JPS6385043A - 自己支持セラミック物体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 １皿虫立■ 本発明は、前駆物質金属及び気相酸化体の酸化反応生成
物として形成され、またセラミック物体に特定の性質を
与えるべくセラミック物体の生成の間に導入された第二
金属を含んでいる金属成分を有する自己支持セラミック
物体を製造するための方法に係る。また、本発明は、上
記の方法により製造されたセラミック物体に係る。

の　　　　　゛　　　の　爪　に　　°　　　　た、■ 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。

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。複合物構造は、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０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
により密に組み合わされ得る。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填剤材料を組み入
れたセラミックマトリックスを含んでいる。

セラミックスを金属と置換するのには、スケーリング・
バーサティリティ、複雑な製品の製造可能性、最終用途
に必要な特性の満足及びコストのようないくつかの知ら
れている制限又は困難が存在する０本願の譲受人と同一
の譲受人に譲渡されたいくつかの特許出願はこれらの制
限又は困難を克服し、複合物を含むセラミック材料を高
い信頼性をもって製造するための新規な方法を提供する
、本方法は、本願の譲受人と同一の譲受人にＩＲ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６０−０
５２１７０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第７７６．９６４号の一部継続出願
である１９８６年１月１５日付は米国特許出願第８１８
．９４３号明細書に一般的に開示されている。これらの
特許出願明細書には、親金属前駆物質から酸化反応生成
物として成長させられた自己支持セラミック物体を製造
する方法が開示されている。溶融金属が、酸化反応生成
物を形成するべく、気相酸化体と反応させられ、また金
属が酸化体に向けて酸化反応生成物を通じて移行し、そ
れにより、相互結合された金属成分を有するものとして
製造され得るセラミック多結晶性物体を連続的に成長さ
せる。

プロセスは、αアルミナセラミック構造を形成するべく
空気中で酸化反応のためにマグネシウム及びシリコンで
ドープされたアルミニウムを酸化させる場合に使用され
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。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１９８４年７月２０日付は米国特許
出願第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６０−１５８４４１号明細書に開示されてい
るように前駆物質金属の表面にドーパントを施すことに
より改良された。

この酸化現象は、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
号に記載されているような複合物セラミック物体を製造
するのに利用された、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
れる複合物は郭定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。

予め定められたジオメトリ又は形状を有するセラミック
複合物物体を製造するための方法は、本願の譲受人と同
一の譲受人に譲渡された“セラミック複合物及びその製
造方法”という名称の昭和６２年５月８日付は特願昭６
２− 号明細書に開示されている。この発明の方法によれば、
成長する酸化反応生成物は、郭定された表面境界に向か
う方向に透過性プレフォームを浸透する。本願の譲受人
と同一の譲受人に譲渡された１９８６年５付き８日付は
米国特許出願第８６１，０２４号明ＳｎＥに開示されて
いるように、プレフォームにバリヤー手段を設けること
により高い忠実度が一層容易に達成されることが見出さ
れた。この方法によれば、表面の境界を確立するため金
属から間隔をおかれたバリヤー手段まで前駆物質金属の
酸化反応生成物を成長させることにより、形作、られた
自己支持セラミック複合物を含んでいる自己支持セラミ
ック物体が製造される。正のモールド又はパターンの形
状を逆に複製する内部ジオメトリを有するキャビティを
有するセラミック複合物が、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第８２３゜５４
２号（特願昭６２−　　　　　　　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の特許出
願明、Ｗ＊には、最終用途で金属を可換するセラミック
物品の製造にあたっての従来の制限及び困難のいくつか
を克服するセラミック物品の製造方法が開示されている
。

本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡されたこれらの特許
出願明細書の各々に共通なことは、−又はそれ以上の次
元（通学は三次元）に相互結合された酸化反応生成物と
一つ又はそれ以上の金属成分を含んでいるセラミック物
体の実施例が開示されていることである。典型的に親金
属の非酸化成分及び（又は）酸化体又は磁性流体から還
元された金属を含んでいる金属の体積は、酸化反応生成
物が形成される温度、酸化反応が進行を許される時間、
親金属の成分、任意の酸化体又は充填剤材料の還元され
た成分の存在などのような因子に関係する。金属成分の
若干は隔離又は包囲されているが、金属の実質的な体積
百分率は相互結合され且つセラミック物体の外面から近
接可能であり又は近接可能にされる。これらのセラミッ
ク物体に対して、この金属含有成分（隔離されたもの及
び相互結合されたものの双方）は体積百分率で約１％か
ら約４０％までの範囲、時にはそれよりも高い範囲にわ
たり得ることが観察されている。金属成分は多くの用途
でセラミック物品に特定の好ましい性質を与え、その性
能を向上し得る０例えば、セラミック構造中に金属が存
在することは、セラミック物体に破断靭性、熱伝導度、
弾性又は電気伝導度を与える点で実質的な利点を与える
。

本発明は、結果として得られるセラミック製品に一つ又
はそれ以上の所望の特性を与えるぺ（セラミック物体の
生成の間にこのようなセラミックスの金属成分（隔離さ
れたもの及び相互結合されたものの双方）の構成を調製
するための方法を開示するものである。こうして、所望
の金属成分を、外部の源から又は成形後に組み入れるの
ではなく、元の位置に組み入れることにより、セラミッ
ク物体に対する製品設計が有利に達成される。

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
願の明細書の全ての開示内容を参照によりここに組み入
れたものとする。

定量 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。

“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
ック物体に附定されるものとして不当に解釈されるべき
ではな（、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、金属が電子を他の
元素、化合物又はそれらの組み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、Ｈ２／Ｈ２０及びＣｏ／Ｃ０２
（最後の二つ（すなわち　Ｈ２／８２０及びＣｏ／Ｃ０
２）はプレフォームの所望の酸化可能な成分に対して相
対的に環境の酸素活性を減するのに有用である）のよう
な混合物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。

“気相酸化体”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
る酸素は通常、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の酸化剤である。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
”酸化体の定義には属さない６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９６％（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“成形気体ゝである。

“前駆物質金属”とは、多結晶性反応生成物を形成する
べく気相酸化体と反応する金属を指し、また比較的純粋
な金属又は不純物を含有する商業的に入手可能な金属と
してのその金属を含んでいる。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。

“第二又は外部金属”とは、任意の適当な金属、金属の
組み合わせ、合金、金属間化合物、又は前駆物質金属の
非酸化成分の代わりに、それに追加して又はそれと組み
合わせて被形成セラミック物体の金属成分の組み入れら
れているもしくは組み入れられることが望ましい源を意
味する。この定義は、前駆物質金属と第二金属との間に
形成された金属間化合物、合金、固溶体などを含んでい
る。

溶融金属の１フラツクス”とは、プロセス条件により誘
導される、酸化反応生成物のなかの溶融金属の流れ又は
輸送を意味する。ここで使用される“フラックス”は、
古典的金属学に関して使用されるような物質を意味する
ものではない。

血皿二里里 本発明によれば、ｆ＋ｉＬｇ物質金冗の酸金属より、溶
融前駆物質金属及び気相酸化体の酸化反応生成物と金属
成分とを含んでいる自己支持セラミックス物体を製造す
るための方法が提供される。第二又は外部金属が、セラ
ミックス物体の一つ又はそれ以上の性質に少なくとも部
分的に影響を与えるのに十分な量でセラミック物体の生
成の間にセラミック物体の金属成分のなかへ導入され又
は組み入れられている。

一般に、前駆物質金属の酸化により自己支持セラミック
ス物体を製造するための方法では、前駆物質金属が溶融
金属の物体を形成するべく気相酸化体の存在中に加熱さ
れる。溶融前駆物質金属は、溶融前駆物質金属の物体及
び気相酸化体と少なくとも部分的に接触している状態に
保たれ且つそれらの間に延びている酸化反応生成物を形
成するぺ＜、適当な温度で酸化体と反応させられる。こ
の温度で、溶融前駆物質金属は酸化反応生成物を通じて
気相酸化体に向けて輸送される。プロセスの間に、第二
又は外部金属が溶融金属のフラックスのなかへ（ｆ＆で
一層詳細に説明する）、従ってまた結果として得られる
セラミック製品の金属成分のなかへ組み入れられる。結
果として得られる、溶融前駆物質金属及び外部金属を含
んでいる金属成分は、酸化反応生成物を通じて輸送され
、また前駆物質金属は、気相酸化体と接触するにつれて
、酸化し、それによりセラミック多結晶性物体を連続的
に成長させる。酸化反応は、酸化反応生成物及び金属成
分を含んでいる自己支持セラミック物体を形成するのに
十分な時間にわたり継続される。その金属成分は前駆物
質金属と、セラミックス物体の一つ又はそれ以上の性質
が前記第二金属の存在及び性質により少なくとも部分的
に影響されるように十分な量で存在している第二又は外
部金属との非酸化成分を含んでいる。本発明のプロセス
によれば、セラミック製品は一つ又はそれ以上の所定又
は所望の性質を呈する。

本発明によれば、第二又は外部金属がセラミック物体の
生成の間に溶融前駆物質金属のフラックスのなかへ導入
され、また酸化反応生成物を通じて溶融前駆物質金属と
共に輸送される。前駆物質金属の一部分は、酸化反応生
成物を形成するべ（、気相酸化体と反応し、他方に於い
て外部金属は気相酸化体により実質的に酸化されない状
態に留まり、また典型的に金属成分全体にわたって分散
させられる。セラミック物体の生成時に、第二又は外部
金属と、金属成分の成分として、セラミック製品の一体
部分であり、それにより製品の一つ又はそれ以上の性質
を変更又は改善する。

本発明の他の局面によれば、第二金属は溶融前駆物質金
属のフラックスのなかへ、従ってまたセラミック物体の
なかへ組み入れられる。プロセスの間に、溶融前駆物質
金属は酸化反応生成物に変換され、また酸化反応は、フ
ラックス中に存在する第二金属の量に対して相対的にフ
ラックス中の前駆物質金属の量を枯渇させるのに十分な
時間にわたり継続され、それにより、セラＣ−／り物体
の金属成分のなかに第二金属及び前駆物質金属を含んで
いる一つ又はそれ以上の所望の金属相の生成に通ずる。

所望の金属相の生成は反応温度に於いて又は反応温度の
範囲内でプロセス後のセラミック物体の冷却又は熱処理
の際に又はこうして製造されたセラミック製品の使用又
は応用の間に生起し得る。結果として得られるセラミッ
ク物体は、セラミック製品に一つ又はそれ以上の予め定
められた所望の性質を与える一つ又はそれ以上の金属相
を内部に組み入れられた金属成分を有する。

第二又は外部金属はいくつかの手段の任意の一つ又はそ
れらの組み合わせにより／８融金屈又はセラミック物体
のフラックスのなかへ組み入れるために与えられ得る。

第二又は外部金属は、所望の組成を有する市販品として
入手可能な前駆物質合金を利用することを含めて、プロ
セス前の過程で前駆物質金属と合金化されてよいし、又
は前駆物質金属の一つ又はそれ以上の表面、好ましくは
前駆物質金属の成長表面に与えられてもよい、酸化反応
プロセスの間に、第二又は外部金属は溶融金属のフラッ
クスのなかへ組み入れられ、酸化反応生成物のなかへ輸
送され、また相互結合された金属成分、従ってまたセラ
ミック物体の一体部分となる。

複合物が形成され、また酸化反応生成物が充填剤材料の
塊又は形作られたプレフォームのなかへ成長させられる
他の実施例では、第二金属はそれを充填剤又はプレフォ
ーム材料と混合することにより与えられてよいし、又は
その表面の一つ又はそれ以上に与えられてよい、酸化反
応生成物が充填剤材料を浸透し、従ってまた溶融金属が
成長する酸化反応生成物を通じて輸送されるにつれて、
溶融前駆物質金属は第二金属（又はその源）と接触する
。接触時に第二金属又はその成る部分は溶融前駆物質金
属のフラックスのなかへ導入又は組み入れられ、またそ
れに沿ってセラミックマトリックスのなかへ輸送される
。前駆物質金属又はその部分は気相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於いて気相酸化体に
より酸化され続けており、他方に於いて第二金属は形成
された複合物のなかのフラックスのなかへ輸送されてい
る。従って、第二又は外部金属が溶融金運のフラックス
のなかへ組み入れられる。

さらに他の実施例では、第二又は外部金属は、溶融金属
と反応する化合物又は混合物の形態で与えられており、
且つ（又は）第二金属を自由にするべくプロセス条件の
もとで解離し、自由にされた第二金属が次いで溶融金属
のフラックスのなかへ導入又は組み入れられる。このよ
うな化合物は例えば、溶融前駆物質金属により還元可能
である金属酸化物であってよい、この化合物は前駆物質
金属物体の頂の層に着装されてよいし、又は充填剤又は
プレフォーム材料と混合され又はそれに着装されてよい
。

び　　　　　い　　　　　の　　　な 本発明によれば、（後で一層詳細に説明するように）　
ドープされてよく、また酸化反応生成物への前駆物質で
ある前駆物質金属がインゴット、ビレット、欅、板など
のなかへ形成され、また不活性床、るつぼ又は他の耐熱
性容器のなかへ置かれる。第二又は外部金属がセラミッ
ク物体の生成の間に溶融前駆物質金属のフラックスのな
かへ導入され得ることが発見されている。その結果とし
て得られた、前駆物質金属および第二金属を含んでいる
構成成分は、本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された
特許出願の明細書に記載されているように毛管作用によ
る輸送を含めて、溶融金属のフラックスにより酸化反応
生成物を通じて輸送される。こうして第二又は外部金属
が、形成されたセラｔ７り物体の金属成分の一体部分と
なる。

予め定められた量の第二金属が、前駆物質金属、耐熱性
容器及びオプションとして複合物充填材材料を含んでい
るセットアツプに、所望の量の第二金属が溶融前駆物質
金属のなかへ導入され且つ上記の本願の譲受人と同一の
譲受人に譲渡された特許出願の明細書に記載されている
ように形成された酸化反応生成物を通じて輸送されるよ
うに、（１）プロセス前に第二金属を前駆物質金属と合
金化又は混合すること、又は所望の組成を有する市販品
として入手可能な合金を利用すること、（２）第二金属
を前駆物質金属の一つ又はそれ以上の表面に施すこと、
又は（３）複合物が形成される場合には、第二金属を充
填材又はプレフォーム材料と混合すること（その方法は
後で一層詳細に説明する）により与えられる。セラミッ
ク物体は、第二金属と前駆物質金属の非酸化成分とを含
んでいる金属成分を有するものとして回収される。

形成されたセラミック物体の金属成分は相互結合且つ（
又は）隔離された金属含有物である。

本発明の実施にあたって、第二金属の選択は主に、セラ
ミック物体に対して要求される一つ又はそれ以上の性質
に基づいている。金属成分は形成されたセラミック物体
にその意図する用途に望ましい性質を与え、又はその性
能を改善し得る。例えば、セラミック物体のなかの金属
は、金属のアイデンティティ及びセラミック製品のミク
ロ構造全体にわたっての金運の量及び分布のような因子
に関係して、セラミック物体の破断靭性、弾性、熱伝導
率、環境的両立性及び電気伝導性を有利に改善し得る。

前駆物質金属以外の金属又は金属相を含むべく金運の構
成成分を開裂するだめの方法を提供することにより、本
発明はこのようなセラミック物体の最終用途に実質的な
自由度を追加する。形成されたセラミック物体に所望の
性質を与えるため、第二又は外部金属は気相酸化体と実
質的に反応しない状態に留まる。従って、特定のプロセ
ス条件のもとに優先的に前駆物質金運に酸化反応生成物
を形成しない第二金属が選定されなければならない。典
型的に、第二金属はその規範を、もし気相酸化体の存在
時に生起する特定の酸化反応に関して所与の反応温度に
於ける生成の負自由エネルギーが前駆物質金属のそれよ
りも小さいならば、満足する。

しかし、第二又は外部金属は合金であってよく、又は結
果として得られるセラミック物体に望ましく又はそれに
所望の居住を与え得る合金又は金運間化合物を形成する
べく金運成分のなかで前駆物質金運と反応してよい、こ
うして、本発明によれば、前駆物質金属及び第二金属を
含んでいる一つ又はそれ以上の所望の金属相を元の位Ｒ
に生成させるための方法が提供される。このような金属
相は金属間化合物、固溶体、合金又は各々の組み合わせ
を含んでいる。本発明では、適当な第二金運は、上記の
規範を満足するように、また追加的に、セラミック物体
のなかへ組み入れられることが望ましい一つ又はそれ以
上の金属相を前駆物質金属と組み合わせて所与の温度及
び相対的濃度に於いて形成するように選定される。第二
金属は、所望の金属相を形成するのに必要とされる相対
的濃度よりも低い相対的濃度で用意され、また溶融前駆
物質金属のフラックスのなかへ導入される。

溶融前駆物質金属が所与の反応温度で気相酸化体と反応
し、酸化反応生成物を形成するにつれて、相互結合され
た金運成分のなかの前駆物質金属の相対的濃度は枯渇又
は減少する。従って、第二金属の相対的濃度はセラミッ
ク物体の金運成分のなかで増大する０反応は所与の反応
温度に於いて又は温度範囲内で、十分な量の前駆物質金
運が構成成分から枯渇させられ、所望の金属相の生成に
通じ、それにより前駆物質金運及び第二金運を含んでい
る所望の金属相を形成又は富化するまで継続され、又は
、代替的に、酸化反応は反応温度の低下時又は形成され
たセラミック製品の冷却時に所望の金属相生成が生起し
それにより前駆物質金運及び第二金属を含んでいる所望
の金属相を形成又は富化するように十分な時間にわたり
継続され得る。結果として得られる金属相はセラミック
製品に所望の性質を固有に与える得るし、もしくは所与
の使用温度で一つ又はそれ以上の追加的な相を形成し、
それによりセラミック製品に所望の性質を与えるような
組成であり得る。追加的に、反応パラメータ、例えば反
応時間、反応温度などの操作により、又は特定の金運の
適当な組み合わせ又は追加により、所望の金属相がさら
に例えば金属成分のなかの所望の合金の析出硬化中に調
製され得る。

本発明の実施にあたり、セラミック物体の金属成分のな
かへ組み入れる必要がある第二金運の量よりも多くの量
の第二金運をセットアップに与える必要があることは理
解されよう、所望の量の第二金属が溶融前駆物質金属の
フラックスのなかへ導入され、またこうしてセラミック
物体のなかへ組み入れられるために、セットアツプに与
える必要がある第二金運の量は主として第二金運及び前
駆物質金属のアイデンティティ及び相互作用性、反応条
件及び第二金運の与え方に関係する。

セラミック製品の金属成分のなかへ第二金属を組み入れ
るための、ここに開示する方法は、二つ又はそれ以上の
金属、すなわち第二金属お前駆物質金属、の密な組み合
わせを含んでいるので、使用されるべき前駆物質金属に
対して相対的な第二金属のアイデンティティ、量、形態
及び（又は）濃度に関する許容範囲が、セラミック製品
のなか八組み入れる必要のある金属成分と、酸化反応生
成物の生成のために必要なプロセス条件とに関係するこ
とは理解されよう。所望の金属成分の含有及び（又は）
生成は、少なくとも部分的に、特定、　　のプロセス条
件のもとに存在する特定の令兄の組み合わせ又は相互作
用と関連付けられる性質及び（又は）物理冶金、及び（
又は）前駆物質金属への第二金属の導入の仕方により支
配される。金属のこの組み合わせは、合金、金属間化合
物、固溶体、析出物又は混合物を含む種々の金属相の生
成に影響し得るし、また不純物又はドーパント材料の存
在及び濃度により影響され得る。こうして、本発明の実
施にあたり金属の組み合わせの結果として得られる成分
は、いくつかの金属の性質から有意に変化する性質を有
し得る。形成されるセラミック物体のなかへ組み入れら
れる前駆物質金属及び第二金属を含んでいる金属相の形
態でのこのような組み合わせはセラミック製品の性質に
有利に影響し得る０例えば、第二金属及び前駆物質金属
の組み合わせは、前駆物質金属の融点よりも高い融点を
有し、従ってまたここに組み入れられたこのような金属
相を有するセラミック製品の使用温度範囲を拡大する固
溶体、合金又は一つ又はそれ以上の金属間化合物のよう
な金属相を形成し得る。しかし、いくつかの場合には、
結果として得られる金属相の融点が、意図する酸化反応
生成物の生成のための作動可能な温度範囲よりも高い場
合があることは理解されよう。追加的に、親金属及び第
二金属の特定の組み合わせの結果として得られる金属相
の生成は、形成された酸化反応生成物を通じての溶融金
属の輸送が実質的に減速されるように、又は生起しない
ように、反応温度に於いて結果として得られる溶融金属
に、同一の温度に於いて第二金属の追加なしの溶融前駆
物質金属と比較して、追加された粘性を与え得る。こう
して、金属成分が十分に液状に留まっており、他方・に
於いて酸化反応生成物が、酸化反応プロセスのパラメー
タと両立性である温度に於いて溶融金属　・の１ｌＮＮ
されるフラックスを容易にするべく、形成されているこ
とを保証するため、このような金属組み合わせを含んで
いる所望の系の設計に関して注意が払われなければなら
ない。

プロセス前の前駆物質金属との合金化、又は所望の組成
を有する市販品として入手可能な合金の利用により第二
金属を与える時、溶融金属のフラックスのなかへの第二
金属の導入は溶融金属の物体から形成された酸化反応生
成物のなかへの溶融金属の輸送により影響される。こう
して、導入は、加熱過程で形成された溶融金属の物体か
ら形成された酸化反応生成物のなかへ輸送される溶融金
属の成分に関係する。−この輸送される成分は、金属成
分の均一性、及び所与の反応温度及び相対的濃度に於い
て選定される金属の特定の組み合わせと関連付けられる
金属相のような因子により決定される。

第二金属又はその源が外部から前駆物質金属に与えられ
る本発明の実施例では、追加的なパラメータが考慮され
なければならない。−Ｉｉｉ詳細には、溶融前駆物質金
属のフラックスのなかへの所望の量の第二金属の導入を
行うため溶融前駆物質金属と第二金属との接触と関連付
けられる冶金学的性質が考慮されなければならない、第
二金属が外部から前駆物質金属物体に与えられる時、導
入は他の金属への一つの金属の溶解、二つの金属の相互
拡散、又は前駆物質金属と第二金属との間の一つ又はそ
れ以上の金属間化合物又は他の金属相の生成時のような
二つの金属の反応による溶融前駆物質金属と第二金属と
の接触時に行われ得る。こうして、溶融前駆物質金属の
なかへの第二金属の導入又は導入のレートはいくつかの
このような冶金学的因子の一つ又はそれ以上に関係する
。このような因子は特定の反応温度に於ける第二金属の
物理的状態、前駆物質金属と第二金属との間の相互拡散
のレート、前駆物質金属のなかへの第二金属の、又は第
二金属のなかへの前駆物質金属の熔解の度合及び（又は
）そのレート、及び前駆物質金属と第二金属との間の金
属間化合物又は他の金属相の生成を含んでいる。こうし
て、形成された酸化反応生成物のなかへの金属成分の輸
送を容易にするべく、従ってまたセラミック物体の成長
を容易にするため溶融前駆物質金属と気相酸化体との接
触を可能にするべく、溶融前駆物質金属のフラックスの
なかへの第二金属の導入の結果としての金運成分が少な
くとも部分的に液体に留まるように反応温度が保たれる
ことを保証するべく注意が払われなければならない０本
発明によれば、溶融前駆物質金属のフラックスのなかへ
の第二金属の導入、又は酸化反応生成物の生成による溶
融前駆物質金属のフラックスからの前駆物質金属の枯渇
は、前駆物質金属及び第二金属を含んでいる一つ又はそ
れ以上の金属相の生成を行う成分又は金属相生成を生じ
得る。しかし、前駆物質金属及び第二金属の特定の組み
合わせはフラックスに有意義な粘性を与え、又はさもな
ければ気相酸化体に向かう金属の輸送が所望の酸化反応
生成物の完全な成長の前に終わるように溶融金属のフラ
ックスを妨げ得る。このような場合には、所望の酸化反
応生成物の生成がこれらの現象により停止又は実質的に
減速され得る。従って、このような成分の早まった生成
を避けるべく注意が払われなければならない。

上記のように本発明によれば、所望の量の第二又は外部
金属が、製造プロセスに先立っての前駆物質金属との合
金化により与えられ得る。例えば、アルミニウム（又は
アルミニウム主体の金属）が前駆物質金属であり、アル
ミナ酸化反応生成物を形成するべく気相酸化体として空
気を使用する系では、チタン、銅、ニッケル、シリコン
、鉄又はクロムのような第二金属が、上記のように制限
且つ（又は）規定され得る量で、アルミニウム前駆物質
金属と合金化され得る０例えば、セラミック物体の金属
成分のなかに銅、又は銅を含有する金属相を含んでいる
ことは望ましい。金属成分に対してセラミック物体に一
つ又はそれ以上の性質を与えるため、又はその性能を改
善するため、金運成分のなかへ組み入れられる特定の金
属、金属の組み合わせ又は金属相の性質がセラミック製
品の使用温度に於いて実質的に劣化しないことが望まし
い、特定のアルミニウムー銅金元相、例えばＣｕ　ｇ　
Ａ　１４、とアルミニウムの使用温度範囲よりも高い使
用温度範囲を有する。こうして、このような相をセラミ
ックの相互結合された金属成分のなかへ組み入れ又は富
化することにより、金運成分の存在によるセラミックの
改善された性能が、高くされた使用温度に於いて呈され
得る。所望のアルミニウムー銅金属相Ｃｕ　ｇ　Ａ　Ｉ
　４を得るべく所望の相転換を行わせるため適当な量の
銅を組み入れるべく、銅は例えば銅−アルミニウム合金
全体に対する重量百分率で１０％の量でアルミニウム前
駆物質金属と合金化され得る。前駆物質金属としてのア
ルミニウム及び第二金属としての銅を含んでいる合金は
（本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された前記特許出
願明細書に記載されているように）意図する酸化反応生
成物、アルミナ、の融点よりも低く但し銅−アルミニウ
ム合金の融点よりも高い温度に加熱される。溶融アルミ
ニウム前駆物質金属が酸化体と接触させられる時、酸化
反応生成物としてアルミナを含んでいる層が形成される
。溶融合金は次いで、形成された酸化反応生成物を通じ
て酸化体に向けて輸送される。

溶融合金が空気酸化体と接触するにつれて、合金のアル
ミニウム金属成分は少なくとも部分的に酸化され、こう
して酸化反応生成物の漸進的に厚い層を形成する。溶融
合金の構成成分である第二又は外部金属は同様に、形成
される酸化反応生成物のなかへ輸送される。しかし、銅
は気相酸化体によりセラミック物体から枯渇化されてい
ないので、銅の相対的濃度は、アルミニウムが酸化され
て溶融金属のフラックスから枯渇化されるにつれて増大
する。アルミニウム金属の酸化は所望の金属相の生成の
ために適当な金運成分を得るのに十分な時間にわたり継
続される。銅−アルミニウム系に対する二元金属相図を
参照すると、ＣｕｇＡｌ斗相は約７８０°Ｃを越えない
セラミック製品の使用温度で銅が約８０〜８５％、残余
がアルミニウムの相対的濃度範囲で形成される。

所望の量の第二又は外部金属が層として着装され、又は
アルミニウム前駆物質金属の一つ又はそれ以上の表面と
接触させられ、且つ前駆物質金属が気相酸化体としての
空気と反応する場合、適当な第二金属は例えばシリコン
、ニッケル、チタン、鉄、銅又はクロムを好ましくは粉
末又は粒子形態で含んでいる１例えば、ニッケル又はニ
ッケルを含有する金属相は本発明に従って製造されるセ
ラミック製品のなかの望ましい成分である。Ｎ１ＡｉＮ
ｉ２Ａ１３又はＮｌＡ１３のようなニッケルーアルミナ
イド金属間化合物はセラミック物体の金属成分の耐蝕性
を改善するのに望ましい。

従って、所望のニッケルーアルミニウム金属相を形成又
は富化するべく適当な量のニッケルの導入を行うため、
予め定められた量の粉末化ニッケル金属がアルミニウム
前駆物質金属物体の成長表面にわたって分散される。溶
融アルミニウム前駆物質金属がニッケル金属と接触する
につれて、成る量のニッケル金属が溶融アルミニウム前
駆物質金属のフラックスのなかへ導入される。導入され
たニッケル金属は次いで、溶融金属のフラックスの成分
として、アルミナ酸化反応生成物のなかへ輸送される。

前記の銅の例と類似に、アルミニウム全屈が酸化される
につれて、形成されるセラミック物体のなかでのニッケ
ル金属の相対的濃度が増大し、所望の相を形成するべく
適当な組成が得られる。

製品が、前駆物質金属に隣接して置かれた充填材材料の
塊又はプレフォームのなかへの酸化反応生成物の成長に
より製造されるセラミック複合物である場合には、第二
又は外部金属は、充填材材料又はプレフォーム材料との
混合により与えられ得るし、又はその一つ又はそれ以上
の表面への層として着装され得る０例えば、もし所望の
複合物製品がグリーン物体のなかへ予め形成されていて
よい炭化シリコンの床のなかへアルミニウム前駆物質金
属の気層酸化により製造されたアルミナセラミックマト
リックスを含んでいるならば、チタン、鉄、鉛、ニッケ
ル、銅、クロム又はシリコンのような第二金属の粉末又
は粒子が炭化シリコン充填材材料と混合され得る０例え
ば、セラミック複合物物体の金属成分の高温での使用時
の特性を改善するため、成る量のシリコンをセラミック
物体のなかへ組み入れることは望ましい。従って、上記
のように制限又は支配され得る成る量のシリコン金属が
炭化シリコン充填材材料と混合される、形成されたアル
ミナ酸化反応生成物が炭化シリコン粒子を埋め、また溶
融アルミニウム金属がそれを通じて輸送されるにつれて
、溶融アルミニウム金属が混合されたシリコン金属と接
触する。成る量のシリコン金運がこうして溶融金属の継
続されるフラックスのなかへ、従ってまた形成している
セラミック複合物物体のなかへ導入される０本実施例で
は、溶融金属のフラックスのなかへ導入されないが、酸
化反応生成物により浸透されている充填剤の塊又はプレ
フォームのその部分に含まれている第二金属の部分は第
二金属の隔離された含有物として含んでいる物体のなか
に存在し得る、第二又は外部金属は充填剤の塊又は形作
られたプレフォームの唯一つ又はそれ以上の表面に着装
されてもよい、この複合物の例に対しては、シリコン粒
子又は粉末が炭化シリコン粒子の表面又はその粒子を含
んでいるプレフォームの上に層として着装されてよい、
溶融アルミニウム前駆物質金属のフラックスがこの表面
と接触するにつれて、成る量のシリコン金属がフラック
スのなかへ導入されて、回収されるセラミック製品のな
かの金属成分の一部分となる１本実施例に従って充填剤
の塊又はプレフォームの一つ又はそれ以上の表面に第二
金属を着装することによって、金属成分の露出された部
分が、形成されたセラミック複合物物体の他の部分にく
らべて第二又は外部金属に富んでいる捏合物物体が得ら
れる。

第二又は外部金属が外部から前駆物質金属に与えられる
本発明の実施例では、第二又は外部金属は、溶融金属と
反応し、且つ（又は）上記のように溶融金属のフラック
スのなかへ導入されるべき第二又は外部金属を自由にす
るべくプロセス条件のもとに解離する混合物又は化合物
の形態で与えられ得る。このような化合物は、第二金属
を自由にするべく前駆物質金属により還元可能であり又
はそれと反応する金属酸化物であってよい。例えば、も
しセラミック複合物物体がアルミナセラミックマトリッ
クスを含んでおり、アルミニウム前駆物質金属の酸化に
より製造され、アルミナ充填剤材料の粒子を埋めること
が望ましいならば、シリコン、ニッケル、鉄又はクロム
のような所望の第二金属の酸化物がアルミナ床材料と混
合され、又はアルミニウム前駆物質金属の頂の上に層と
して着装され得る０例えば、もしクロムが第二金属とし
て望ましいならば、クロム金属が、クロム酸化物を床材
料と混合することにより溶融金属のフラックスのなかへ
導入され得る。溶融アルミニウムのフラックスがクロム
酸化物と接触する時、溶融アルミニウムはクロム酸化物
を還元して、クロム金属を自由にする。成る量の自由に
されたクロム金属が次いで上記のように溶融アルミニウ
ムのフラックスのなかへ導入され、また、溶融アルミニ
ウム前駆物質金属が気相酸化体と接触し続けるにつれて
形成される酸化反応生成物を通じて且つ（又は）そのな
かへ輸送される。

本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された特許出願明細
書に説明されているように、前駆物質金属と結び付けて
使用されるドーパント材料は、特に前駆物質金属として
アル（ニウムを使用する系に於いて、酸化反応プロセス
に有利にＷ／　Ｑする。

追加的に、本発明の実施にあたり、特定の場合には、ド
ーパント材料が、そのドーピング特性に追加して、セラ
ミック製品の金属成分のなかへ組み入れることが望まし
い第二又は外部金属又はその源を与えるべく選定され得
る０例えば、シリコンは有用なドーパント材料であり、
セラミック物体の金属成分に特定の系に於ける改善され
た高温性能のような望ましい特性を与え得る。従って、
シリコンが元素形態で又は二酸化シリコンとして、本発
明に従って、ドーパント材料として作用し且つ第二金属
の源を供給する二重の目的で使用され得る。しかし、い
くつかの場合には、必要なドーピング特性を有し且つ所
望の第二又は外部金属の源を供給する適当なドーパント
材料が利用可能でない、従って、ドーパント材料が第二
又は外部金属と結び付けて使用される必要がある。しか
し、第二金属と結び付けてドーパント材料を使用する時
には、各々の存在が他方の機能及び（又は）性能に影響
し得ることに留意しなければならない。

こうして、前駆物質金属及び第二金属を含んでいる一つ
又はそれ以上の金属相を生成させることが望ましく且つ
追加的に別のドーパント材料が使用される本発明の実施
例では、所望の相を生成させるのに必要な前駆物質金属
及び第二金属のそれぞれの濃度は、前駆物質金属及び第
二金属を含んでいる二元系のなかにその相を生成させる
のに必要な濃度とは異なり得る。従って、セラミック物
体の金属成分のなかに一つ又はそれ以上の金属相を生成
させることが望ましい系を設計する時、特定の場合に存
在する全ての金属の影響を考慮に入れるように注意が払
われなければならない、親金属と組み合わせて使用され
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み入れられてよい。

また、（１）、（２）又は（３）の方法の二つ又はそれ
以上の任意の組み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がら与えられるドーパント
と組み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本願の譲受人と同一の譲受人に譲
渡された特許出願明細書に記載されているような任意の
適当な仕方で行われ得る。

特定の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、
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
ントの特定の組み合わせ、親金属と合金化されたドーパ
ントと組み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、プロセス条件及び、
前記のように、存在する第二金属のアイデンティティ及
び濃度を含んでいる。

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
視金属に対して有用なドーパントは、例えば、互いに組
み合わせて又は下記のような他のドーパントと組み合わ
せて、マグネシウム金屈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重量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。これらのドーパント材料又はその
適当な源（例えばＭｇＯ１ＺｎＯ又はｓｉ。

２）は親金属の外部に使用され得る。こうして、アルミ
ナセラミック構造が、酸化されるべき親金属の１ｇあた
りＯ，ＯＯ０Ｂ　ｇよりも多く且つＭｇＯが着装される
親金属表面のｌ　ｃｍ２あたり０．００３ｇよりも多い
量のＭｇＯを表面ドーパントとして使用することによっ
て、酸化体として空気を使用して親金属としてのアルミ
ニウムーシリコン合金に対して達成可能である。しかし
、必要とされるドーパントの濃度は、前記のように、第
二又は外部金属のアイデンティティ、存在及び濃度に関
係し得る。

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
、ゲルマニウム、スズ、鉛、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み合わ
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み合わせて使用される時、有用なド
ーパントである０本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡さ
れた特許出願明細書に記載されているようなドーパント
材料の全てが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生成物の成長を助長するのに有効で
ある。

本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された米国特許出願
第８６１．０２４号明細書に開示されているように、バ
リヤー手段がそれを越える酸化反応生成物の成長を禁止
するのに使用され得る。適当なバリヤー手段は、本発明
のプロセス条件のもとに成る程度の不変性を保ち、揮発
性でなく、また好ましくは気相酸化体に対して透過性で
あり、他方に於いて酸化反応生成物の成長の継続を局所
的に禁止、妨害、停止又は阻止し得る任意の材料、化合
物、元素、複合物などであってよい、適当なバリヤーは
、典型的に、好ましくはプレフォームとして予め形作ら
れた充填剤床の表面にスラリー又はペーストとして施さ
れ得る硫酸カルシウム（バリーのプラスター）、ケイ酸
カルシウム及びボートランドセメント及びそれらの組み
合わせを含んでいる。これらのバリヤー手段は、バリヤ
ー手段の多孔性及び透過性を増すため、加熱時に消去さ
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
材料を含んでいてよい、さらに、バリヤー手段は、さも
なければプロセスの間に生起し得る収縮又はひび割れを
減する適当な耐熱性粒子を含んでいてよい、充填剤のそ
れと実質的に同一の熱膨張係数を有するこのような粒子
は特に望ましい。

例えば、もしプレフォームがアルミニウムを含んでおり
、また結果として得られるセラミックがアルミナを含ん
でいるならば、バリヤーは、望ましくは約２０〜１００
０のメツシュ寸法のアルミナ粒子を混合され得る。他の
適当なバリヤーは、気相酸化体が床を透過して溶融前駆
物質金属と接触するのを許すべく少なくとも一端で開い
ている耐熱性セラミックス又は金属シースを含んでいる
。

特定の場合には、バリヤー手段により第二金属の源を供
給することが可能であり得る０例えば、特定の等級のス
テンレス鋼組成は、酸素含有雰囲気中で高温のような特
定の酸化プロセス条件のもとに反応する時、ステンレス
鋼の組成に関係して酸化鉄、酸化ニッケル又は酸化クロ
ムのような酸化物を形成する。こうして、い（つかの場
合には、ステンレス鋼シースのようなバリヤー手段が第
二又は外部金属の適当な源を供給し、溶融金属のフラッ
クスとの接触時にそのなかへ鉄、ニッケル又はクロムの
ような第二金属の導入を行い得る。

本発明に従って、アルミナセラミック物体が、金属成分
が銅−アルミニウム金属間化合物を含むように製造され
た。こうして、銅がプロセス前の合金として前駆物質金
属物体に追加して第二金属として与えられた。

重量百分率で１０％の銅、３％のマグネシウム（ドーパ
ントとして）及び残余のアルミニウムを含んでいるアル
ミニウム合金の２ＸＩＸＬ／２インチ（５，０８Ｘ２．
５４　Ｘ　１．２７　ｃｍ）の棒が、耐熱性容器のなか
に入れられたアルミナ粒子（Ｎｏｒｔｏｎ　Ｃｏ、から
のＥ１アランダム、９０メツシユ）の床のなかに、棒の
２ｙ１インチ（５，０８Ｘ２．５４ｃｍ）の面が大気に
露出され且つ床と実質的に同一面となるように置かれた
。二酸化シリコンのドーパント材料の薄い層が棒の露出
された表面にわたって均等に分散さ氷た。このセットア
ップが炉のなかに置かれ、５時間にわたり１４００“Ｃ
に加熱された。炉は４８時間にわたり１４００°Ｃに保
たれ、また次いで５時間にわたり周囲温度に冷却された
。セットアツプが炉から取り出され、またセラミック物
体が回収された。

セラミック構造は金属組織学的及び金相学的分析のため
に断面切開された。セラミックの金属成分のＸ線回折分
析により、構造の頂に向かワて存在Ｔ　７ｙ　Ｃｕ　９
　Ａ　ｌ　４８１１−アルミニウム金属間化合物とセラ
ミックの初期成長に向かうＣｕ　ｇ　Ａ　ｉ　２銅−ア
ルミニウム金属間化合物及び非酸化アルミニウムとが示
された。

■１ ニッケルを富化されたアルミニウム主体の金属成分を有
するセラミック複合物材料が、このような材料が機械的
特性を高めるかどうかを知るために調製された。これら
の材料の調製に続く手順は、金属ニッケル粉末を含有す
る酸化アルミニウム粒子のプレフォームを作るべく沈降
鋳造の使用を含んでいる。これらのプレフォームは続い
て、ニッケル中に富化された金属成分を形成するべくニ
ッケル粉末と相互作用した酸化アルミニウムセラミック
マトリックスにより浸透された。

−層詳細には、重量百分率で１０％もしくは３０％のニ
ッケル全屈粉末が７０％の２２０メツシュ寸法の粒子及
び３０％の２２０メツシュ寸法の粒子から成る酸化アル
ミニウム粉末の混合物（Ｎ。

ｒｔｏｎ　３８７ランダム）に追加された。結果として
得られた酸化物及び金属粒子のブレンドは、重量百分率
で２％のアクリルラテックス結合剤（Ｅｌｍｅｒのウッ
ドグリユー）を含んでいる水のなかにスラリー化された
。粉末対水（プラス結合剤）の比は重量比で２．５：１
であった。プレフォームは、スラリーを２インチ（５，
０８ｃｍ）Ｘ２インチ（５，０８ｃｍ）平方のモールド
のなかへ注ぎ、固体粒子が約１／２インチ（１，２７ｃ
ｍ）の厚みの層として沈降するのを許すことによりＫＩ
Ｉ［された。

鋳造プロセス中の過剰水は流され、また表面から吸い取
られた。

各プレフォームが、酸化反応を促進するドーパントとし
て界面の上に置かれたシリコン粉末の薄い層を有する２
ｙ２インチ（５，０８Ｘ５，０８ｃｍ）の共通表面に沿
ってアルミニウム合金３８０．１の２Ｘ２Ｘ１／２イン
チ（５，０８Ｘ５．０８Ｘ１．２７ｃｍ）の棒により組
み立てられた。これらの実験に使用された３　８０．１
合金ロフトは、Ｍｇ濃度が重量百分率で０．１７％ない
し０．１８％であることが見出されたことを例外として
、この合金の公称仕様の組成（すなわち７，５〜９．５
％のＳｔ、３゜０〜４．０％のＣｕ、２．９％のＺｎ、
６．０％のＦｓ、０．５％のＮｉ及び０．１％のＭｇ）
になるように化学分析により形成された。より高いＭｇ
レベルはドーパント又は酸化反応の促進剤としてのＭｇ
の確立された役割の観点で重要であると信ぜられる。

金属／プレフォーム組立体が個々に不活性耐熱性ボート
のなかに置かれ、また全ての側を珪灰石粒子の層により
囲まれた。各々は、プレフォームのなかに含まれている
体積に酸化反応を郭定するべくバリヤー材料としての役
割をした。薄い含量を有する耐熱性ボートが炉のなかに
置かれ、また８０時間にわたり１０００°Ｃに於いて空
気中で加熱された。

炉から取り出した時に、酸化アルミニウムセラミックマ
トリックスが溶融アルミニウム合金の表面から成長して
おり、またプレフォームを浸透していることが見出され
た。これらの材料の断面の金属組織学的検査により、（
ｗＬ全金兄らの）アルミニウム、＜′ＭＬ金屈金属ドー
パント層からの）シリコン及び（プレフォームに追加さ
れたニッケル粉末からの）ニッケルから成る金属成分と
親金属の他の少量の成分とを含んでいる酸化アルミニウ
ムマトリックスにより一緒に結合された充填剤材料（３
８アランダム）の粒子が示された。

これらのセラミック複合物材料から調製された試料で機
械的性質の測定が行われた。最も注目すべきことは、標
準シェブロンノツチ検査により測定された、ニッケルを
含有する材料の靭性の増大であった。こうして、１０％
のニッケルを有するプレフォームから調−製された材料
の平均靭性値は８．５ＭＰａ−ｍ’／”であり、また３
　０　％（７）−ッ’ｒルを有するプレフォームから形
成された材料の平均靭性値は１１．３ＭＰ　ａ　−ｍ’
／２テあ、た、！Ｒ似の材料での以前の経験から、ニッ
ケルが追加されていない場合には同一の単位で４〜７の
範囲の平均靭性値しか期待されない。

特許出願人　　ランキサイド・テクノロジー・カンノ々
ニー・エル」ピー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）前駆物質金属及び気相酸化体を含んでいる
   セットアップのなかの溶融前駆物質金属の酸化時に形成
   された多結晶性酸化反応生成物と、（ｂ）前記前駆物質
   金属の非酸化成分と前記セットアップに固有の源から導
   き出された第二金属とを含んでおり前記多結晶性酸化反
   応生成物の生成の間に元の位置に形成された金属成分と
   、オプションとして（ｃ）充填剤とを含んでおり、それ
   によって前記第二金属の存在により変性された一つ又は
   それ以上の性質を有することを特徴とする自己支持セラ
   ミック物体。
2. （２）前駆物質金属の酸化により自己支持セラミックス
   物体を製造するための方法であって、（ａ）溶融前駆物
   質金属の物体を形成するべく気相酸化体の存在中に前記
   前駆物質金属を加熱し、また溶融金属の前記物体及び前
   記酸化体と接触しており且つそれらの間に延びている酸
   化反応生成物を形成するべく適当な温度で前記溶融前駆
   物質金属を前記酸化体と反応させる過程と、（ｂ）前記
   温度で、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ように前記
   酸化体に向けて前記酸化反応生成物を通じて前記溶融前
   駆物質金属を含んでいる溶融フラックスを誘導する過程
   と、（ｃ）前記酸化反応生成物及び金属成分を含んでい
   る前記セラミックス物体を形成するのに十分な時間にわ
   たり前記反応を継続する過程とを含んでいる方法に於い
   て、 Ａ）前記溶融フラックスのなかへ第二金属を組み入れ、
   また過程ｃ）中のような前記酸化 反応を継続する過程と、 Ｂ）前記セラミックス物体の一つ又はそれ以上の性質が
   前記第二金属の存在及び性質によ り少なくとも部分的に影響されるように十 分な量の前記第二金属を含んでいる前記金 属成分を有しており、さらにスピネルを有 しておらず、又はスピネルを本質的に全て 前記酸化反応生成物の初期表面に有してい る前記セラミックス物体を回収する過程と を含んでいることを特徴とする自己支持セラミックス物
   体の製造方法。
3. （３）前駆物質金属の酸化により自己支持セラミックス
   物体を製造するための方法であって、（ａ）溶融前駆物
   質金属の物体を形成するべく気相酸化体の存在中に前記
   前駆物質金属を加熱し、また溶融金属の前記物体及び前
   記酸化体と接触しており且つそれらの間に延びている酸
   化反応生成物を形成するべく適当な温度で前記溶融前駆
   物質金属を前記酸化体と反応させる過程と、（ｂ）前記
   温度で、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ように前記
   酸化体に向けて前記酸化反応生成物を通じて前記溶融前
   駆物質金属を含んでいる溶融フラックスを誘導する過程
   と、（ｃ）前記酸化反応生成物及び金属成分を含んでい
   る前記セラミックス物体を形成するのに十分な時間にわ
   たり前記反応を継続する過程とを含んでいる方法に於い
   て、 Ａ）前記溶融フラックスのなかへ第二金属を組み入れる
   過程と、 Ｂ）前記第二金属及び前記前駆物質を含んでいる一つ又
   はそれ以上の金属相を生成又は富 化させるべく前記第二金属に対して相対的 に前記フラックス中の前記前駆物質金属を 枯渇させるのに十分な時間にわたり前記前 駆物質金属の前記酸化反応を継続する過程 と、 Ｃ）前記金属相を含んでいる金属成分を有しており、さ
   らにスピネルを有しておらず、又 はスピネルを本質的に全て前記酸化反応生 成物の初期表面に有している前記セラミッ クス物体を回収する過程と を含んでいることを特徴とする自己支持セラミックス物
   体の製造方法。