(57)【要約】  炭化珪素を主成分とする複数の第１相２と、第１相２とは異なる組成でかつ少なくとも硼素、珪素および炭素を含有する複数の第２相３とを有してなるセラミックス体を備えており、第２相のうち一部が全体として第１相内に存在し、第２相のうち残りの少なくとも一部が複数の前記第１相間に存在している防護用部材である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素を主成分とする複数の第１相と、該第１相とは異なる組成でかつ少なくとも硼素、珪素および炭素を含有する複数の第２相とを有してなるセラミックス体を備えていることを特徴とする防護用部材。
【請求項２】
前記複数の第２相のうち一部が全体として前記第１相内に存在していることを特徴とする請求項１に記載の防護用部材。
【請求項３】
前記複数の第２相のうち残りの少なくとも一部が複数の前記第１相間に存在していることを特徴とする請求項２に記載の防護用部材。
【請求項４】
前記第２相のアスペクト比が０．４以上２．５以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の防護用部材。
【請求項５】
前記セラミックス体は硼素を０．１質量％以上０．５質量％以下含有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の防護用部材。
【請求項６】
前記セラミックス体は相対密度が９５％以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の防護用部材。
【請求項７】
前記セラミックス体は下記式（１），（２）で規定される熱衝撃抵抗係数Ｒ’が３２０００Ｗ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の防護用部材。
Ｒ＝Ｓ・（１−ν）／（Ｅ・α）  ・・・（１）
但し  Ｒ：熱衝撃抵抗係数
Ｓ：３点曲げ強度（Ｐａ）
ν：ポアソン比
Ｅ：ヤング率（Ｐａ）
α：４０〜４００℃における熱膨張係数（／Ｋ）
Ｒ’＝Ｒ・ｋ  ・・・（２）
但し  ｋ：熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
【請求項８】
受衝面が凸状曲面であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の防護用部材。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の防護用部材の１以上を基体上に設けたことを特徴とする防護体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で高い耐熱衝撃性を有する防護用部材およびこれを用いた防護体に関する。特に、銃弾および砲弾等の飛翔体、または鋭利な刃物の貫通を抑制して、人体，車両，船舶，航空機等を保護するための防護用部材、およびこれを用いた防弾チョッキ，防刃チョッキ，防刃盾，防弾機能付きカバン，防弾ヘルメット等の防護具ならびに防弾板等の防護体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、性能が優れた防護用部材の需要が高まっており、特に軽量化が要求されるとともに、銃弾および砲弾等から受ける大きな衝撃圧縮に耐える防護用部材が要求されている。【０００３】
例えば、特許文献１では、ヘルメットの前頭部と後頭部に相当する位置において、セラミックスを主たる素材とした耐衝撃補強体を、ヘルメット外部を覆うカバー内に内包させたヘルメット用耐弾付加器が提案されており、セラミックスの主成分が炭化珪素、炭化硼素、窒化珪素およびアルミナの中から選ばれる一種以上で構成されることとしている。【０００４】
また、特許文献２では、平面形状が多角形のセラミックタイルであって、タイルの多角形の頂点部分の厚みがタイルの中央部分の厚みより厚いセラミックスタイルが提案されている。そして、このセラミックタイルが、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、ジルコニアまたはボロンカーバイドであり、防弾板用、防弾チョッキ用または防刃チョッキ用であることとしている。
【特許文献１】特開２００２−２９４５１２号公報
【特許文献２】特開２００２―３２６８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現在、高い熱伝導性を有し、耐熱衝撃性がより優れた防護用部材およびこれを用いた防護体が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の防護用部材は、炭化珪素を主成分とする複数の第１相と、該第１相とは異なる組成でかつ少なくとも硼素、珪素および炭素を含有する複数の第２相とを有してなるセラミックス体を備えていることを特徴とする。【０００７】
また、本発明の防護体は、上記防護用部材の１以上を基体上に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の防護用部材によれば、特に第１相の存在により熱伝導性が高くなるため、衝撃により発生した局部的な温度上昇が抑制される。その結果、硬度および弾性率の低下を小さく抑えることができ、飛翔体に対する防護性能はほとんど損なわれない。また、特に第２相の存在により耐熱衝撃性が向上する。このことにより、衝撃で発生した局部の急激な温度変化に耐え、微細なクラックが発生しにくくなり、飛翔体に対する防護性能を向上させることができる。さらに、これらの効果は、密度を向上させることにより顕著となり、これにより閉気孔が少なくなり、熱伝導性はさらに高くなるため、局部的な温度上昇はさらに抑制される。【０００９】
本発明の防護体によれば、上述したように防護性能の高いセラミックス体の複数を基体上に設けたことから、飛翔体の貫通を高い確率で抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る防護用部材の一実施形態を説明する図であり、防護用部材を構成するセラミックス体に用いられる炭化珪素質焼結体の結晶構造を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明に係る防護用部材の他の実施形態を説明する図であり、防護用部材を構成するセラミックス体に用いられる炭化珪素質焼結体の結晶構造を模式的に示す平面図である。
【図３】結晶相のアスペクト比を説明する平面図である。
【図４】本発明に係る防護用部材を構成するセラミックス体の一実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る防護用部材を構成するセラミックス体の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６Ａ】本発明に係る防護体の一実施形態の一部を示す斜視図である。
【図６Ｂ】本発明に係る防護体の一実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について模式的に示した図面を参照しつつ詳細に説明する。【００１２】
本実施形態の防護用部材は、図１および図２に示すように、炭化珪素を主成分とする複数の第１相と、該第１相とは異なる組成でかつ少なくとも硼素、珪素および炭素を含有する複数の第２相とを有してなる炭化珪素質のセラミックス体１を備えていることを特徴とする。ここで、主成分とは、セラミックス体１を構成する成分のうち、７０質量％以上を占める成分をいう。【００１３】
本実施形態の防護用部材は、図１に示すように、セラミックス体１は、第２相３の全体が第１相２内に存在しているとよい。つまり、複数の第２相３のうち一部が全体として第１相２内に存在しているとよい。この場合、所定断面領域（例えば１４μｍ×１６μｍの四角領域）において、「第１相２内に存在している第２相３の総面積／所定断面領域内に存在している第２相３の総面積」の比が５％以上５０％未満であると、第１相２の熱膨張係数と第２相３の熱膨張係数との差に起因して、防護用部材として適度な残留応力が発生する。この残留応力により第１相２間の粒界には、圧縮応力が掛かった状態となり、銃弾および砲弾等の飛翔体の着弾によって防護用部材にはクラックが発生するものの、クラックの先端は比較的容易に粒界で捕捉されたり、分散させられたりするようになるため、その進展を抑制することができるようになる。【００１４】
また、図２に示すように、セラミックス体１は、第２相３は複数の第１相２間に存在していてもよい。つまり、複数の第２相３のうち残りの少なくとも一部が複数の第１相２間に存在しているとよい。この場合、上記所定断面領域において、「複数の第１相２間に存在している第２相３の総面積／所定断面領域内に存在している第２相３の総面積」の比が５０％以上９５％未満であると、「第１相２内に存在している第２相３の総面積／所定断面領域内に存在している第２相３の総面積」の比が５０％未満である場合より、熱伝導の担体であるフォノンは動きやすくなる。このため、炭化珪素結晶の有する高い熱伝導性が十分発揮され、銃弾や砲弾等の飛翔体から加えられる衝撃によって発生する局部的な温度上昇が抑制される。その結果、セラミックス体の硬度、弾性率の低下を小さくすることができ、飛翔体に対する防護性能を高くすることができる。なお、上記において「残りの少なくとも一部」としたのは、第２相３は一部が第１相２と第１相２にまたがって存在する可能性があるからである。【００１５】
第２相３は、少なくとも硼素、珪素および炭素を含有して成るが、例えば、これら各元素が単独で存在したり、珪素と硼素が化合してＳｉＢ４，ＳｉＢ６等の珪化物および炭化珪素として存在したりする。これらの組成物はＸ線回折法で同定することができる。この第２相３が複数の第１相２にまたがって存在する柱状の相あるいは針状の相であると、熱伝導の担体であるフォノンの動きが大きな制約を受ける。一方、本実施形態のように、第２相３が複数の第１相２内に粒状に存在したり、複数の第１相２間に粒状に存在したりすることにより、フォノンの動きがほとんど制約されない。このため、炭化珪素結晶の有する高い熱伝導性が十分発揮され、銃弾や砲弾等の飛翔体から加えられる衝撃によって発生する局部的な温度上昇が抑制される。その結果、セラミックス体の硬度、弾性率の低下を小さくすることができ、飛翔体に対する防護性能を向上させることができる。【００１６】
また、セラミックス体は、図示されているように、隣り合う第２相３間の距離ｄによってもその熱伝導性は影響を受ける。距離ｄが短いとフォノンの動きは制約を受けやすく、距離ｄが長いとフォノンの動きは制約を受けにくくなる。【００１７】
このような観点から、本実施形態のセラミックス体では、隣り合う第２相３間の距離ｄを３μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましく、距離ｄをこの範囲にすることで、フォノンの動きはさらに制約を受けにくくなる。【００１８】
第２相３が第１相２内に存在する状態や第２相３が複数の第１相２間に存在する状態は、セラミックス体の断面を研磨して鏡面（算術平均高さＲａで０．０３μｍ以下）にし、この鏡面を透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡を用い、倍率を５００〜１００００倍にして観察すればよい。あるいは、セラミックス体から厚みが２００μｍ程度の薄い円板状の試料を切り出し、その試料の中心部をディンプルグラインダーで薄くした後、さらにアルゴン（Ａｒ）イオンを用いたイオンミリング法により中心部に孔を開け、その周囲の面を透過型電子顕微鏡を用い、倍率を５００〜１００００倍にして観察してもよい。【００１９】
なお、第２相３は硼素、珪素および炭素以外の不可避不純物であるＮａ，Ｍｇ，Ｆｅ，ＡｌおよびＣａが含まれていても何等差し支えないが、機械的特性を維持するという観点からセラミックス体１００質量％に対し、これら不可避不純物はその合計が１質量％以下であることが好適である。【００２０】
また、セラミックス体の熱伝導性や耐熱衝撃性は、第２相３の形状、即ちアスペクト比の影響を受けやすい。図３に示すように、第２相３のアスペクト比とは短軸ａに対する短軸ａに直交する長軸ｂに対する比率であり、この比率が小さくなるほど、フォノンの動きが制約されにくくなるため、セラミックス体の熱伝導性、耐熱衝撃性とも向上する。ここで、第２相３の外接円の直径を長軸ｂとし、長軸ｂの中点で直交するとともに第２相３の輪郭との交点を結ぶ直線を短軸ａとする。【００２１】
本実施形態のセラミックス体において、第２相３は粒状であり、アスペクト比を０．４以上２．５以下とすることが好適である。これにより、セラミックス体の熱伝導性、耐熱衝撃性ともさらに向上させることができる。【００２２】
なお、第２相３のアスペクト比は、セラミックス体の断面を研磨して鏡面にし、この鏡面を、透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡を用い、倍率５００〜１００００倍の画像より求めることができる。あるいは、セラミックス体から厚みが２００μｍ程度の薄い円板状の試料を切り出し、その試料の中心部をディンプルグラインダーで薄くした後、さらにアルゴン（Ａｒ）イオンを用いたイオンミリング法により中心部に孔を開け、その周囲の面を透過型電子顕微鏡を用い、倍率を５００〜１００００倍にして観察してもよい。【００２３】
また、上述のように第２相３は、少なくとも硼素、珪素および炭素を含有して成るが、第２相中の珪素や炭素は、詳細を後述するように、本実施形態のセラミックス体の製造方法において、炭化珪素粉末に炭化硼素粉末等を添加、混合して得られる原料粉末を成形、焼成して得られるものであるため、セラミックス体中では第２相として存在するものである。特に、本実施形態では第２相に含まれる硼素が重要な作用を成し、セラミックス体の機械的特性や熱伝導性に影響を及ぼす。硼素の含有量が低過ぎると、炭化珪素の結晶粒子を十分結合することができないため、機械的特性と熱伝導性が低下する。一方、硼素の含有量が高過ぎると、アスペクト比の高い第２相が析出する結果、フォノンの動きが制約され、熱伝導性が低下する。本実施形態のセラミックス体では、硼素はその含有量をセラミックス体１００質量％に対し、０．１質量％以上０．５質量％とすることが好適であり、含有量をこの範囲にすることで、高い機械的特性と熱伝導性を兼ね備えたセラミックス体とすることができる。【００２４】
硼素の含有量は、蛍光Ｘ線分析法やＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）発光分析法を用いて測定することができる。【００２５】
また、セラミックス体の熱伝導率は、セラミックス体の熱伝導性および耐熱衝撃性に影響を及ぼし、熱伝導率が高いとセラミックス体の熱伝導性、耐熱衝撃性とも高くなるため、前記飛翔体の衝撃が防護用部材に加えられても、クラックは発生しにくい。【００２６】
このような観点から、本実施形態のセラミックス体は、その熱伝導率が１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好適である。熱伝導率がこの範囲にあると、前記飛翔体の衝撃がセラミックス体に加えられても、クラックは発生しにくい。さらに、熱伝導率が１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好適である。【００２７】
また、セラミックス体の相対密度は、セラミックス体の機械的特性と熱伝導性に影響を及ぼし、相対密度が高いと、セラミックス体の機械的特性と熱伝導性は高い。【００２８】
このような観点から、本実施形態のセラミックス体は、その相対密度が９５％以上であることが好適で、相対密度がこの範囲にあると、セラミックス体中の閉気孔が少なくなり、熱伝導性はさらに高くなるため、局部的な温度上昇はさらに抑制される。【００２９】
その結果、セラミックス体の硬度および弾性率の低下が小さくなり、飛翔体に対する貫通抵抗が向上し、また微細なクラックの発生が減少するので飛翔体に対する防護性能を向上させることができる。【００３０】
さらに、相対密度は９８％以上であることがより好適である。相対密度については、理論密度とＪＩＳ  Ｒ  １６３４−１９９８に準拠して求められる見掛密度から次式で計算され、セラミックス体は、炭化珪素質焼結体であるので、理論密度を３．２１ｇ／cm3として計算すればよい。【００３１】
相対密度（％）＝見掛密度（ｇ／ｃｍ３）／理論密度（ｇ／ｃｍ３）×１００
また、下記式（１），（２）で規定される熱衝撃抵抗係数Ｒ’は、飛翔体に対するセラミックス体の貫通抵抗に影響を及ぼし、熱衝撃抵抗係数Ｒ’が高いと、セラミックス体の貫通抵抗は高い。ここで、熱衝撃抵抗係数Ｒは、加熱後、急冷した場合の耐熱衝撃性の指標となる係数であり、熱衝撃抵抗係数Ｒ’は、加熱後、徐冷した場合の耐熱衝撃性の指標となる係数である。【００３２】
Ｒ＝Ｓ・（１−ν）／（Ｅ・α）  ・・・（１）
但し  Ｓ：３点曲げ強度（Ｐａ）
ν：ポアソン比
Ｅ：ヤング率（Ｐａ）
α：４０〜４００℃における熱膨張係数（／Ｋ）
Ｒ’＝Ｒ・ｋ  ・・・（２）
但し  ｋ：熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
本実施形態のセラミックス体は、式（１），（２）で規定される熱衝撃抵抗係数Ｒ’が３２０００Ｗ／ｍ以上であることが好適である。熱衝撃抵抗係数Ｒ’がこの範囲にあると、耐熱衝撃性が高いため、飛翔体からの衝撃がセラミックス体に加えられても、熱衝撃に起因する微細なクラックの発生は減少する。このため、飛翔体に対する貫通抵抗を高くすることができる。【００３３】
なお、３点曲げ強度（Ｓ）はＪＩＳ  Ｒ  １６０１−１９９５、ポアソン比（ν）およびヤング率（Ｅ）は、ＪＩＳ  Ｒ  １６０２−１９９５、４０〜４００℃における熱膨張係数（α）はＪＩＳ  Ｒ  １６１８−２００２、熱伝導率（ｋ）はＪＩＳ  Ｒ  １６１１−１９９７に準拠して測定すればよい。セラミックス体が小さく、各ＪＩＳ規格で定める試験片の寸法を切り出せない場合、可能な範囲で切り出せる試験片を作製して、前記各物性値を測定してもよい。なお、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１−１９９５に準拠した曲げ試験片は、曲げ試験前に９００〜１４００℃の大気中で酸化処理を施して、研削傷の影響を緩和してもよい。【００３４】
また、本実施形態のセラミックス体は、その防護性能は受衝面の形状によって影響を受ける。【００３５】
本実施形態のセラミックス体は、図４に示すように、受衝面５が凸状曲面であることが好適であり、このような凸状曲面は、飛翔体の飛翔方向とセラミックス体１の表面の法線とが一致する確率を大幅に減少させることができる。その結果、飛翔体はセラミックス体１の受衝面５を滑るようにしながら着弾するので、飛翔体が有する破壊エネルギーは吸収または散逸され、防護性能を高くすることができる。【００３６】
セラミックス体１の形状は、例えば円柱体としたり、図４に示すように、上面が外方に向かって凸状の曲面に形成された球冠状体としたりする。あるいは図５に示すように、円柱状体の上面および下面のそれぞれが外方に向かって凸状の曲面に形成されていてもよい。これらセラミックス体１のサイズは例えば外径１２〜１４ｍｍ、高さ１０〜１４ｍｍとする。【００３７】
このように、上面および下面とこれらの周縁部に沿った側周面とによって囲まれる形状において、上面および下面のうち少なくとも一方が外部に向かって凸状の曲面を有するセラミックス体１は、防護用として好適に用いることができる。上面および下面のうち一方のみが外部に向かって凸状の曲面を有するセラミックス体１の場合、凸状の曲面を有する側の面を受衝面とするとよい。【００３８】
本実施形態のセラミックス体は、上述したように防護性能が高いことから、セラミックス体の複数を適当な基体上に固定することにより、防弾チョッキ，防刃チョッキ，防刃盾，防弾機能付きカバン，防弾ヘルメット等の防護具および防弾板等の防護体に用いても好適である。【００３９】
次に、本実施形態のセラミックス体の製造方法を説明する。【００４０】
先ず、炭化珪素粉末に水，分散剤，炭化硼素粉末およびフェノール樹脂等の焼結助剤を加え、ボールミルで混合，粉砕してスラリー化し、このスラリーにバインダーを添加，混合した後、噴霧乾燥して炭化珪素を主成分とする顆粒を準備する。【００４１】
セラミックス体に対する硼素の含有量は、添加する炭化硼素粉末の影響を受け、セラミックス体１００質量％に対し、硼素の含有量を０．１質量％以上０．５質量％以下とするには、炭化硼素粉末の含有量を炭化珪素粉末に対して、０．１２質量％以上０．６４質量％以下とすればよい。【００４２】
得られた顆粒を所定の成形型に充填し、加圧して得られた成形体は必要に応じて、窒素雰囲気中、１０〜４０時間で昇温し、４５０〜６５０℃で２〜１０時間保持後、自然冷却して脱脂すればよい。そして、得られた脱脂体を、たとえば、不活性ガスの雰囲気下、温度１８００〜２２００℃で、１〜１０時間保持し焼成することでセラミックス体とすることができる。さらに、温度１８００〜２２００℃で加圧力を２０〜５０ＭＰａとして、ホットプレスをしてもよい。特に、第２相３のアスペクト比は、焼成温度の影響を受けやすく、焼成温度を高くすると、その値が大きくなり、焼成温度を低くすると、その値が小さくなる。第２相３のアスペクト比を０．４以上２．５以下とするには、焼成温度を１８００〜２１００℃とすればよい。【００４３】
また、セラミックス体の熱伝導率を１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とするには、上記脱脂体を不活性ガスの雰囲気下、温度１９００〜２２００℃で、１〜１０時間保持すればよい。【００４４】
また、セラミックス体の相対密度を９５％以上とするには、上記脱脂体を不活性ガスの雰囲気下、温度２０００〜２２００℃で、１〜１０時間保持すればよい。【００４５】
また、隣り合う第２相３間の距離ｄは、焼成時間の影響を受けやすく、焼成時間を長くすると、その値が大きくなり、焼成時間を短くすると、その値が小さくなる。隣り合う第２相３間の距離ｄを３μｍ以上とするには、焼成時間を４．５〜５時間とすればよい。【００４６】
なお、不活性ガスについては特に限定されるものではないが、入手や取り扱いが容易であることから、アルゴン（Ａｒ）を用いることが好適である。【００４７】
上述のような製造方法によれば、熱伝導性や耐熱衝撃性に優れ、防護性能も高いセラミックス体を得ることができる。【００４８】
次に、防護体の実施形態について説明する。図６Ａ，Ｂに示すように、上述したセラミックス体１の複数を、例えば基体２０を構成する例えばアルミニウム、鋼鉄、チタン等からなるバックプレート１１の表面に、ウレタン系接着剤からなる樹脂等の接着部材１２を介して配置して防護体とすることができる。【００４９】
このように、セラミックス体１を外方に向かって凸状の曲面に飛翔体を衝突させることができることから、飛翔体の飛来方向とセラミックス体１の表面の法線との接触角が９０°になる確率が大幅に減少することとなる。その結果、飛翔体がセラミックス体１の表面を滑るようにしながら衝突し、衝撃エネルギーが緩和され、セラミックス体１にクラックを生じさせにくくすることができる。したがって、防護体３０は銃弾や砲弾等の飛翔体の貫通を十分に抑制できる構造を有し、人体、車両、船舶、航空機、建物を十分に保護することができる。
【実施例】
【００５０】
以下に本実施形態をより具体化した実施例について説明する。【００５１】
炭化珪素粉末１００質量％に対して、炭化硼素粉末０．５質量％、純水およびフェノール水溶液を添加し、ボールミルで混合、粉砕してスラリー化し、このスラリーを噴霧乾燥して炭化珪素を主成分とする顆粒を準備した。フェノール水溶液は、フェノール成分が炭化珪素粉末１００質量％に対して、７質量％となるように配合した。【００５２】
得られた顆粒を所定の金型に充填し、９８ＭＰａの加圧力で成形して成形体とした後、この成形体を窒素気流中５５０℃で３時間保持してフェノールを炭化させ、脱脂体を得た。【００５３】
得られた脱脂体を、黒鉛製焼成ケースにセットしアルゴン（Ａｒ）雰囲気中で、表１の温度、保持時間に従い焼成し、長さが１００ｍｍ、幅が１００ｍｍ、厚みが６ｍｍのセラミックス体を得た。なお、試料Ｎｏ．４は黒鉛製モールド中にセットし、温度を２１００℃、加圧力を３０ＭＰａとしてホットプレスを行って、緻密化させて得られたセラミックス体である。【００５４】
ここで、セラミックス体である試料Ｎｏ．１〜５の熱衝撃抵抗係数Ｒ’を計算するために、３点曲げ強度（Ｓ），ポアソン比（ν），ヤング率（Ｅ），４０〜４００℃における熱膨張係数（α）および熱伝導率（ｋ）を測定した。なお、３点曲げ強度（Ｓ）はＪＩＳ  Ｒ  １６０１−１９９５、ポアソン比（ν）およびヤング率（Ｅ）はＪＩＳ  Ｒ  １６０２−１９９５、４０〜４００℃における熱膨張係数（α）はＪＩＳ  Ｒ  １６１８−２００２、熱伝導率（ｋ）はＪＩＳ  Ｒ  １６１１−１９９７にそれぞれ準拠して求めた。【００５５】
そして、試料Ｎｏ．１〜５を長さが１５０ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、厚みが８ｍｍのアルミニウム（ＡＤＣ１２）製プレートにウレタン系接着剤を塗布し、圧力１ＭＰａで加圧しながら７０℃で３０分間硬化させることにより接着し、防護体の１種である防護板を各試料毎に５個作製した。【００５６】
得られた防護板のセラミックス体側に対して、１５ｍ離れた距離から、秒速８４０ｍの速度で飛翔体の１種である弾丸（３０８ＷｉｎｃｈｅｓｔｅｒＦＭＪ）を垂直に衝突させ、この弾丸が防護板を貫通しなかった数（以下、貫通阻止数という。）を計測し、この貫通阻止数が多い方を防護性能が良いと判断した。
【表１】
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表１から分かるように、いずれの防護板も貫通を阻止する能力があることが分かるが、熱衝撃抵抗係数Ｒ’が３２０００Ｗ／ｍ以上の試料Ｎｏ．２〜５は貫通阻止数が高く、特に熱衝撃抵抗係数Ｒ’が４００００Ｗ／ｍ以上の試料Ｎｏ．３〜５は全数貫通を阻止していることが分かる。【００５７】
これらの防護板に使用されたセラミックス体から厚みが２００μｍ程度の薄い円板状の試料を切り出し、その試料の中心部をディンプルグラインダーで薄くした後、さらにアルゴン（Ａｒ）イオンを用いたイオンミリング法により中心部に孔を開け、その周囲の面を透過型電子顕微鏡を用い、倍率を５０００倍にして観察した。そして、第１相および第２相を構成する成分を同定したところ、炭化珪素を主成分とする第１相と、硼素、珪素および炭素を含有する第２相とを有してなるとともに、第２相の全体が第１相内に存在しているか、または、炭化珪素を主成分とする第１相と、少なくとも硼素、珪素および炭素を含有する粒状の第２相とを有してなるとともに、第２相は複数の前記第１相間に存在していることが確認された。【００５８】
また前記第２相は、そのアスペクト比が２．５以下（０を除く）であることが確認された。
また、硼素の含有量をＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）発光分析法を用いて測定したところ、硼素の含有量が前記セラミックス体１００質量％に対し、０．１質量％以上０．５質量％以下であることが確認された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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