本發(fā)明涉及陶瓷基體復(fù)合材料及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、與高分子系復(fù)合材料等其他復(fù)合材料相比，強度、特別是高溫強度高，因此包含陶瓷連續(xù)纖維和陶瓷基體的陶瓷復(fù)合材料(以下，也稱為“cmc”)作為高溫結(jié)構(gòu)材料而受到關(guān)注。另一方面，當(dāng)cmc暴露于高溫氣氛下(以下，也稱為“高溫暴露”)時，因經(jīng)時劣化而產(chǎn)生強度降低。為了抑制經(jīng)時劣化、即改善高溫暴露后的強度，報道了各種研究。

2、例如，報告了通過將陶瓷基體與表面被改性的陶瓷連續(xù)纖維復(fù)合化，cmc的高溫暴露后的強度得到改善(專利文獻(xiàn)1)。另外，進(jìn)行了以下研究：通過在陶瓷基體與陶瓷連續(xù)纖維的間隙設(shè)置改性氧化鋁部來提高陶瓷基體的密度、改善強度(專利文獻(xiàn)2)。進(jìn)一步地，在非專利文獻(xiàn)1中，研究了將添加有二氧化硅的氧化鋁作為陶瓷基體，使其與包含氧化鋁和莫來石的連續(xù)纖維復(fù)合化而成的cmc對熱處理的行為。

3、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

4、專利文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)1：國際公開2022/071218號

6、專利文獻(xiàn)2：國際公開2021/193817號

7、非專利文獻(xiàn)

8、非專利文獻(xiàn)1：j.euro.ceram.soc.,24(2004)565-578

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的技術(shù)問題

2、專利文獻(xiàn)1通過陶瓷連續(xù)纖維的改良來改善cmc的高溫暴露后的強度，沒有進(jìn)行陶瓷基體的研究。另外，專利文獻(xiàn)2和非專利文獻(xiàn)1中公開的cmc，高溫暴露后的強度降低的抑制效果小，特別是長時間的高溫暴露后的強度顯著降低。

3、本發(fā)明的目的在于，提供陶瓷基體復(fù)合材料及其制造方法中的至少任一種，所述陶瓷基體復(fù)合材料通過具備新型的陶瓷基體，高溫暴露后的強度降低得到抑制。

4、用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

5、本發(fā)明人等著眼于構(gòu)成陶瓷基體的成分。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，陶瓷基體包含多種成分，且包含特定的復(fù)合氧化物，由此能夠顯著抑制由高溫暴露導(dǎo)致的cmc的強度的劣化。

6、即，本發(fā)明如權(quán)利要求書的記載所示，另外，本發(fā)明的主旨如以下所示。

7、[1]一種陶瓷基體復(fù)合材料，其具備陶瓷基體和陶瓷連續(xù)纖維，所述陶瓷基體含有鋁的復(fù)合氧化物以及與該復(fù)合氧化物組成不同的氧化物。

8、[2]根據(jù)上述[1]所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述復(fù)合氧化物為選自尖晶石、莫來石和yag中的1種以上。

9、[3]根據(jù)上述[1]或[2]所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述氧化物包含氧化鋁。

10、[4]根據(jù)上述[1]至[3]中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述復(fù)合氧化物相對于所述陶瓷基體的含量為0.5質(zhì)量％以上且80質(zhì)量％以下。

11、[5]根據(jù)上述[1]至[4]中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述陶瓷連續(xù)纖維為選自氧化鋁連續(xù)纖維、莫來石連續(xù)纖維、以及氧化鋁和莫來石混合連續(xù)纖維中的1種以上。

12、[6]根據(jù)上述[1]至[5]中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述陶瓷基體復(fù)合材料的纖維體積率為30體積％以上且60體積％以下。

13、[7]根據(jù)上述[1]至[6]中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述陶瓷基體復(fù)合材料的實測密度為2.0g/cm3以上且3.2g/cm3以下。

14、[8]上述[1]至[7]中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料的制造方法，其具有：將包含鋁的復(fù)合氧化物源以及與該復(fù)合氧化物源組成不同的氧化物源的漿料、陶瓷連續(xù)纖維混合而得到混合物的工序；將該混合物固化而得到成型體的工序；以及將該成型體燒成的工序。

15、[9]根據(jù)上述[8]所述的制造方法，其中，所述復(fù)合氧化物源的平均粒徑相對于所述氧化物源的平均粒徑的比例為0.01以上且1.2以下。

16、[10]根據(jù)上述[8]或[9]所述的制造方法，其中，所述復(fù)合氧化物源為選自尖晶石、莫來石和yag中的1種以上。

17、[11]一種構(gòu)件，其包含上述[1]至[7]中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料。

18、發(fā)明效果

19、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供陶瓷基體復(fù)合材料及其制造方法中的至少任一種，所述陶瓷基體復(fù)合材料通過具備新型的陶瓷基體，高溫暴露后的強度降低得到抑制。

技術(shù)特征：

1.一種陶瓷基體復(fù)合材料，其特征在于，具備陶瓷基體和陶瓷連續(xù)纖維，所述陶瓷基體含有鋁的復(fù)合氧化物以及與該復(fù)合氧化物組成不同的氧化物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述復(fù)合氧化物為選自尖晶石、莫來石和yag中的1種以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述氧化物包含氧化鋁。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述復(fù)合氧化物相對于所述陶瓷基體的含量為0.5質(zhì)量％以上且80質(zhì)量％以下。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述陶瓷連續(xù)纖維為選自氧化鋁連續(xù)纖維、莫來石連續(xù)纖維、以及氧化鋁和莫來石混合連續(xù)纖維中的1種以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述陶瓷基體復(fù)合材料的纖維體積率為30體積％以上且60體積％以下。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料，其中，所述陶瓷基體復(fù)合材料的實測密度為2.0g/cm3以上且3.2g/cm3以下。

8.權(quán)利要求1至7中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，具有以下工序：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，所述復(fù)合氧化物源的平均粒徑相對于所述氧化物源的平均粒徑的比例為0.01以上且1.2以下。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制造方法，其中，所述復(fù)合氧化物源為選自尖晶石、莫來石和yag中的1種以上。

11.一種構(gòu)件，其特征在于，包含權(quán)利要求1至7中任一項所述的陶瓷基體復(fù)合材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供陶瓷基體復(fù)合材料及其制造方法中的至少1種，所述陶瓷基體復(fù)合材料通過具備新型的陶瓷基體，高溫暴露后的強度降低得到抑制。一種陶瓷基體復(fù)合材料，其具備陶瓷基體和陶瓷連續(xù)纖維,所述陶瓷基體含有鋁的復(fù)合氧化物以及與該復(fù)合氧化物組成不同的氧化物。

技術(shù)研發(fā)人員：平高遙,繩田祐志,太田郁也,山下勛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東曹株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4