(57)【要約】【課題】  少量の冷却ガスによって効率的に冷却することができるセラミックス基複合材料を提供する。【解決手段】  Ｘ方向に延在する複数のＸセラミック繊維束及びＹ方向に延在する複数のＹセラミック繊維束によって形成された２次元織物をＺ方向に複数積層することで得られる積層体が各上記２次元織物における上記Ｘセラミック繊維束と上記Ｙセラミック繊維束とで囲まれた領域を通過するＺセラミック繊維束２３によって締め付けられた３次元織物と、該３次元織物に付着形成されるセラミックマトリックス層３と、を有するセラミックス基複合材料であって、上記セラミックマトリックス層３に、差圧が生じる使用環境下において上記Ｚセラミック繊維束２３の延在方向に沿って冷却ガスがトランスピレーションするリークパスが多数存在する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ方向に延在する複数のＸセラミック繊維束及びＹ方向に延在する複数のＹセラミック繊維束によって形成された２次元織物をＺ方向に複数積層することで得られる積層体が各前記２次元織物における前記Ｘセラミック繊維束と前記Ｙセラミック繊維束とで囲まれた領域を通過するＺセラミック繊維束によって締め付けられた３次元織物と、該３次元織物に付着形成されるセラミックマトリックス層と、を有するセラミックス基複合材料であって、
前記セラミックマトリックス層の強度を要する箇所である他部品との接合箇所が相対的に気孔率が低されることによって密に付着形成されており、前記セラミックマトリックス層の冷却を要する箇所が差圧環境下において前記Ｚセラミック繊維束の延在方向に沿って冷却ガスがトランスピレーションするリークパスが前記強度を要する箇所よりも多数存在するように相対的に気孔率が高くされることによって粗に形成されており、前記セラミックマトリックス層が機械加工による冷却ガス通路を持たないことを特徴とするセラミックス基複合材料。
【請求項２】
前記セラミックマトリクス層の気孔率が、前記強度を要する箇所において２０％より低く、前記冷却を要する箇所において２０〜３５％であることを特徴とする請求項１記載のセラミックス基複合材料。
【請求項３】
同一方向に延在する前記セラミック繊維束中心間距離である織りピッチが２〜４ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載のセラミックス基複合材料。
【請求項４】
前記セラミックマトリックス層の表面上に、前記冷却ガスをトランスピレーションするリークパスを有するコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のセラミックス基複合材料。
【請求項５】
Ｘ方向に延在する複数のＸセラミック繊維束及びＹ方向に延在する複数のＹセラミック繊維束によって形成された２次元織物をＺ方向に複数積層することで得られる積層体が各前記２次元織物における前記Ｘセラミック繊維束と前記Ｙセラミック繊維束とで囲まれた領域を通過するＺセラミック繊維束によって締め付けられた３次元織物と、該３次元織物に付着形成されるセラミックマトリックス層と、を有するセラミックス基複合材料の製造方法であって、
強度を要する箇所である他部品との接合箇所を相対的に気孔率を低くすることによって密に付着形成し、冷却を要する箇所を差圧環境下において前記Ｚセラミック繊維束の延在方向に沿って冷却ガスがトランスピレーションするリークパスが前記強度を要する箇所によりも多数存在するように相対的に気孔率を高くすることによって粗に付着形成する前記セラミックマトリックス層形成工程を有することを特徴とするセラミックス基複合材料の製造方法。
【請求項６】
前記セラミックマトリクス層の気孔率を、前記強度を要する箇所において２０％より低くし、前記冷却を要する箇所において２０〜３５％とすることを特徴とする請求項５記載のセラミックス基複合材料の製造方法。
【請求項７】
同一方向に延在する前記セラミック繊維束中心間距離である織りピッチを２〜４ｍｍとすることを特徴とする請求項５または６記載のセラミックス基複合材料の製造方法。
【請求項８】
前記セラミックマトリックス層の表面上に、前記冷却ガスをトランスピレーションするリークパスを有するコーティング層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項５〜７いずれかに記載のセラミックス基複合材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス基複合材料及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロケットエンジンの部品やガスタービンのタービンブレードのような高温環境に晒される部材を形成する材料として、セラミックス基複合材料（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｍａｔｒｉｘ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ：以下ＣＭＣと略す）が注目されている。
【０００３】
このＣＭＣ材料は、セラミック繊維束からなるセラミック織物にセラミックマトリックス層が付着形成されることによって構成される材料であり、耐熱性に優れ、かつ、金属材料によって形成される材料と比較して軽量であるというメリットを有している。
【０００４】
ところが、現状においては、いくらＣＭＣ材料であってもロケットエンジンの部品やガスタービンのタービンブレードの形成材料として求められる耐熱性能が充分であるとは言えず、長時間の使用においてはＣＭＣ材料が損傷してしまう。このため、ＣＭＣ材料を用いた部材を使用する場合であっても、当該部材を冷却ガスによって冷却することによって、ＣＭＣ材料からなる部材の損傷を防止している。
【特許文献１】特開平２０００−２６１７０号公報
【特許文献２】特開２００２−２３４７７７号公報
【特許文献３】特開平７−２０８１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、ＣＭＣ材料からなる部材を冷却ガスによって冷却する場合には、部材に複数の貫通孔を形成し、高圧側から低圧側に冷却ガスを流すことによって部材を冷却するフィルム冷却が行われている（特許文献２参照）。具体的には、貫通孔を通過した冷却ガスが部材の表層を流れることによって部材が冷却されている。
【０００６】
しかしながら、このようなフィルム冷却は、部材の表面に冷却ガスを流すことによって部材を冷却する方法であるため、部材の内部まで冷却するためには、多くの冷却ガスを用いる必要が生じる。冷却ガスは、部材の表層を流れた後はその周囲に拡散するため、部材の周辺環境を変化させる。よって、ＣＭＣ材料によって形成された部材を用いる装置（ロケットエンジンやガスタービン）の機能が低下する恐れがある。
【０００７】
一方、特許文献３には、部材そのものを多孔質のセラミック材料によって形成し、部材から冷却ガスを滲み出させる、すなわち冷却ガスが部材自体を透過することによって部材を内部から冷却する方法（トランスピレーション冷却）が開示されている。この技術によれば、部材に貫通孔を形成するフィルム冷却と比較して少量の冷却ガスによって効率的に部材を冷却することができるものの、部材自体が多孔質のセラミック材料によって形成されているため、ＣＭＣ材料によって形成された部材と比較して強度の面で不利となる。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、少量の冷却ガスによって効率的に冷却することができるセラミックス基複合材料とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、セラミックス基複合材料に係る第１の手段として、Ｘ方向に延在する複数のＸセラミック繊維束及びＹ方向に延在する複数のＹセラミック繊維束によって形成された２次元織物をＺ方向に複数積層することで得られる積層体が各前記２次元織物における前記Ｘセラミック繊維束と前記Ｙセラミック繊維束とで囲まれた領域を通過するＺセラミック繊維束によって締め付けられた３次元織物と、該３次元織物に付着形成されるセラミックマトリックス層と、を有するセラミックス基複合材料であって、前記セラミックマトリックス層の強度を要する箇所である他部品との接合箇所が相対的に気孔率が低されることによって密に付着形成されており、前記セラミックマトリックス層の冷却を要する箇所が差圧環境下において前記Ｚセラミック繊維束の延在方向に沿って冷却ガスがトランスピレーションするリークパスが前記強度を要する箇所よりも多数存在するように相対的に気孔率が高くされることによって粗に形成されており、前記セラミックマトリックス層が機械加工による冷却ガス通路を持たないという構成を採用する。
【００１０】
セラミックス基複合材料に係る第２の手段として、上記第１の手段において、前記セラミックマトリクス層の気孔率が、前記強度を要する箇所において２０％より低く、前記冷却を要する箇所において２０〜３５％であるという構成を採用する。
【００１１】
セラミックス基複合材料に係る第３の手段として、上記第１または第２の手段において、同一方向に延在する前記セラミック繊維束中心間距離である織りピッチが２〜４ｍｍであるという構成を採用する。
セラミックス基複合材料に係る第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、前記セラミックマトリックス層の表面上に、前記冷却ガスをトランスピレーションするリークパスを有するコーティング層が形成されているという構成を採用する。
【００１２】
セラミックス基複合材料の製造方法に係る第１の手段として、Ｘ方向に延在する複数のＸセラミック繊維束及びＹ方向に延在する複数のＹセラミック繊維束によって形成された２次元織物をＺ方向に複数積層することで得られる積層体が各前記２次元織物における前記Ｘセラミック繊維束と前記Ｙセラミック繊維束とで囲まれた領域を通過するＺセラミック繊維束によって締め付けられた３次元織物と、該３次元織物に付着形成されるセラミックマトリックス層と、を有するセラミックス基複合材料の製造方法であって、強度を要する箇所である他部品との接合箇所を相対的に気孔率を低くすることによって密に付着形成し、冷却を要する箇所を差圧環境下において前記Ｚセラミック繊維束の延在方向に沿って冷却ガスがトランスピレーションするリークパスが前記強度を要する箇所によりも多数存在するように相対的に気孔率を高くすることによって粗に付着形成する前記セラミックマトリックス層形成工程を有するという構成を採用する。
【００１３】
セラミックス基複合材料の製造方法に係る第２の手段として、上記第１の手段において、前記セラミックマトリクス層の気孔率を、前記強度を要する箇所において２０％より低くし、前記冷却を要する箇所において２０〜３５％とするという構成を採用する。
【００１４】
セラミックス基複合材料の製造方法に係る第３の手段として、上記第１または第２の手段において、同一方向に延在する前記セラミック繊維束中心間距離である織りピッチを２〜４ｍｍとするという構成を採用する。
セラミックス基複合材料の製造方法に係る第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、前記セラミックマトリックス層の表面上に、前記冷却ガスをトランスピレーションするリークパスを有するコーティング層を形成する工程を含むという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のセラミックス基複合材料によれば、セラミックマトリックス層の冷却を要する箇所に、差圧環境下においてＺセラミック繊維束の延在方向に沿って冷却ガスがトランスピレーションするリークパスが多数存在している。このため、セラミックス基複合材料をトランスピレーション冷却することが可能となり、少量の冷却ガスによって効率的に冷却することが可能となる。
【００１６】
また、本発明のセラミックス基複合材料の製造方法によれば、冷却を要する箇所において差圧環境下において上記Ｚセラミック繊維束の延在方向に沿って冷却ガスがトランスピレーションするリークパスが多数存在するようにセラミックマトリックス層が形成される。このため、少量の冷却ガスによって効率的に冷却することが可能なセラミックス基複合材料を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係るセラミックス基複合材料及びその製造方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
図１は、本実施形態のセラミックス基複合材料（以下ＣＭＣ材料と称する）１の断面を模式的に示した図である。
【００１９】
この図に示すように、本実施形態のＣＭＣ材料１は、セラミック繊維束からなるセラミック織物２と、当該セラミック織物２に付着形成されるセラミックマトリックス層３とを備えて構成されている。
【００２０】
セラミック織物２は、Ｘ方向に延在する複数のＸ糸２１（Ｘセラミック繊維束）及びＹ方向に延在する複数のＹ糸２２（Ｙセラミック繊維束）によって形成された２次元織物２４をＺ方向に複数積層することによって得られた積層体がＺ糸２３（Ｚセラミック繊維束）によって締め付けられた３次元織物として構成されている。なお、図１においては、１つの２次元織物２４に含まれるＸ糸２１が１本しか図示されていないが、実際は、紙面垂直方向に複数配置されている。また、図１においては、Ｚ糸２３も１本しか図示されていないが、実際は、紙面垂直方向に複数配置されている。そして、Ｚ糸２３は、図１に示すように、各２次元織物２４におけるＸ糸２１とＹ糸２２とで囲まれた領域Ａを通過して配置されている。
【００２１】
セラミックマトリックス層３は、セラミックスからなるマトリックス層であり、各糸２１〜２３の隙間を埋めるように各糸２１〜２３に付着形成されている。なお、図示はしていないが、セラミックマトリックス層３は、セラミック織物２に直接付着形成されるＣＶＩマトリックス層と当該ＣＶＩマトリックス層を介してセラミック織物２に対して付着形成されるＰＩＰマトリックス層とを備えて構成されている。ＣＶＩマトリックス層は、ＣＶＩ処理（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ：気相含浸法）によって形成されるマトリックス層であり、セラミック織物２に対して密着性が高く密度が高いことを特徴とするマトリックス層である。また、ＰＩＰマトリックス層は、ＰＩＰ処理（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｉｍｐｒｅｇｎａｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ：液相含浸法）によって形成されるマトリックス層であり、ＣＶＩマトリックス層よりも短時間で形成できることを特徴とするマトリックス層である。
そして、図２の拡大図に示すように、本実施形態のＣＭＣ材料１においては、セラミックマトリックス層３に、差圧環境下において高圧側から低圧側に向けてＺ糸２３に沿って気体（冷却ガス）がトランスピレーションするリークパス３１が多数存在している。
【００２２】
このように構成された本実施形態のＣＭＣ材料１によれば、セラミックマトリックス層３にリークパス３１が多数存在しているため、差圧環境下に配置された場合には、高圧側から低圧側に向けて気体がトランスピレーションする。すなわち、ＣＭＣ材料１自体を気体が透過するため、気体が冷却ガスである場合には、上述のフィルム冷却と比較して効率的にＣＭＣ材料１が冷却される（トランスピレーション冷却）。これは、フィルム冷却がＣＭＣ材料の表層部のみを冷却する方法であるのに対し、トランスピレーション冷却がＣＭＣ材料の内部から冷却する方法であるため、冷却ガスとＣＭＣ材料の接触面積が増加し、伝熱効率が向上するためである。
したがって、本実施形態のＣＭＣ材料１によれば、フィルム冷却と同様の温度にＣＭＣ材料１を冷却する場合には、より少ない冷却ガス流量で冷却が可能となり、周辺環境の変化を抑止することが可能となる。
また、本実施形態のＣＭＣ材料１においては、ＣＭＣ材料１が部材を形成するための材料として用いられた場合に、当該部材が他部品と接続される箇所のセラミックマトリックス層３が相対的に密に形成されており、その他の箇所のセラミックマトリックス層３が相対的に粗に形成されている。すなわち、強度を要する箇所のセラミックマトリックス層３が密に形成されており、その他の冷却を要する箇所のセラミックマトリックス層３が粗に形成されている。このため、本実施形態のＣＭＣ材料１においては、強度を要する箇所（他部品と接続される箇所）よりも冷却を要する箇所の方に多数のリークパス３１が存在している。
このような本実施形態のＣＭＣ材料１によれば、ＣＭＣ材料１によって形成された部材と他部品との接続を強固なものとでき、かつ、少ない冷却ガス流量でＣＭＣ材料１によって形成された部材が冷却される。
【００２３】
なお、本実施形態のＣＭＣ材料１においては、強度を要する箇所のセラミックマトリックス層３の気孔率が２０％より低く、冷却を要する箇所のセラミックマトリックス層３の気孔率が２０〜３５％であることが好ましい。また、同一方向に延在するセラミック繊維束中心間距離である織りピッチが２〜４ｍｍであることが好ましい。
以下にその理由について説明する。
【００２４】
図３は、本実施形態のセラミックマトリックス層３の気孔率と無次元化応力との関係を示したグラフである。なお、ここで言う無次元化応力とは、所定の気孔率のセラミックマトリックス層３が損傷した応力値を気孔率が２０％以下の（５〜１５％程度）セラミックマトリックスが損傷する応力値で割った値である。また、図３のグラフにおいて、点で示す値は、所定の気孔率のセラミックマトリックス層３の無次元化応力を実際に計測した値であり、グラフＡは、点で示す値を平均化したグラフである。
【００２５】
この図３に示すように、セラミックマトリックス層３の気孔率が３５％以上の場合には、無次元化応力の値が０．５以下となる。このため、気孔率３５％以上の場合には、セラミックマトリックス層３の強度が、ＣＭＣ材料１を加工して部材を形成する際の現実的な強度として充分でなくなるため好ましくない。したがって、セラミックマトリックス層３の気孔率は３５％以下であることが好ましい。
また、セラミックマトリックス層３の気孔率が２０％の場合には、無次元化応力が約１．０となる。ＣＭＣ材料の強度は、セラミックマトリックス層３の気孔率が２０％以上で低下し始めるため、強度の要する箇所においては、セラミックマトリックス層３の気孔率が２０％より低いことが好ましい。しかしながら、セラミックマトリックス層３の気孔率が低くなればなるほど、セラミックマトリックス層３の密度が増加し、冷却ガスをトランピレーションさせる場合の差圧を大きくする必要が生じる。したがって、より少ない差圧で必要な量の冷却ガスをトランスピレーションさせるために、冷却を要する箇所においてはセラミックマトリックス層３の気孔率は２０％以上であることが好ましい。
以上のことから、本実施形態のＣＭＣ材料１においては、セラミックマトリックス層３の気孔率が強度を要求される箇所で２０％以内であり、冷却を要求される箇所では２０〜３５％であることが好ましいと分かる。
【００２６】
図４は、同一方向に延在するセラミック繊維束中心間距離である織りピッチとＸ−Ｙ面におけるリークパスの面積割合との関係を示したグラフである。
この図に示すように、織りピッチが２ｍｍより狭い場合には、リークパスの面積割合は０となり、織りピッチが４ｍｍより広い場合には、リークパスの面積割合は０．０６に近づく。
リークパスの面積割合が０であるということは、冷却ガスがトランスピレーションしないことと等しいため、ＣＭＣ材料１の効率的な冷却が行えない。
また、従来のフィルム冷却方式における貫通孔の面積割合は、約０．０６であるため、織りピッチが４ｍｍ以上の場合には、フィルム冷却方式と同様の冷却ガスが周囲に拡散されることとなり周囲環境の変化を招く恐れが生じる。
したがって、本実施形態のＣＭＣ材料１においては、織りピッチが２〜４ｍｍであることが好ましいと分かる。
【００２７】
図５は、本実施形態のＣＭＣ材料１における織りピッチを２ｍｍとした場合と、４ｍｍとした場合との気体のトランピレーション量を計測した結果を示すグラフである。セラミックマトリックス層３の気孔率は２０〜３５％の範囲とした。横軸が差圧を示し、縦軸が供試体単位面積当たりの空気染み出し流量（トランピレーション量）を示している。なお、図５において、グラフＢが織りピッチを２ｍｍとした場合であり、グラフＣが織りピッチを４ｍｍとした場合である。本計測結果では、織りピッチが４ｍｍの供試体では織物形状が乱れたこと等により、織りピッチ２ｍｍの場合とピッチ４ｍｍの場合の結果が逆転しているが、この図に示すように、織りピッチが２ｍｍである場合と４ｍｍである場合のいずれの場合であっても、気体がＣＭＣ材料１をトランピレーションすることが確認できた。
【００２８】
また、織りピッチが２ｍｍのＣＭＣ材料１と織りピッチが４ｍｍのＣＭＣ材料１との各々に対して、セラミックマトリックス層３の気孔率が２０〜３５％としてトランピレーション冷却を行いながら２００回の熱サイクル（室温〜１２００℃）に晒したところ、図６に示すように、いずれの場合であっても、ＣＭＣ材料１の無次元化残存曲げ強度の低下は検出されなかった。一方、セラミックマトリックス層３の気孔率が２０％以下として、トランピレーション冷却を行わずに２００回の熱サイクルに晒したところ、いずれの場合であっても、図６に示すように、ＣＭＣ材料１の無次元化残存曲げ強度の低下が検出された。このことから、トランピレーション冷却によって、ＣＭＣ材料１の損傷を防止することができることが分かった。なお、図６においては、織りピッチが２ｍｍでトランピレーション冷却ありの場合をグラフＤで示し、織りピッチが４ｍｍでトランピレーション冷却ありの場合をグラフＥで示し、織りピッチが２ｍｍでトランピレーション冷却なしの場合をグラフＦで示し、織りピッチが４ｍｍでトランピレーション冷却なしの場合をグラフＧで示している。
【００２９】
次に、上述のように構成された本実施形態のＣＭＣ材料１の製造方法について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
図７に示すように、本実施形態のＣＭＣ材料１の製造方法は、繊維製造工程（ステップＳ１）、織り工程（ステップＳ２）、デサイズ工程（ステップＳ３）、ＣＶＩ処理工程（ステップＳ４）、ＰＩＰ処理工程（ステップＳ５）、機械加工工程（ステップＳ６）、及び最終ＣＶＩ処理工程（ステップＳ７）を有している。
【００３１】
繊維製造工程（ステップＳ１）と織り工程（ステップＳ２）では、セラミック繊維束を用いてセラミック織物２を成形する。織り工程（ステップＳ２）で成形する形状は、本実施形態のＣＭＣ材料１を形成する部材の形状に合わされる。また、デサイズ工程（ステップＳ３）では、セラミック繊維束上に被覆された余分なポリマーを除去する。
【００３２】
ＣＶＩ処理工程（ステップＳ４）は、いわゆるＣＶＩ処理によってセラミック織物２にＣＶＩマトリックス層を直接付着形成する工程である。具体的には、炉内に専用冶具で固定されたセラミック織物２を加熱し、減圧雰囲気にて例えばメチルトリクロロシランを流入させることによってセラミック織物２にＣＶＩマトリックス層を直接付着形成させる。そして、本ＣＶＩ処理工程（ステップＳ４）は、ＣＶＩマトリックス層が所定量付着形成されるまで繰り返される。
なお、本ＣＶＩ処理工程（ステップＳ４）の前に、セラミック織物２の表層にカーボンまたはＢＮ等のコーティング層を形成する工程を行っても良い。このようにセラミック織物２の表層にカーボンまたはＢＮ等のコーティング層を形成することによって、セラミック繊維束のじん性を強化することができる。そして、当該コーティング層の厚さは、０．１〜１．０μｍ程度であることが好ましい。
【００３３】
ＰＩＰ処理工程（ステップＳ５）は、いわゆるＰＩＰ処理によってＰＩＰマトリックス層を上述のＣＶＩマトリックス層を介してセラミック織物２に付着形成する工程である。具体的には、例えばキシレンの中にポリカルボシランが溶解したポリカルボシラン溶液や、ポリビニルシランあるいはポリメタロカルボシラン等の有機珪素ポリマーをセラミック織物２に含浸させ、その後焼成することによってＰＩＰマトリックス層を形成する。そして、本ＰＩＰ処理工程（ステップＳ５）は、ＰＩＰマトリックス層が所定量付着形成されるまで繰り返される。
【００３４】
なお、本実施形態のＣＭＣ材料１の製造方法においては、本発明のセラミックマトリックス層を形成する工程が、上述のＣＶＩ処理工程（ステップＳ４）及びＰＩＰ処理工程（ステップＳ５）から構成されている。そして、ＣＶＩ処理工程（ステップＳ４）及びＰＩＰ処理工程（ステップＳ５）の繰り返し回数を調整することによって、セラミックマトリックス層３の気孔率が変化する。このため、この繰り返し回数を好適な回数に調整することによって、Ｚ糸２３の延在方向に沿って冷却ガスがトランスピレーションするリークパスが複数存在するセラミックマトリックス層３を形成することができる。
【００３５】
そして、機械加工工程（ステップＳ６）において、セラミックマトリックス層３が形成されたＣＭＣ材料１を加工することによって、ＣＭＣ材料１が最終製品の形状に加工される。具体的には、ダイヤモンド砥石等を用いてＣＭＣ材料１が加工される。
また、機械加工後に必要に応じて最終ＣＶＩ処理工程（ステップＳ７）を実施する。このような最終ＣＶＩ処理工程を行うことによって、セラミックマトリックス層３の表面上に、冷却ガスをトランスピレーションするリークパスを有するコーティング層（不図示）を形成することができる。よって、ＣＭＣ材料１を腐食等の劣化から守ることが可能となる。なお、上記コーディング層は、ムライト等によって形成することができる。
【００３６】
なお、本実施形態のＣＭＣ材料１は、図１におけるＺ方向に冷却ガスがトランスピレーションする構成とされているため、ＣＭＣ材料１によって部材を形成する際には、当然のことながら、図１におけるＺ方向が高圧側から低圧側、あるいは低圧側から高圧側に向くようにＣＭＣ材料１が形成される。
【００３７】
また、本実施形態のＣＭＣ材料１を用いて形成される部材の具体例としては、ロケットエンジンの部品、ガスタービンのタービンブレード、ガスタービンのシュラウド等が挙げられる。本実施形態のＣＭＣ材料１によれば、ＣＭＣ材料１がトランスピレーション冷却によって冷却されるため、従来のフィルム冷却の場合と比較して、より少ない冷却ガス流量で冷却される。このため、周辺環境の変化を抑止することが可能となる。したがって、ロケットエンジンやガスタービンの性能劣化を抑止することが可能となる。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係るセラミックス基複合材料及びその製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態であるＣＭＣ材料の断面を模式的に示した図である。
【図２】本発明の一実施形態であるＣＭＣ材料の断面の部分拡大図である。
【図３】本実施形態のセラミックマトリックス層３の気孔率と無次元化応力との関係を示したグラフである。
【図４】同一方向に延在するセラミック繊維束同士のピッチとＸ−Ｙ面におけるリークパスの面積割合との関係を示したグラフである。
【図５】セラミック繊維束同士のピッチを２ｍｍとした場合と、４ｍｍとした場合との気体のトランスピレーション量を計測した結果を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態であるＣＭＣ材料を熱サイクルに晒した場合の強度変化を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態であるＣＭＣ材料の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１……ＣＭＣ材料（セラミックス基複合材料）
２……セラミック織物（３次元織物）
２１……Ｘ糸（Ｘセラミック繊維束）
２２……Ｙ糸（Ｙセラミック繊維束）
２３……Ｚ糸（Ｚセラミック繊維束）
２４……２次元織物
３……セラミックマトリックス層
３１……リークパス
【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６】
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【図７】
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