源を含んでいるドーパント材料により補われてい
てよい、また、セラミック構造が、親金属の外部ドープ
された表面の１ｃｍ２あたり約０．００３ ｇ、又は酸
化されるべき親金属の１ｇあたり約０．０００８ｇより
も多いＭｇの量でドーパントとしてＭｇＯ及びＭｇＡｌ
２Ｏ，の一方又は双方を使用することによって、酸化体
として空気又は酸素を使用するアルミニウム主体の親金
属から得られることが見出された。
ドーパントを与える上記の方法（２）及び（３）、すな
わち親金属の表面の少なくとも一部分に、又は充填剤の
床又はその部分に外部からドーパントを与える方法が、
外部からドーパントを与えることにより酸化反応生成物
の成長制御が達成される本発明の実施例に利用され得る
。材料及び条件は、酸化反応生成物の意味のある成長が
、外部ドーパントを与えられていない親金属前駆物質の
部分から生起しないように、また親金属前駆物質が酸化
反応を容易にするのに十分なドーパントと合金化されな
いように選定され得るゆ外部ドーバユ／トが現金、属前
駆物質の正パターンのみと組み合わせて使用されている
時には、バリヤー手段は非複製部分から省略され得る。
わち親金属の表面の少なくとも一部分に、又は充填剤の
床又はその部分に外部からドーパントを与える方法が、
外部からドーパントを与えることにより酸化反応生成物
の成長制御が達成される本発明の実施例に利用され得る
。材料及び条件は、酸化反応生成物の意味のある成長が
、外部ドーパントを与えられていない親金属前駆物質の
部分から生起しないように、また親金属前駆物質が酸化
反応を容易にするのに十分なドーパントと合金化されな
いように選定され得るゆ外部ドーバユ／トが現金、属前
駆物質の正パターンのみと組み合わせて使用されている
時には、バリヤー手段は非複製部分から省略され得る。
しかし、外部からドーパントを与える方法がバリヤー材
料と組み合わせで使用されてもよいことは理解されよう
。
料と組み合わせで使用されてもよいことは理解されよう
。
外部ドーパントを利用する方法が第５図に示されている
。この場合、親金属前駆物質２は、その非複製部分を含
めて、親金属前駆物質２の全ての表面が通合可能な充填
剤１４と通合接触している状態で、通合可能な充填剤１
４の床の中に埋められている。この形式の埋め込みは、
例えば、親金属前駆物質２を埋められた通合可能な充填
剤１４の床により耐熱容器１２が完全に満たされるよう
に、第２図中の不活性材料１６の床を通合可能な充填剤
により置き換えることにより達成される。
。この場合、親金属前駆物質２は、その非複製部分を含
めて、親金属前駆物質２の全ての表面が通合可能な充填
剤１４と通合接触している状態で、通合可能な充填剤１
４の床の中に埋められている。この形式の埋め込みは、
例えば、親金属前駆物質２を埋められた通合可能な充填
剤１４の床により耐熱容器１２が完全に満たされるよう
に、第２図中の不活性材料１６の床を通合可能な充填剤
により置き換えることにより達成される。
第５図の実施例では、外部ドーパントが、もし通合可能
な充填剤の床１４と粒子状不活性材料の床１６との間の
界面が平面Ｘ−Ｘのレベルにあったならば、第２図の実
施例で得られるであろうすｊ果と同一の効果を与えるの
に利用されている。この効果を達成するため、ドーパン
ト材料の層４０が、第１図〜第４図の実施例に関して先
に説明したように、ｉｓ ４、キャビティ６及びフラン
ジ９と延長部を形成する屑フランジ１１とを有する表面
８から成る正パターン部分の全表面を覆うように着装さ
れている。ドーパント材料の層４０により覆われていな
い表面１０，７ａ、７ｃ、７ｂ及び７ｄ及び肩フランジ
の表面は一緒になって第５図の実施例中の非複製部分を
成している（非７ｂは第５図では見えない）、第５図の
実施例で利用される酸化反応条件は、ドーパント材料の
層４０が酸化反応生成物の成長を助長するのに必要とさ
れており、またドーパント材料の層４０が存在しなけれ
ば、酸化反応生成物の成長が、非複製部分を含んでいる
親金属前駆物質２０表面からの酸化反応生成物の意味の
ある形成を回避するのに十分に阻止又は禁止されている
という酸化反応条件である。こうして、この実施例では
、親金属前駆物質２はドーパントを含んでおらず、又は
、得られている条件のもとに酸化反応生成物の成長を助
長するのに不十分な合金化されたドーパントを含んでい
る。親金属の組成、酸化体の組成及び量及び作動温度の
ような因子が、認められる割合で酸化反応生成物を形成
するために粒子状親金属がドーパントの存在を必要とす
るか否かを決定する。第５図に示されている配置で、し
かもドーパント材料の層４０が酸化反応生成物の意味の
ある成長を助長するのに必要とされる条件のもとでは、
たとい非複製部分が酸化反応生成物の成長に対して透過
性である通合可能な充填剤１４の床と通合接触している
としても、意味のある成長は非？Ｘ 慰部分から生起し
ない、ドーパント材料の眉４０の代わりに、又はそれに
追加して、親金属前駆物質２の正パターン部分と対面、
隣接且つ（又は）一致する通合可能な充填剤の床１４の
部分又は領域に適当なドーパントが利用され得る。さら
に、充填剤の床のこのような領域に固体又は液体酸化体
が、正パターン部分に於いて優先的な成長速度を確立す
るべく使用され得る。第５図中に口１９分的に示されて
いる組立体から得られる製品は第３図に示されているセ
ラミック複合物物体と類似又は同一である。
な充填剤の床１４と粒子状不活性材料の床１６との間の
界面が平面Ｘ−Ｘのレベルにあったならば、第２図の実
施例で得られるであろうすｊ果と同一の効果を与えるの
に利用されている。この効果を達成するため、ドーパン
ト材料の層４０が、第１図〜第４図の実施例に関して先
に説明したように、ｉｓ ４、キャビティ６及びフラン
ジ９と延長部を形成する屑フランジ１１とを有する表面
８から成る正パターン部分の全表面を覆うように着装さ
れている。ドーパント材料の層４０により覆われていな
い表面１０，７ａ、７ｃ、７ｂ及び７ｄ及び肩フランジ
の表面は一緒になって第５図の実施例中の非複製部分を
成している（非７ｂは第５図では見えない）、第５図の
実施例で利用される酸化反応条件は、ドーパント材料の
層４０が酸化反応生成物の成長を助長するのに必要とさ
れており、またドーパント材料の層４０が存在しなけれ
ば、酸化反応生成物の成長が、非複製部分を含んでいる
親金属前駆物質２０表面からの酸化反応生成物の意味の
ある形成を回避するのに十分に阻止又は禁止されている
という酸化反応条件である。こうして、この実施例では
、親金属前駆物質２はドーパントを含んでおらず、又は
、得られている条件のもとに酸化反応生成物の成長を助
長するのに不十分な合金化されたドーパントを含んでい
る。親金属の組成、酸化体の組成及び量及び作動温度の
ような因子が、認められる割合で酸化反応生成物を形成
するために粒子状親金属がドーパントの存在を必要とす
るか否かを決定する。第５図に示されている配置で、し
かもドーパント材料の層４０が酸化反応生成物の意味の
ある成長を助長するのに必要とされる条件のもとでは、
たとい非複製部分が酸化反応生成物の成長に対して透過
性である通合可能な充填剤１４の床と通合接触している
としても、意味のある成長は非？Ｘ 慰部分から生起し
ない、ドーパント材料の眉４０の代わりに、又はそれに
追加して、親金属前駆物質２の正パターン部分と対面、
隣接且つ（又は）一致する通合可能な充填剤の床１４の
部分又は領域に適当なドーパントが利用され得る。さら
に、充填剤の床のこのような領域に固体又は液体酸化体
が、正パターン部分に於いて優先的な成長速度を確立す
るべく使用され得る。第５図中に口１９分的に示されて
いる組立体から得られる製品は第３図に示されているセ
ラミック複合物物体と類似又は同一である。
第６図には、多数の小孔を有するバリヤー材料から作ら
れたほぼ長方形の囲い４２の中に保持されている通合可
能な充填剤の床１４のなかに親金属前駆物質２゛が埋め
られている本発明の他の実施例が示されている。囲い４
２は通合可能な充填剤１４及びその中に埋められている
親金属前駆物質２′により実質的に満たされている。囲
い４２を形成している多数の小孔を有するバリヤー材料
は例えばステンレスｓ４の精を含んでいてよい。囲い４
２はその上面４２ａ及び下面４２ｂ（第６図参照）に形
成された円形の開口を存し、また一対の円筒状のチュー
ブ４４ａ、４４ｂがこれらの開口を通して挿入されてお
り、それぞれ親金属前駆物質２′の両側の表面４６．４
８まで延びている。チューブ４４ａ、４４ｂはそれぞれ
不活性材料１６で満たされており、またチューブ自体は
囲い４２の材料と同−又は類似の多数の小孔を有するバ
リヤー材料から形成されていてよい。親金属前駆物質２
′は、この実施例では、その表面４８から突出している
フランジ５０を有する。第６図では親金属前駆物質２′
の側面５２ａ、５２ｂ及び正面５２ｄが見える。（“側
面”及び“正面”は第６図で見たものである。） 親金
属２゛の（第６図で見た）背面は第６図では見えない、
親金属前駆物質２′の上記の全ての表面が、それぞれチ
ューブ４４ａ及び４４ｂの中に入れられている不活性材
料１６の粒子により覆われている両側表面４６及び４８
の円形部分を例外として、囲い４２の中に入れられてい
る充填剤１４と通合接触していることは理解されよう。
れたほぼ長方形の囲い４２の中に保持されている通合可
能な充填剤の床１４のなかに親金属前駆物質２゛が埋め
られている本発明の他の実施例が示されている。囲い４
２は通合可能な充填剤１４及びその中に埋められている
親金属前駆物質２′により実質的に満たされている。囲
い４２を形成している多数の小孔を有するバリヤー材料
は例えばステンレスｓ４の精を含んでいてよい。囲い４
２はその上面４２ａ及び下面４２ｂ（第６図参照）に形
成された円形の開口を存し、また一対の円筒状のチュー
ブ４４ａ、４４ｂがこれらの開口を通して挿入されてお
り、それぞれ親金属前駆物質２′の両側の表面４６．４
８まで延びている。チューブ４４ａ、４４ｂはそれぞれ
不活性材料１６で満たされており、またチューブ自体は
囲い４２の材料と同−又は類似の多数の小孔を有するバ
リヤー材料から形成されていてよい。親金属前駆物質２
′は、この実施例では、その表面４８から突出している
フランジ５０を有する。第６図では親金属前駆物質２′
の側面５２ａ、５２ｂ及び正面５２ｄが見える。（“側
面”及び“正面”は第６図で見たものである。） 親金
属２゛の（第６図で見た）背面は第６図では見えない、
親金属前駆物質２′の上記の全ての表面が、それぞれチ
ューブ４４ａ及び４４ｂの中に入れられている不活性材
料１６の粒子により覆われている両側表面４６及び４８
の円形部分を例外として、囲い４２の中に入れられてい
る充填剤１４と通合接触していることは理解されよう。
こうして、親金属前駆物質２′の全表面が、不活性材料
１６により覆われておりそれぞれ親金属前駆物質２′の
非復製部分を含んでいる二つの円形部分を例外として、
親金属前駆物質２′の正パターン部分を含んでいる。囲
い４２が酸化反応生成物の成長に対するバリヤーを成し
ているので、粒子状材料の床１５は通合可能な充填剤で
ある必要も不活性材料である必要もない。実際、囲い４
２及びチューブ４４ａ、４４ｂから成る組立体は任意の
適当な手段により画然容器４２の中に支持されていてよ
い。しかし、（必要ではないが）不活性材料であってよ
い粒子状材料の床の中に組立体を支持することは好都合
である。もし囲い４２自体が酸化反応生成物の成長に対
するバリヤーでなかったならば、床１５、又は少なくと
も囲い４２と隣接し且つそれを埋めている床１５の部分
は不活性材料を含んでいなげればならない。
１６により覆われておりそれぞれ親金属前駆物質２′の
非復製部分を含んでいる二つの円形部分を例外として、
親金属前駆物質２′の正パターン部分を含んでいる。囲
い４２が酸化反応生成物の成長に対するバリヤーを成し
ているので、粒子状材料の床１５は通合可能な充填剤で
ある必要も不活性材料である必要もない。実際、囲い４
２及びチューブ４４ａ、４４ｂから成る組立体は任意の
適当な手段により画然容器４２の中に支持されていてよ
い。しかし、（必要ではないが）不活性材料であってよ
い粒子状材料の床の中に組立体を支持することは好都合
である。もし囲い４２自体が酸化反応生成物の成長に対
するバリヤーでなかったならば、床１５、又は少なくと
も囲い４２と隣接し且つそれを埋めている床１５の部分
は不活性材料を含んでいなげればならない。
親金属を溶融させるのに十分に高い温度に第６図の組立
体が加熱される時、また溶融親金属が適当な液体、固体
及び（又は）気相酸化体と接触する時、熔融全売の酸化
が生じ、また親金属前駆物質２′の正パターン部分から
の酸化反応生成物の成長が生ずる。セラミック物体の所
望の成長を達成するべく （オプションとして、親金属
前駆物質２′により最初に占められていた体積から親金
属が空になるまで）反応が進行を許されるにつれて、酸
化反応生成物は囲い４２の内面により郭定される境界ま
で成長する。親金属前駆物質２′の体積に対して相対的
な囲い４２の体積は、囲い４２の中に入れられている通
合可能な充填剤の体積の隙間を満たす体積の酸化反応生
成物が得られるように容易に選定されている。
体が加熱される時、また溶融親金属が適当な液体、固体
及び（又は）気相酸化体と接触する時、熔融全売の酸化
が生じ、また親金属前駆物質２′の正パターン部分から
の酸化反応生成物の成長が生ずる。セラミック物体の所
望の成長を達成するべく （オプションとして、親金属
前駆物質２′により最初に占められていた体積から親金
属が空になるまで）反応が進行を許されるにつれて、酸
化反応生成物は囲い４２の内面により郭定される境界ま
で成長する。親金属前駆物質２′の体積に対して相対的
な囲い４２の体積は、囲い４２の中に入れられている通
合可能な充填剤の体積の隙間を満たす体積の酸化反応生
成物が得られるように容易に選定されている。
第７図には、第６図の組立体を利用することにより得ら
れるセラミック複合物物体５４が示されている。セラミ
ック複合物物体５４は第７図で見られるほぼ平な頂面５
６及び側面５８．６０を有する。これらの表面は囲い４
２の対応する表面にほぼ通合する０円筒状の開口６２ａ
が頂面５６まで延びており、また囲い４２の中に入れら
れているチューブ４４ａの体積にほぼ一致している。対
応する円筒状の開口６２ｂがセラミック複合物物体５４
の（参照符号を付されていない）底面まで延びており、
また囲い４２の中チューブ４４ｂの体積に一致している
。親金属前駆物質２゛により最初に占められていた体積
は親金属の酸化の間に空にされ、第７図中に破線により
示されているようにセラミック複合物５４の中に形成さ
れたほぼ長方形状のキャビティ６４を生ずる。キャビテ
ィ６４の（第７図で見て）下側の表面は、親金属前駆物
質２′のフランジ５０の表面の逆順製である溝６６を形
成されている。チューブ４４ａ、４４ｂは第６図の組立
体中の不活性材料１６の粒子で満たされている。不活性
材料は透過性であるので、チューブ４４ａ、４４ｂを介
して、反応の間に形成されているキャビティ６４による
周囲雰囲気へのアクセスが行われ、従ってキャビティ６
４はいかなる時にも完全には閉じられず、また成長する
酸化反応生成物により周囲雰囲気からシールオフされて
いる。それにより、前記のように、酸化反応生成物が周
囲の空気又は雰囲気に対して不透過性であるという事実
に起因して酸化反応生成物の成長する中空物体に作用す
る圧力差の問題が回避される。
れるセラミック複合物物体５４が示されている。セラミ
ック複合物物体５４は第７図で見られるほぼ平な頂面５
６及び側面５８．６０を有する。これらの表面は囲い４
２の対応する表面にほぼ通合する０円筒状の開口６２ａ
が頂面５６まで延びており、また囲い４２の中に入れら
れているチューブ４４ａの体積にほぼ一致している。対
応する円筒状の開口６２ｂがセラミック複合物物体５４
の（参照符号を付されていない）底面まで延びており、
また囲い４２の中チューブ４４ｂの体積に一致している
。親金属前駆物質２゛により最初に占められていた体積
は親金属の酸化の間に空にされ、第７図中に破線により
示されているようにセラミック複合物５４の中に形成さ
れたほぼ長方形状のキャビティ６４を生ずる。キャビテ
ィ６４の（第７図で見て）下側の表面は、親金属前駆物
質２′のフランジ５０の表面の逆順製である溝６６を形
成されている。チューブ４４ａ、４４ｂは第６図の組立
体中の不活性材料１６の粒子で満たされている。不活性
材料は透過性であるので、チューブ４４ａ、４４ｂを介
して、反応の間に形成されているキャビティ６４による
周囲雰囲気へのアクセスが行われ、従ってキャビティ６
４はいかなる時にも完全には閉じられず、また成長する
酸化反応生成物により周囲雰囲気からシールオフされて
いる。それにより、前記のように、酸化反応生成物が周
囲の空気又は雰囲気に対して不透過性であるという事実
に起因して酸化反応生成物の成長する中空物体に作用す
る圧力差の問題が回避される。
次に第８図、第８Ａ図及び第８Ｂ図を参照すると、表面
７０．７４及び側面７２ａ、７２ｂ、７２Ｃ及び７２ｄ
を有するほぼ長方形状の輪郭の親金属前駆物質６８、例
えばアルミニウム親金属前駆物質の他の実施例が示され
ている。親金属前駆物質６８はその表面７４から突出し
ている長方形状のランド７６ををする。ランド７６は側
面７２ａ及び７２ｄに対して実質的に平行に且つそれら
と同じ幅で延びている。円筒状の孔７８が親金属前駆物
′Ｒ６８を通って、その表面７０から表面７４で延びて
いる。
７０．７４及び側面７２ａ、７２ｂ、７２Ｃ及び７２ｄ
を有するほぼ長方形状の輪郭の親金属前駆物質６８、例
えばアルミニウム親金属前駆物質の他の実施例が示され
ている。親金属前駆物質６８はその表面７４から突出し
ている長方形状のランド７６ををする。ランド７６は側
面７２ａ及び７２ｄに対して実質的に平行に且つそれら
と同じ幅で延びている。円筒状の孔７８が親金属前駆物
′Ｒ６８を通って、その表面７０から表面７４で延びて
いる。
第９図には、通合可能な充填剤及びバリヤー手段又は成
長妨害手段と共に組立てられて耐熱容器８０の中に置か
れた親金属前駆物質６８が示されている。この実施例で
は、成長を禁止又は妨害する円筒状のバリヤー手段８２
は、円筒状の孔７８の中にその全円筒状表面と接触して
挿入され得るような寸法及び輪郭にされている。第８Ｂ
図及び第９図に示されているように、円筒状バリヤー手
段８２は孔７８よりも長く、その一部分はその各端で外
方に突出している。第９図の断面図には、図示されてい
る実施例では中央孔８２ｂを含んでいる円筒状バリヤー
手段８２の構造が示されている。円筒状バリヤー手段８
２は、バリヤーの初期輪郭を確立するのに使用される重
い紙又は薄いカードボードのチューブ８２ａの中に入れ
られているバリーのプラスターから成っていてよい。加
熱時に紙又はカードボードは焼き除かれ又は気化させら
れ、その後のプロセスには頚からない。（第９図で見て
）上端及び下端で開いている長方形状のバリヤー手段８
８は第９図に断面図で示されており、またそれぞれ親金
属前駆物質６８の側面７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２
ｄに対して平行に且つ間隔をおいて延びている四つの壁
から成っているやこうしてバリヤー手段８８は長方形ダ
クトの短い部分の形状を有する。バリヤー手段８８の壁
のうち三つの壁、すなわち璧８８ｂ及び（断面図で）壁
８８ａ及び８８ｃのみが第９図で見られる。後者の二つ
の壁に関して示されているように、各々の壁の内側の面
は、壁８８ａ及び８８ｃの１”ｆ８８ａ′及び８８Ｃ′
として断面で示されているバリーのプラスターの屓から
成っている。外＋Ａｌｌの重い紙又は薄いカードボード
の眉はｌ１５８８ａ″及び８８ｃ＃とじて断面で示され
ている。
長妨害手段と共に組立てられて耐熱容器８０の中に置か
れた親金属前駆物質６８が示されている。この実施例で
は、成長を禁止又は妨害する円筒状のバリヤー手段８２
は、円筒状の孔７８の中にその全円筒状表面と接触して
挿入され得るような寸法及び輪郭にされている。第８Ｂ
図及び第９図に示されているように、円筒状バリヤー手
段８２は孔７８よりも長く、その一部分はその各端で外
方に突出している。第９図の断面図には、図示されてい
る実施例では中央孔８２ｂを含んでいる円筒状バリヤー
手段８２の構造が示されている。円筒状バリヤー手段８
２は、バリヤーの初期輪郭を確立するのに使用される重
い紙又は薄いカードボードのチューブ８２ａの中に入れ
られているバリーのプラスターから成っていてよい。加
熱時に紙又はカードボードは焼き除かれ又は気化させら
れ、その後のプロセスには頚からない。（第９図で見て
）上端及び下端で開いている長方形状のバリヤー手段８
８は第９図に断面図で示されており、またそれぞれ親金
属前駆物質６８の側面７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２
ｄに対して平行に且つ間隔をおいて延びている四つの壁
から成っているやこうしてバリヤー手段８８は長方形ダ
クトの短い部分の形状を有する。バリヤー手段８８の壁
のうち三つの壁、すなわち璧８８ｂ及び（断面図で）壁
８８ａ及び８８ｃのみが第９図で見られる。後者の二つ
の壁に関して示されているように、各々の壁の内側の面
は、壁８８ａ及び８８ｃの１”ｆ８８ａ′及び８８Ｃ′
として断面で示されているバリーのプラスターの屓から
成っている。外＋Ａｌｌの重い紙又は薄いカードボード
の眉はｌ１５８８ａ″及び８８ｃ＃とじて断面で示され
ている。
親金属前駆物質６８はその円筒状の孔の中に挿入されて
いる円筒状バリヤー手段８２と一緒に、長方形バリヤー
手段８８の中に入れられている通合可能な充瞑剤８４の
中に埋められている。バリヤー手段８８及びその内容物
は不活性材料８６の床の中に埋められており、内容物は
バリヤー手段８８により不活性材料８６から隔てられて
い乙。
いる円筒状バリヤー手段８２と一緒に、長方形バリヤー
手段８８の中に入れられている通合可能な充瞑剤８４の
中に埋められている。バリヤー手段８８及びその内容物
は不活性材料８６の床の中に埋められており、内容物は
バリヤー手段８８により不活性材料８６から隔てられて
い乙。
この実施例では、親金属前駆物質６８の非復製部分は、
円筒状バリヤー手段８２の外側表面と接触し且つそれと
一致している円筒状の孔７８の円筒状表面により形成さ
れている。親金属前駆物質６８の残りの表面はその正パ
ターンを含んでおり、親金属前駆物質６８からの酸化反
応生成物の成長が、前記の適当な条件のもとに、これら
の表面から通合可能な充填剤８４０床を通って生起する
。
円筒状バリヤー手段８２の外側表面と接触し且つそれと
一致している円筒状の孔７８の円筒状表面により形成さ
れている。親金属前駆物質６８の残りの表面はその正パ
ターンを含んでおり、親金属前駆物質６８からの酸化反
応生成物の成長が、前記の適当な条件のもとに、これら
の表面から通合可能な充填剤８４０床を通って生起する
。
酸化反応生成物の成長は、酸化反応生成物がそれぞれバ
リヤー手段８２及び８８及び不活性材料８６と接触する
際に停止させられる。第９図に示されている配置により
、第６図の組立体から得られる第７図のセラミ）・り物
体と同−又は実質的に類似の輪郭を有するセラミック物
体が得られる。従って、第７図のセラミック物体の説明
を繰り返す必要はない。
リヤー手段８２及び８８及び不活性材料８６と接触する
際に停止させられる。第９図に示されている配置により
、第６図の組立体から得られる第７図のセラミ）・り物
体と同−又は実質的に類似の輪郭を有するセラミック物
体が得られる。従って、第７図のセラミック物体の説明
を繰り返す必要はない。
次に第１０図及び第１１図を参照すると、適当なバリヤ
ー手段の使用により酸化反応生成物の成長のＬｉ？！囲
を制御し、またこうして（第２図の組立体を利用するこ
とにより形成された）第４図のセラミック物体の凹凸部
分を形作るのに必要とされる範囲に殿械加工又は研削の
必要を回避する、第３図に示されているものと類似又は
同一のセラミック複合物物体を得るための他の方法が示
されている。第１０図に示されているように、親金属前
駆物質２′の形状は第１図、第１Ａ図及び第２図の親金
属前駆物質２の形状と類似又は同一である、こうして親
金属前駆物質２′は平な表面１０’、反対側の表面８′
、後者から延びている長方形のランド９゛及び後者に形
成されている溝４′及び円筒状の孔又はキャビティ６′
を有する。肩フランジ１１′が親金属前駆物質２′の一
つの側面に沿って延びている。親金属前駆物質２′は、
両端で開いている長方形状のｍい紙又は薄いカードボー
ドの箱を含んでいる長方形バリヤー手段９０の中に入れ
られている。長方形バリヤー手段９０は、第９図の実施
例の長方形バリヤー手段８８のそれと類似の仕方でバリ
ーのプラスターで被覆されている。こうして、第１０図
に示されているように、長方形バリヤー手段９０ば９９
０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄを含んでいる。壁９０
ｄのほとんどは図面を見易くするため切欠いて第１Ｏ図
中に示されている。璧９０ａ〜９０ｄの各々は、バリー
のプラスターの内側′１ｔＬｆｆｆ９０ｃ″を有するカ
ードボードの外９９ＱＣ’を示ず璧９０Ｃの断面により
最も良く示されているように、硬化されたバリーのプラ
スターの内側被覆を有する。同様に、第１１図に示され
ているように、２９０３はバリーのプラスターの５９０
ａ ”を有するカードボード９０ａ′から成っている
。親金属前駆物質２′の表面１０′はバリーのプラスタ
ーの被覆９２を有する。
ー手段の使用により酸化反応生成物の成長のＬｉ？！囲
を制御し、またこうして（第２図の組立体を利用するこ
とにより形成された）第４図のセラミック物体の凹凸部
分を形作るのに必要とされる範囲に殿械加工又は研削の
必要を回避する、第３図に示されているものと類似又は
同一のセラミック複合物物体を得るための他の方法が示
されている。第１０図に示されているように、親金属前
駆物質２′の形状は第１図、第１Ａ図及び第２図の親金
属前駆物質２の形状と類似又は同一である、こうして親
金属前駆物質２′は平な表面１０’、反対側の表面８′
、後者から延びている長方形のランド９゛及び後者に形
成されている溝４′及び円筒状の孔又はキャビティ６′
を有する。肩フランジ１１′が親金属前駆物質２′の一
つの側面に沿って延びている。親金属前駆物質２′は、
両端で開いている長方形状のｍい紙又は薄いカードボー
ドの箱を含んでいる長方形バリヤー手段９０の中に入れ
られている。長方形バリヤー手段９０は、第９図の実施
例の長方形バリヤー手段８８のそれと類似の仕方でバリ
ーのプラスターで被覆されている。こうして、第１０図
に示されているように、長方形バリヤー手段９０ば９９
０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄを含んでいる。壁９０
ｄのほとんどは図面を見易くするため切欠いて第１Ｏ図
中に示されている。璧９０ａ〜９０ｄの各々は、バリー
のプラスターの内側′１ｔＬｆｆｆ９０ｃ″を有するカ
ードボードの外９９ＱＣ’を示ず璧９０Ｃの断面により
最も良く示されているように、硬化されたバリーのプラ
スターの内側被覆を有する。同様に、第１１図に示され
ているように、２９０３はバリーのプラスターの５９０
ａ ”を有するカードボード９０ａ′から成っている
。親金属前駆物質２′の表面１０′はバリーのプラスタ
ーの被覆９２を有する。
こうして、親金属前駆物質２′の六ワの主表面のうちの
五つは、図示されている実施例ではバリーのプラスター
の屓を含んでいるバリヤー手段により被覆されている。
五つは、図示されている実施例ではバリーのプラスター
の屓を含んでいるバリヤー手段により被覆されている。
図示されているバリーのプラスター及びカードボードか
ら成るバリヤー手段の全てに於いて、カードボード又は
紙は、その上にバリーのフ゛ラスクーをその湿、閏又は
フ゛ラスチノり状感で着装し、次いで阿り固なバリヤー
手段として硬化させるべく乾燥することを許す型として
の役割をする。またカードボードは、バリヤー手段及び
親金属前駆物質のハンドリング及び耐熱容器内への組立
の間にひび割れ及び破損の防止を助けるべく、バリーの
プラスターから成るバリヤー手段を強化する役割もする
。前記のように、任意の他の過当な材料が紙又はカード
ボードと、またバリーのプラスターと直換され得る。
ら成るバリヤー手段の全てに於いて、カードボード又は
紙は、その上にバリーのフ゛ラスクーをその湿、閏又は
フ゛ラスチノり状感で着装し、次いで阿り固なバリヤー
手段として硬化させるべく乾燥することを許す型として
の役割をする。またカードボードは、バリヤー手段及び
親金属前駆物質のハンドリング及び耐熱容器内への組立
の間にひび割れ及び破損の防止を助けるべく、バリーの
プラスターから成るバリヤー手段を強化する役割もする
。前記のように、任意の他の過当な材料が紙又はカード
ボードと、またバリーのプラスターと直換され得る。
こうしてバリヤー手段により禁止又は阻止された酸化反
応生成物の成長により、表面８′、溝４′、孔６′及び
ランド９′は一緒になって親金属前駆物質２′の正パタ
ーンを含んでおり、その残りの表面は親金属前駆物質２
゛の非複製部分を含んでいる。
応生成物の成長により、表面８′、溝４′、孔６′及び
ランド９′は一緒になって親金属前駆物質２′の正パタ
ーンを含んでおり、その残りの表面は親金属前駆物質２
゛の非複製部分を含んでいる。
第１１図には、親金属前駆物質２′と、それに組み合わ
されており、粒子状不活性（オ料９４の床の中に埋めら
れており、また前駆物質２′の上の“フリーボード゛空
間内に通合可能な充填剤９６を含んでいるバリヤー手段
９０とが示されている、長方形バリヤー手段９０の（第
１０図及び第１１図で見て）上側の部分は親金属前駆物
質２′の表面８′の上に延びており、こうして耐熱容器
９８の中に入れられている不活性材料９４の床から通合
可能な充填剤９６を隔てる役割をする。第１１図の組立
体を適当な高められた温度に加熱し且つその温度に前記
の方法に従って十分な時間にわたって保つことにより、
下記の例により示されるように、第３図に示されている
ものと類似又は同一のセラミック複合物物体が得られる
。
されており、粒子状不活性（オ料９４の床の中に埋めら
れており、また前駆物質２′の上の“フリーボード゛空
間内に通合可能な充填剤９６を含んでいるバリヤー手段
９０とが示されている、長方形バリヤー手段９０の（第
１０図及び第１１図で見て）上側の部分は親金属前駆物
質２′の表面８′の上に延びており、こうして耐熱容器
９８の中に入れられている不活性材料９４の床から通合
可能な充填剤９６を隔てる役割をする。第１１図の組立
体を適当な高められた温度に加熱し且つその温度に前記
の方法に従って十分な時間にわたって保つことにより、
下記の例により示されるように、第３図に示されている
ものと類似又は同一のセラミック複合物物体が得られる
。
本発明の実施により得られるセラミックス複合物構造は
通常、セラミックス複合物製品の全体積の体積百分率で
約５％と約９８％との間が多結晶性セラミックマトリッ
クスで埋められている一つ又はそれ以上のプレフォーム
材料から成っている密でコヒーレントな製品である。多
結晶性セラミックマトリックスは通常、親金属がアルミ
ニウムであり、また空気又は酸素が酸化体である時、（
多結晶性マトリックスの重量の）重量百分率で約６０％
ないし約９９％の相互結合されたαアルミナ酸化物及び
約１％ないし約４０％の非酸化全屈成分から成っている
。
通常、セラミックス複合物製品の全体積の体積百分率で
約５％と約９８％との間が多結晶性セラミックマトリッ
クスで埋められている一つ又はそれ以上のプレフォーム
材料から成っている密でコヒーレントな製品である。多
結晶性セラミックマトリックスは通常、親金属がアルミ
ニウムであり、また空気又は酸素が酸化体である時、（
多結晶性マトリックスの重量の）重量百分率で約６０％
ないし約９９％の相互結合されたαアルミナ酸化物及び
約１％ないし約４０％の非酸化全屈成分から成っている
。
以下、下記の例により本発明を説明する。なお、これら
の例は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものでは
ない。
の例は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものでは
ない。
皿上
親金属前駆物質が第１図、第１Ａ図及び第１０図中に示
されている形状を有するおのとして機械加工された。前
駆物質はいずれも重量百分率で活性ドーパントとしての
８〜８．５％のＳ＋、２〜３％のＺｎ及び０．１９Ａ＜
時によっては、もっと高く０．１７〜０．１８％の範囲
内）のＭｇ及び３．５％のＣｕならびにＦｅ、Ｍｎ及び
Ｎｉの公称組成を有するＢｅｌｍｏｎｔ Ｍｅｔａｌ
Ｉｎｃ、からの）３８０．１という品番のアルミニ
ウム合金のブロックから機械加工された。その結果とし
て得られた形作られた親金属前駆物質が第１０図中にバ
リヤー手段９０．９２により示されているようなバリヤ
ー手段を設Ｌｊられた。第１０図中の９０に相当するバ
リヤー手段は、バリーのプラスター（Ｂｏｎｄｅｘ
Ｃｏｍｐａｎｙから得られたＢ。
されている形状を有するおのとして機械加工された。前
駆物質はいずれも重量百分率で活性ドーパントとしての
８〜８．５％のＳ＋、２〜３％のＺｎ及び０．１９Ａ＜
時によっては、もっと高く０．１７〜０．１８％の範囲
内）のＭｇ及び３．５％のＣｕならびにＦｅ、Ｍｎ及び
Ｎｉの公称組成を有するＢｅｌｍｏｎｔ Ｍｅｔａｌ
Ｉｎｃ、からの）３８０．１という品番のアルミニ
ウム合金のブロックから機械加工された。その結果とし
て得られた形作られた親金属前駆物質が第１０図中にバ
リヤー手段９０．９２により示されているようなバリヤ
ー手段を設Ｌｊられた。第１０図中の９０に相当するバ
リヤー手段は、バリーのプラスター（Ｂｏｎｄｅｘ
Ｃｏｍｐａｎｙから得られたＢ。
ｎｄｅｘ）が約１／１６〜１／８インチ（０，１６〜０
．３２Ｃｍ）の厚みの層で着装されているカードボード
を含んでいる。第１０図中の９２に相当するバリヤー手
段は、同一のバリーのプラスターの約１／１６〜１／８
インチ（０，１６〜０．３２ Ｃｍ）の厚みの層を含ん
でいる。こうして第１図、第１Ａ図及び第１０図中に示
されている親金属前駆物質の表面１０．７ａ、７ｂ、７
ｃ及び７ｄに相当する表面はバリヤー手段により被覆さ
れ、また前駆物質の非複製部分を含んでいる。表面８、
溝４、孔６及びランド９はバリヤー手段と接触しておら
ず、こうして親金属前駆物質の正パターンを含んでいる
。第１１図中の９０に相当するバリヤー手段は親金属前
駆物質の表面８の上に約５／８インチ（１，５９ｃｍ）
にわたって延びている。
．３２Ｃｍ）の厚みの層で着装されているカードボード
を含んでいる。第１０図中の９２に相当するバリヤー手
段は、同一のバリーのプラスターの約１／１６〜１／８
インチ（０，１６〜０．３２ Ｃｍ）の厚みの層を含ん
でいる。こうして第１図、第１Ａ図及び第１０図中に示
されている親金属前駆物質の表面１０．７ａ、７ｂ、７
ｃ及び７ｄに相当する表面はバリヤー手段により被覆さ
れ、また前駆物質の非複製部分を含んでいる。表面８、
溝４、孔６及びランド９はバリヤー手段と接触しておら
ず、こうして親金属前駆物質の正パターンを含んでいる
。第１１図中の９０に相当するバリヤー手段は親金属前
駆物質の表面８の上に約５／８インチ（１，５９ｃｍ）
にわたって延びている。
いずれも重量百分率で７０％の２２０グリッド粒子及び
３０％の５００グリフト粒子を含んでいるアルミナ粒子
（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙから得られた３８７
ランダム）とアランダム粒子の全重量に対して７％のシ
リコン金属粒子との均一な混合物を含んでいる充填剤が
、第１０図の９０に、相当するバリヤー手段により形成
されている前駆物質の上の自由ボード空間の中に置かれ
た。こうして充填剤が、表面８、溝４、孔６及びランド
９により形成された正パターンと通合接触する状態に置
かれた。バリヤー手段、充填剤及び親金属前駆物質の組
立体が、第１１図中に示されている仕方で、アルミナ粒
子（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙから得られた９０
メツシュ寸法のＥ１７ランダム）を含んでいる不活性材
料の床の上に置かれ、またその中に埋められた。不活性
材料の床は第１１図の９４に相当し、また実質的に第１
１図の９０に相当するバリヤー囲い手段の頂と同レベル
であった。
３０％の５００グリフト粒子を含んでいるアルミナ粒子
（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙから得られた３８７
ランダム）とアランダム粒子の全重量に対して７％のシ
リコン金属粒子との均一な混合物を含んでいる充填剤が
、第１０図の９０に、相当するバリヤー手段により形成
されている前駆物質の上の自由ボード空間の中に置かれ
た。こうして充填剤が、表面８、溝４、孔６及びランド
９により形成された正パターンと通合接触する状態に置
かれた。バリヤー手段、充填剤及び親金属前駆物質の組
立体が、第１１図中に示されている仕方で、アルミナ粒
子（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙから得られた９０
メツシュ寸法のＥ１７ランダム）を含んでいる不活性材
料の床の上に置かれ、またその中に埋められた。不活性
材料の床は第１１図の９４に相当し、また実質的に第１
１図の９０に相当するバリヤー囲い手段の頂と同レベル
であった。
その結果として得られた組立体が炉の中に置かれ、また
２８時間にわたり１０００″Ｃで空気中で加熱された。
２８時間にわたり１０００″Ｃで空気中で加熱された。
組立体は冷却を許され、また親金属前駆物質から成長し
たセラミック複合物物体が耐熱容器から取り出され、ま
た過剰な充填剤及びバリヤー材料が少しサンドブラスト
することによりセラミック複合物物体から除去された。
たセラミック複合物物体が耐熱容器から取り出され、ま
た過剰な充填剤及びバリヤー材料が少しサンドブラスト
することによりセラミック複合物物体から除去された。
親金属前駆物質の正パターンの高度に忠実な逆接製であ
る、一般的に第３図中に示されている形状を有するセラ
ミック物体が得られた。
る、一般的に第３図中に示されている形状を有するセラ
ミック物体が得られた。
皿Ｉ
例１で利用されたものと同一のアルミニウム合金のブロ
ックが、第８図及び第８Ａ図中に示されている形状及び
長さ２・１／２インチ（６，３５Ｃｍ）、幅１・１／４
インチ（３，１８ｃｍ）、厚み１１／１６インチ（１，
７５ｃｍ）の全体寸法を有し、直径３／４インチ（１，
９Ｃｍ）の（第８図及び第８Ａ図中の７６に相当する）
円筒状の孔を有する親金属前駆物質を形成するべく機械
加工及び孔明けされた。長方形のランド（第８図及び第
８八図中の７８に相当）は厚み１／１６インチ（０゜１
６ｃｍ）（第８図及び第８Ａ図中の７４に相当する表面
の上の高さ）及び幅１／４インチ（０，６４ｃｍ）の寸
法である。バリーのプラスター（Ｂｏｎｄｅｘ Ｃｏ
ｍｐａｎｙから得られたＢｏｎｄｅｘ）で満たされた紙
チューブが、その外径が円筒状の孔の表面と一致して接
触し、また円筒状のバリヤー手段が円筒状の孔の各端か
ら外へ約１／４インチ（０，６４ｃｍ）だけ延びている
状態に円筒状の孔の中へ挿入された。バリーのプラスタ
ー （Ｂｏｎｄｅｘ Ｃｏｍｐａｎｙから得られたＢ
ｏｎｄｅｘ）が、両端で開いた長方形ボックスの形状に
重い紙材料に薄い層として施された。ボックスの寸法は
ほぼ長さ３インチ（７，６４Ｃｍ）、幅１・１／２イン
チ（３，８１ｃｍ） 、高さ１・１／４インチ（３，１
８ｃｍ）である、このバリーのプラスターで被覆された
ボックスは第９図中のバリヤー手段８８に相当する。
ックが、第８図及び第８Ａ図中に示されている形状及び
長さ２・１／２インチ（６，３５Ｃｍ）、幅１・１／４
インチ（３，１８ｃｍ）、厚み１１／１６インチ（１，
７５ｃｍ）の全体寸法を有し、直径３／４インチ（１，
９Ｃｍ）の（第８図及び第８Ａ図中の７６に相当する）
円筒状の孔を有する親金属前駆物質を形成するべく機械
加工及び孔明けされた。長方形のランド（第８図及び第
８八図中の７８に相当）は厚み１／１６インチ（０゜１
６ｃｍ）（第８図及び第８Ａ図中の７４に相当する表面
の上の高さ）及び幅１／４インチ（０，６４ｃｍ）の寸
法である。バリーのプラスター（Ｂｏｎｄｅｘ Ｃｏ
ｍｐａｎｙから得られたＢｏｎｄｅｘ）で満たされた紙
チューブが、その外径が円筒状の孔の表面と一致して接
触し、また円筒状のバリヤー手段が円筒状の孔の各端か
ら外へ約１／４インチ（０，６４ｃｍ）だけ延びている
状態に円筒状の孔の中へ挿入された。バリーのプラスタ
ー （Ｂｏｎｄｅｘ Ｃｏｍｐａｎｙから得られたＢ
ｏｎｄｅｘ）が、両端で開いた長方形ボックスの形状に
重い紙材料に薄い層として施された。ボックスの寸法は
ほぼ長さ３インチ（７，６４Ｃｍ）、幅１・１／２イン
チ（３，８１ｃｍ） 、高さ１・１／４インチ（３，１
８ｃｍ）である、このバリーのプラスターで被覆された
ボックスは第９図中のバリヤー手段８８に相当する。
Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙから得られた９０メツ
シュ寸法のＥｌアランダムを含んでいる不活性材料のベ
ース層が耐熱るつぼの中に置かれた。長方形バリヤー手
段の一つの開いた端が不活性材料の層の上に五かれ、ま
た（孔の中へ挿入された円筒状バリヤー手段を有する）
親金属前駆物質が、実質的に第９図中に示されているよ
うに、長方形バリヤー手段の中に入れられている充填剤
の床（第９図中の８４に相当）の中に埋められた。
シュ寸法のＥｌアランダムを含んでいる不活性材料のベ
ース層が耐熱るつぼの中に置かれた。長方形バリヤー手
段の一つの開いた端が不活性材料の層の上に五かれ、ま
た（孔の中へ挿入された円筒状バリヤー手段を有する）
親金属前駆物質が、実質的に第９図中に示されているよ
うに、長方形バリヤー手段の中に入れられている充填剤
の床（第９図中の８４に相当）の中に埋められた。
充填剤は例１で使用されたものと同一の充填剤であり、
また長方形バリヤー手段を実質的に満たした。例１で使
用されたものと同一の不活性材料（第９図中の８６に相
当）が充填剤とほぼ同一の高さに追加され、また実質的
に第９図に示されているような組立体が得られた。得ら
れた組立体が炉の中に置かれ、また２８時間にねたり１
０００”Ｃで空気中で加熱された。組立体は冷却を許さ
れ、またその結果として得られたセラミック複合物物体
が耐熱容器８０から取り出され、また付着している過剰
な充填剤及びバリヤー材料が少しサンドブラストするこ
とによりセラミック複合物物体から除去された。その結
果として、親金属前駆物質の正パターンの高度に忠実な
逆接製である、実質的に第７図中に示されている形状を
有するセラミック物体が得られた。
また長方形バリヤー手段を実質的に満たした。例１で使
用されたものと同一の不活性材料（第９図中の８６に相
当）が充填剤とほぼ同一の高さに追加され、また実質的
に第９図に示されているような組立体が得られた。得ら
れた組立体が炉の中に置かれ、また２８時間にねたり１
０００”Ｃで空気中で加熱された。組立体は冷却を許さ
れ、またその結果として得られたセラミック複合物物体
が耐熱容器８０から取り出され、また付着している過剰
な充填剤及びバリヤー材料が少しサンドブラストするこ
とによりセラミック複合物物体から除去された。その結
果として、親金属前駆物質の正パターンの高度に忠実な
逆接製である、実質的に第７図中に示されている形状を
有するセラミック物体が得られた。
ｔ＋１１及び例２の双方に於いて、親金属前駆物質の正
パターンと接触する状態に置かれる通合可能な充填剤は
自己結合性の通合可能な充填剤であり、従って、形成す
る酸化反応生成物に作用する圧力差は充填剤の自己結合
する性質により抵抗された。すなわち、もし、追加的な
酸化反応生成物を形成するべく溶融親金属が移動するこ
とによりキャビティの後ろの圧力が低下するために、圧
力差が酸化反応生成物の形成する殻の両側に生ずるなら
ば、充填剤の自己結合する性質が、形成する酸化反応生
成物の殻に圧力差により与えられる機械的力に抵抗する
のに十分な機械的強さを生ずる。
パターンと接触する状態に置かれる通合可能な充填剤は
自己結合性の通合可能な充填剤であり、従って、形成す
る酸化反応生成物に作用する圧力差は充填剤の自己結合
する性質により抵抗された。すなわち、もし、追加的な
酸化反応生成物を形成するべく溶融親金属が移動するこ
とによりキャビティの後ろの圧力が低下するために、圧
力差が酸化反応生成物の形成する殻の両側に生ずるなら
ば、充填剤の自己結合する性質が、形成する酸化反応生
成物の殻に圧力差により与えられる機械的力に抵抗する
のに十分な機械的強さを生ずる。
しかし、二つの例では、バリヤー手段を形成するバリー
のプラスターの薄い層が空気に対して十分に透過性であ
り、従って空気がバリヤー手段を通って通過し、移動す
る親金属により形成されるキャビティ又は空隙の中の圧
力を等化した。
のプラスターの薄い層が空気に対して十分に透過性であ
り、従って空気がバリヤー手段を通って通過し、移動す
る親金属により形成されるキャビティ又は空隙の中の圧
力を等化した。
以上に於ては本発明の少数の実施例のみを詳細に説明し
てきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内にて種々の組み合わせ及び変更
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
てきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内にて種々の組み合わせ及び変更
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
第１図は一つの側で正のパターンを成し、また反対の側
で非複製部分を成すように形作られた親金属前駆物質の
斜視図である。 第１Ａ図は第１図中の位置から長手方向主軸線の回りに
１８０°回転された位置での第１図の親金属前駆物質の
斜視図である。 第２図は重ねられた粒子状不活性材料の層を支持する通
合可能な充填剤の屓の間の界面にて耐熱容器の中に置か
れた第１図及び第１Ａ図の形作られた親金属前駆物質の
組立体を少し縮小された尺度で示す概要立断面図である
。 第３図は充填剤の層とバリヤー手段との間の界面が平面
Ｘ−Ｘである第２図の組立体を利用して製造された本発
明によるセラミック複合物物体を、粗い表面を研削した
後の状態で示す斜視図である。 第４図は充填剤の層とバリヤー手段との間の界面が平面
Ｙ−Ｙである第２図の組立体を利用して製造された本発
明によるセラミック複合物物体を、粗い表面を研削する
以前の状態で示す斜視図である。 第５図は正パターン部分に施された外部ドーパントの層
を有する第１図お第１Ａ図の親金属前駆物質を部分的に
断面図でまた拡大された尺度で示す部分的立面図である
。 第６図は親金属前駆物質の正パターン部分が通合可能な
充填剤と通合接触している状態で、バリヤー手段囲いの
中に置かれておりまた１Ｉｉｆ熱容器の中に入れられて
いる形作られた親金属前駆物質の組立体の概要立断面図
である。 第７図は第６図の組立体を利用することにより製造され
た本発明によるセラミック複合物物体の斜視図である。 第８図は、親金属前駆物質の外側表面が正パターンを成
し、また親金属前駆物質を通って延びている孔の表面が
表面複製部分を成すように形作られた親金属前駆物質の
斜視図である。 第８Ａ図は第８図中の位置から長手方向軸線の回りに１
８０°回転された位置での第８図の親金属前駆物質の斜
視図である。 第８Ｂ図は前駆物質の各端の中に挿入され且つそこから
突出している円筒状バリヤー手段を有する第８図及び第
８Ａ図の親金属前駆物質の立側面図である。 第９図は通合可能な充填剤及びバリヤー手段を含む組立
体の中で耐熱容器の中に置かれた第８Ｂ図の形作られた
親金属前駆物質の組立体を示す概要立断面図である。 第１０図は第１図及び第１Ａ図のそれと類似又は同一に
形作られておりバリヤー手段の中に入れられている親金
属前駆物質を部分的に切欠いて、またまた断面を示す斜
視図である。 第１１図は通合可能な充填剤及びバリヤー手段を含む組
立体の中で耐熱容器の中に置かれた第１０図の形作られ
た親金属前駆物質及びバリヤー手段の組立体を示す掘要
立断面図である。 ２・・・親金属前駆物質、４・・・溝、６・・・キャビ
ティ、７ａ〜７ｂ・・・側面、８・・・表面、９・・・
ランド、１０・・・表面、１１・・・肩フランジ、１２
・・・耐熱容器、１４・・・充填剤、１６・・・不活性
材料、２０・・・複合物物体、２１・・・スロット、２
２・・・ボス、２４・・・ランド、２６・・・表面、２
８ａ、２８ｂ・・・側面、３０・・・セラミック物体、
３６ａ〜３６ｃ・・・内壁、３８・・・凹み、４０・・
・ドーパント材料の層、４２・・・囲い、４２ａ・・・
上面、４２ｂ・・・下面、４４ａ、４４ｂ・・・円筒状
チューブ、５０・・・フランジ、５４・・・セラミック
ス複合物物体、５６・・・頂面、５８．６０・・・側面
、６２ａ、６２ｂ・・・円筒状開口、６４・・・キャビ
ティ、６８・・・親金属前駆物質、７０．７４・・・表
面、７２ａ〜７２ｄ・・・側面、７８・・・孔、８０・
・・耐熱容器、８２・・・バリヤー手段、８６・・・不
活性材料、８８．９０・・・バリヤー手段、９４・・・
不活性材料、９６・・・充填剤、９８・・・耐熱容器 特許出願人 ランキサイド・テクノロジー・カンパニ
ー・エル・ピー
で非複製部分を成すように形作られた親金属前駆物質の
斜視図である。 第１Ａ図は第１図中の位置から長手方向主軸線の回りに
１８０°回転された位置での第１図の親金属前駆物質の
斜視図である。 第２図は重ねられた粒子状不活性材料の層を支持する通
合可能な充填剤の屓の間の界面にて耐熱容器の中に置か
れた第１図及び第１Ａ図の形作られた親金属前駆物質の
組立体を少し縮小された尺度で示す概要立断面図である
。 第３図は充填剤の層とバリヤー手段との間の界面が平面
Ｘ−Ｘである第２図の組立体を利用して製造された本発
明によるセラミック複合物物体を、粗い表面を研削した
後の状態で示す斜視図である。 第４図は充填剤の層とバリヤー手段との間の界面が平面
Ｙ−Ｙである第２図の組立体を利用して製造された本発
明によるセラミック複合物物体を、粗い表面を研削する
以前の状態で示す斜視図である。 第５図は正パターン部分に施された外部ドーパントの層
を有する第１図お第１Ａ図の親金属前駆物質を部分的に
断面図でまた拡大された尺度で示す部分的立面図である
。 第６図は親金属前駆物質の正パターン部分が通合可能な
充填剤と通合接触している状態で、バリヤー手段囲いの
中に置かれておりまた１Ｉｉｆ熱容器の中に入れられて
いる形作られた親金属前駆物質の組立体の概要立断面図
である。 第７図は第６図の組立体を利用することにより製造され
た本発明によるセラミック複合物物体の斜視図である。 第８図は、親金属前駆物質の外側表面が正パターンを成
し、また親金属前駆物質を通って延びている孔の表面が
表面複製部分を成すように形作られた親金属前駆物質の
斜視図である。 第８Ａ図は第８図中の位置から長手方向軸線の回りに１
８０°回転された位置での第８図の親金属前駆物質の斜
視図である。 第８Ｂ図は前駆物質の各端の中に挿入され且つそこから
突出している円筒状バリヤー手段を有する第８図及び第
８Ａ図の親金属前駆物質の立側面図である。 第９図は通合可能な充填剤及びバリヤー手段を含む組立
体の中で耐熱容器の中に置かれた第８Ｂ図の形作られた
親金属前駆物質の組立体を示す概要立断面図である。 第１０図は第１図及び第１Ａ図のそれと類似又は同一に
形作られておりバリヤー手段の中に入れられている親金
属前駆物質を部分的に切欠いて、またまた断面を示す斜
視図である。 第１１図は通合可能な充填剤及びバリヤー手段を含む組
立体の中で耐熱容器の中に置かれた第１０図の形作られ
た親金属前駆物質及びバリヤー手段の組立体を示す掘要
立断面図である。 ２・・・親金属前駆物質、４・・・溝、６・・・キャビ
ティ、７ａ〜７ｂ・・・側面、８・・・表面、９・・・
ランド、１０・・・表面、１１・・・肩フランジ、１２
・・・耐熱容器、１４・・・充填剤、１６・・・不活性
材料、２０・・・複合物物体、２１・・・スロット、２
２・・・ボス、２４・・・ランド、２６・・・表面、２
８ａ、２８ｂ・・・側面、３０・・・セラミック物体、
３６ａ〜３６ｃ・・・内壁、３８・・・凹み、４０・・
・ドーパント材料の層、４２・・・囲い、４２ａ・・・
上面、４２ｂ・・・下面、４４ａ、４４ｂ・・・円筒状
チューブ、５０・・・フランジ、５４・・・セラミック
ス複合物物体、５６・・・頂面、５８．６０・・・側面
、６２ａ、６２ｂ・・・円筒状開口、６４・・・キャビ
ティ、６８・・・親金属前駆物質、７０．７４・・・表
面、７２ａ〜７２ｄ・・・側面、７８・・・孔、８０・
・・耐熱容器、８２・・・バリヤー手段、８６・・・不
活性材料、８８．９０・・・バリヤー手段、９４・・・
不活性材料、９６・・・充填剤、９８・・・耐熱容器 特許出願人 ランキサイド・テクノロジー・カンパニ
ー・エル・ピー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）正パターン部分及び非複製部分を有する親金属前
駆物質の正パターン部分を逆複製する負パターンを有す
る自己支持セラミック複合物物体に於いて、前記親金属
前駆物質の初期位置に於いてその前記正パターンと通合
接触している通合可能な充填剤の床から得られる充填剤
を組み入れている多結晶性マトリックスを含んでおり、
前記親金属前駆物質の正パターンが、前記多結晶性マト
リックスを形成するべく前記親金属前駆物質の前記正パ
ターン部分から主に又は専ら溶融親金属前駆物質の酸化
反応と同時に逆複製された負パターンを形成するべく前
記金属前駆物質をその初期位置から取り除く際に逆複製
されており、前記マトリックスが本質的に（ｉ）酸化体
による前記金属前駆物質の酸化反応生成物と、オプショ
ンとして（ｉｉ）一つ又はそれ以上の金属成分とから成
っていることを特徴とするセラミックス複合物物体。 （２）親金属前駆物質の正パターン部分を逆複製する負
パターンを有する自己支持セラミック複合物物体であっ
て、本質的に（１）（ｉ）酸化体による親金属の酸化反
応生成物と、オプションとして（ｉｉ）一つ又はそれ以
上の金属成分とから成る多結晶性の材料を形成するべく
親金属の酸化により得られたセラミックマトリックスと
、（２）前記マトリックスにより埋められている充填剤
とを含んでいる複合物物体を製造するための方法に於い
て、 （ａ）（１）逆複製のための正パターン部分と（２）非
複製部分とを有する親金属前駆物質を用意する過程と、 （ｂ）前記親金属前駆物質の少なくとも前記正パターン
部分を、前記正パターン部分からの前記酸化反応生成物
の成長を助長するべく、且つ前記非複製部分からのこの
ような成長を禁止するべく、成長制御条件のもとに、通
合可能な充填剤の床と通合接触する状態に置く過程とを
含んでおり、前記通合可能な充填剤は（１）少なくとも
前記酸化体が過程（ｃ）で溶融親金属と接触する必要が
ある時に前記酸化体に対して透過性であり、また（ｉｉ
）前記充填剤を通じての酸化反応生成物の成長による浸
透に対して透過性であり、 （ｃ）溶融金属の物体を形成するべく前記親金属の融点
よりも高く但し前記酸化反応生成物の融点よりも低い温
度範囲に前記親金属前駆物質を加熱し、また前記温度範
囲に於いて、 （１）前記酸化反応生成物を形成するべく溶融親金属を
前記酸化体と反応させ、 （２）酸化反応生成物が前記酸化体と先に形成された酸
化反応生成物との間の界面に形成し続けるにつれて、充
填剤の前記床の中に前記負パターンを同時に形成するべ
く、酸化反応生成物を通して且つ充填剤の前記床の中で
前記酸化体と接触させて溶融金属の前記物体から溶融金
属を漸進的に引くべく、前記酸化反応生成物の少なくと
も一部分を、溶融金属の前記物体及び前記酸化体と接触
し且つそれらの間に位置する状態に保ち、 （３）前記負パターンを有する前記複合物物体を形成す
るべく前記酸化反応生成物の成長により前記酸化反応生
成物の中に充填剤の前記床を少なくとも部分的に埋める
べく或る時間にわたり前記反応を継続する過程と、 （ｄ）結果として得られた自己支持セラミック複合物物
体を、もし存在するならば過剰充填剤及び未反応親金属
から隔てる過程とを含んでいることを特徴とするセラミ
ック複合物物体の製造方法。 （３）親金属前駆物質の正パターン部分を逆複製する負
パターンを有する自己支持セラミック複合物物体であっ
て、本質的に（１）（ｉ）酸化体による親金属の酸化反
応生成物と、オプションとして（ｉｉ）一つ又はそれ以
上の金属成分とから成る多結晶性の材料を形成するべく
親金属の酸化により得られたセラミックマトリックスと
、（２）前記マトリックスにより埋められている充填剤
とを含んでいる複合物物体を製造するための方法に於い
て、 （ａ）（１）逆複製のための正パターン部分と（２）非
複製部分とを有する親金属前駆物質を用意する過程と、 （ｂ）前記親金属前駆物質の少なくとも前記正パターン
部分を、前記正パターン部分からの前記酸化反応生成物
の成長を助長するべく、且つ前記非複製部分からのこの
ような成長を禁止するべく、成長制御条件のもとに、通
合可能な充填剤の床と通合接触する状態に置く過程とを
含んでおり、前記通合可能な充填剤は（ｉ）少なくとも
前記酸化体が過程（ｃ）で溶融親金属と接触する必要が
ある時に前記酸化体に対して透過性であり、また（ｉｉ
）前記充填剤を通じての酸化反応生成物の成長による浸
透に対して透過性であり、 （ｃ）溶融金属の物体を形成するべく約８５０℃から約
１４５０℃までの温度範囲に前記親金属前駆物質を加熱
し、また前記温度範囲に於いて、 （１）前記酸化反応生成物を形成するべく溶融親金属を
前記酸化体と反応させ、 （２）酸化反応生成物が前記酸化体と先に形成された酸
化反応生成物との間の界面に形成し続けるにつれて、充
填剤の前記床の中に前記負パターンを同時に形成するべ
く、酸化反応生成物を通して且つ充填剤の前記床の中で
前記酸化体と接触させて溶融金属の前記物体から溶融金
属を漸進的に引くべく、前記酸化反応生成物の少なくと
も一部分を、溶融金属の前記物体及び前記酸化体と接触
し且つそれらの間に位置する状態に保ち、 （３）前記負パターンを有する前記複合物物体を形成す
るべく前記酸化反応生成物の成長により前記酸化反応生
成物の中に充填剤の前記床を少なくとも部分的に埋める
べく或る時間にわたり前記反応を継続する過程と、 （ｄ）結果として得られた自己支持セラミックス複合物
物体を、もし存在するならば過剰充填剤及び未反応親金
属から隔てる過程とを含んでいることを特徴とするセラ
ミックス複合物物体の製造方法。
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