(57)【要約】  セラミック複合材は、第１のセラミック相および第２のセラミック相を含み得る。第１のセラミック相は、炭化ケイ素を含み得る。第２の相は、炭化ホウ素を含み得る。一実施形態において、第１のセラミック相中の炭化ケイ素は、０．８〜２００ミクロンの範囲内の粒径を有し得る。第１の相、第２の相、またはその両方は、さらに炭素を含み得る。別の実施形態において、第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つは、少なくとも５ミクロンの中央最小幅を有し得る。【選択図】図１
2019516652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック複合材であって、
第１のセラミック材料を含む第１のセラミック相と、
第２のセラミック材料を含む第２のセラミック相と
を含み、前記第１のセラミック材料は、前記第２のセラミック材料とは異なる組成を有し、
前記第１のセラミック相および前記第２のセラミック相の少なくとも１つは、少なくとも５ミクロンの中央最小幅を有する、セラミック複合材。
【請求項２】
前記第１の材料が、０．３〜２００ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭化ケイ素粒子を含む、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項３】
前記第２の材料が、０．３ミクロン〜２００ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭化ホウ素を含む、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項４】
少なくとも１：９９および最大９９：１の前記第２のセラミック相に対する前記第１のセラミック相の重量パーセント比をさらに含む、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項５】
前記第１および第２の相は、３−３接続パターン、１−３接続パターン、またはその両方を有する、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項６】
前記セラミック複合材が少なくとも２．４ｇ／ｃｍ３および最大３．１ｇ／ｃｍ３の平均かさ密度を有する、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項７】
最大５％の平均空隙率を有する、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項８】
請求項１に記載のセラミック複合材を含むセラミック本体と、前記セラミック本体に隣接する第１の構成要素とを含む装甲構成要素。
【請求項９】
セラミック複合材であって、
０．８〜２００ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭化ケイ素と、０．５〜１００ミクロンの平均範囲内の平均粒径を有する炭素とを含む第１の相と；
炭化ホウ素と、０．５〜１００ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭素とを含む第２の相と
を含み、前記第１の相の炭化ケイ素は、前記第２の相の炭化ケイ素から分離されている、セラミック複合材。
【請求項１０】
前記第２の相が、０．５〜１００ミクロンの平均粒径を有する炭化ホウ素を含む、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１１】
前記第１の相、第２の相、またはその両方が、５〜２００ミクロンの範囲内の中央最小幅を有する、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１２】
炭化ケイ素が、前記セラミック複合材の総重量に対して少なくとも１重量％および最大９９重量％の量で存在する、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１３】
炭化ホウ素が、前記セラミック複合材の総重量に対して少なくとも１重量％および最大９９重量％の量で存在する、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１４】
１：９９〜９９：１の範囲内の、前記セラミック複合材の総重量に対する炭化ホウ素の重量パーセントに対する、前記セラミック複合材の総重量に対する炭化ケイ素の重量パーセントの比をさらに含む、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１５】
前記第１の相が、前記第１の相の総重量を基準として大部分の炭化ケイ素を含み、前記第２の相が、前記第２の相の総重量を基準として大部分の炭化ホウ素を含む、請求項９に記載のセラミック複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、セラミック材料、および複合セラミック材料を製造する方法に関し、より詳細には、複数の連続相を有する複合セラミック材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度多相セラミック複合材料の形成には、複数のセラミック材料を利用することができる。多様なセラミック材料の使用は、層間剥離、ひび割れおよび寸法問題を引き起こす可能性がある。改善された特性を示す多相セラミック複合材料が必要とされている。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
実施形態は、例示のために示されるものであり、添付の図面に限定されない。
【０００４】
【図１】従来のセラミック複合材の写真である。
【図２】本明細書に記載の実施形態によるセラミック複合材の写真である。
【図３Ａ】実施形態によるセラミック複合材の断面画像である。
【図３Ｂ】図３Ａの画像のデジタル再構成の図である。
【図４】実施形態による装甲構成要素の一部の斜視図である。
【図５】一実施形態による装甲構成要素の一部の断面図である。
【図６】一実施形態による装甲構成要素の一部の断面図である。
【図７Ａ】本明細書における実施形態によるセラミック複合材の断面の写真である。
【図７Ｂ】本明細書における実施形態によるセラミック複合材の断面の写真である。
【図７Ｃ】本明細書における実施形態によるセラミック複合材の断面の写真である。
【０００５】
図中の要素は、単純性および明瞭性のために例示されるものであり、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではないことが、当業者に理解される。例えば、図中の要素のいくつかの寸法は、本発明の実施形態の理解の向上に役立つように他の要素に対して誇張される場合がある。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の説明は、図と組み合わせて、本明細書において開示される教示の理解を助けるために提供される。以下の議論は、教示の特定の実装および実施形態に焦点を置いている。この焦点は、教示の説明を助けるために提供され、教示の範囲または適用性を限定するものとして解釈されるべきではない。しかしながら、本出願において開示される教示に基づいて他の実施形態が使用されてもよい。
【０００７】
用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含み得る（ｃａｎ  ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、またはこれらの任意の他の変化形は、非排他的包含を含むことを意図する。例えば、特徴の列挙を含む方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されるわけではないが、明確には列挙されていないか、またはそのような方法、物品、もしくは装置に固有である他の特徴を含んでもよい。さらに、そうではないと明確に記載されない限り、「または（ｏｒ）」は、包含的なまたは（ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ−ｏｒ）を指し、排他的なまたは（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ｏｒ）を指すものではない。例えば、条件ＡまたはＢは、以下のうちのいずれか１つよって満たされる：Ａが真であり（または存在し）かつＢが偽である（または存在しない）、Ａが偽であり（または存在しない）かつＢが真である（または存在する）、およびＡとＢの両方が真である（または存在する）。
【０００８】
また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書において説明される要素および構成要素を説明するために用いられる。これは、単に便宜性のために、また本発明の範囲の一般的な意味を付与するために行われる。この説明は、それがそうではないように意味されることが明白でない限り、１つ、少なくとも１つ、または複数形もまた含むような単数形を含むように読まれるべきであり、逆も同様である。例えば、単一の項目が本明細書に説明される場合、複数の項目が単数の項目の代わりに使用されてもよい。同様に、複数の項目が本明細書に説明される場合、単数の項目がその複数の項目に置き換えられてもよい。
【０００９】
別段に定義されない限り、本明細書に使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって通常理解されるものと同じ意味を有する。材料、方法、および実施例は、単に例証的なものであり、限定的であることを意図されない。本明細書に記載されていない限り、特定の材料および処理行為に関する多くの詳細は、従来のものであり、セラミック技術内の教本および他の情報源に見出され得る。
【００１０】
本明細書に記載のセラミック複合材は、安定性の向上を提供する相間の接続性を有する二相性複合材を含むことができ、これは剥離、ひび割れおよび他の寸法問題が低減または防止されることを意味する。さらに、セラミック複合材のユニークな微細構造は、以下でより詳細に考察されるように、従来のセラミック製品よりも広い相を含み得る。さらに、セラミック複合材は、高弾性および高硬度を示すことができ、これは衝撃波の散乱を増加させ、セラミック複合材を改善された防弾装備材料とする。
【００１１】
セラミック複合材は、多相セラミック複合材であってもよい。ある特定の実施形態において、多相セラミック複合製品は、有利な微細構造内に配置された第１のセラミック相および第２のセラミック相を含む複数の相を含み得る。第１および第２の相のそれぞれは、セラミック複合材の一端から他端まで延在する連続相であってもよい。
【００１２】
多相セラミック複合材の従来の微細構造は、図１に示されるように、断面全体に分散された微細粒子を含む。対照的に、ある特定の実施形態において、本明細書に記載のセラミック複合材、または本明細書に記載の方法に従って作製されたセラミック複合材は、図２に示されるように、上で参照した独特な微細構造を有するセラミック複合材を達成することができる。独特な微細構造は、直接隣接するセラミック粒子の列を含むインターロック相を含むことができる。ここで、「インターロック」という用語は、第１および第２のセラミック相が、相境界の凸部および凹部を重ね合わせることにより、または整合させることにより、それらの相境界に沿って互いに嵌合する構成を指す。
【００１３】
材料を組み合わせる場合、所望の特性を有する成分相を選択することに加えて、最適な方法で成分相を互いに結合しなければならない。接続性は衝撃波を散乱させる能力等の機械的特性に影響を及ぼし得るため、防弾保護として使用するように設計されたセラミック複合材では、個々の相の接続性が重要なパラメータである。セラミック複合材中の各相は、ゼロ、１つ、２つまたは３つの次元で自己接続することができる。二相性のセラミック複合材には、０−０、０−１、０−２、０−３、１−１、１−２、１−３、２−２、２−３および３−３の１０個の可能な接続性があり、各対の第１の数は、二相性セラミック複合材の第１の構成要素相の接続性の次元の数を示し、各対の第２の数は、その二相性セラミック複合材の第２の構成要素相の接続性の次元の数を示す。
【００１４】
例えば、３−３接続性パターンは、各相が自己接続される直交方向の数を示す。一実施形態において、セラミック複合材は、３−３接続性パターンを有する少なくとも二相性セラミック複合材を含み得る。３−３接続性パターンでは、例えば第２の相に対する第１の相の含有比がセラミック複合材の総重量を基準として６５：３５〜３５：６５の範囲内、または６０：４０〜４０：６０の範囲内、または５５：４５〜４５：５５の範囲内、または５２：４８〜４８：５２の範囲内、またはさらには５０：５０の含有比である場合、２つの相が相互侵入型三次元網状組織を形成する。さらなる実施形態において、例えば第２の相に対する第１の相の含有比が８２：１８から６５：３５もしくは３５：６５から１８：８２の範囲内、または８０：２０〜６５：３５もしくは３５：６５〜２０：８０の範囲内、または７８：２２〜６５：３５もしくは３５：６５〜２２：７８の範囲内、または７６：２４〜６５：３５もしくは３５：６５〜２４：７６の範囲内、または７４：２６〜６５：３５もしくは３５：６５〜２６：７４の範囲内、または７２：２８〜６５：３５もしくは３５：６５〜２８：７２の範囲内、または７０：３０〜６５：３５もしくは３５：６５〜３０：７０の範囲内であるにある場合、接続パターンは１〜３接続性パターンを含み得る。
【００１５】
ある特定の実施形態において、相境界は、各相に対して好適な中央最小幅を有するように制御され得る。セラミック複合材の断面は、微細構造の微視的（例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または光学顕微鏡）分析およびセラミック複合材の異なる相の中央最小幅の測定のために調製され得る。この断面は、０．０１μｍの化合物（Ｂｕｅｈｌｅｒ製）を含む研磨剤で達成される最終表面仕上げまで研磨され得、化学的または電気的ベースのエッチャントを利用して相境界でコントラストを促進することができる。ＳＥＭを利用する場合、コントラストは二次後方散乱検出器の利用によって達成することができる。調製後、断面が５０倍から１０００倍の倍率の顕微鏡下に設置され得、３０の無作為な視野が選択され得、画像分析ソフトウェアｉ−Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ＤＴ−Ｍ（ＩＭ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製）を用いて、セラミック複合材の各相の中央最小幅を決定するためのソフトウェアにより提供される指示に従って各視野が分析される。選択された視野の写真を撮影し、その後の分析のための原画像として使用することができる。図３Ａは、セラミック複合材の研磨され、エッチングされた断面の例示的な画像を含む。自動相境界検出のための閾値を設定した後、原画像に基づいて、ソフトウェアにより相のデジタル再構成をピクセル単位で生成することができる。図３Ｂは、図３Ａの画像のより暗い色の相のデジタル再構成を含む。閾値の設定は、相のデジタル再構成が原画像と可能な限り近く十分に一致し得るように行うことができる。例えば、目視検査によって、原画像における相の少なくとも９０％がデジタル再構成によって捕捉され、隣接相の１０％以下がデジタル再構成によって捕捉される。再構成された相の領域を分析した後、視野の最小幅がソフトウェアによって計算および提供され、相の中央最小幅は３０の視野からの最小幅値の中央値である。一実施形態において、第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つは、少なくとも４ミクロン、少なくとも５ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１５ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロンの中央最小幅を有し得る。特定の実施形態において、第１のセラミック相および第２のセラミック相のそれぞれは、少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロンの中央値最小厚を有し得る。別の実施形態において、第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つまたはそれぞれは、最大２００ミクロン、例えば最大１８０ミクロン、または最大１６０ミクロン、または最大１５０ミクロン、または最大１４０ミクロン、または最大１３０ミクロンの中央最小厚を有し得る。さらに、第１のセラミックおよび第２のセラミック相の少なくとも１つまたはそれぞれは、本明細書に記載の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内、例えば少なくとも４ミクロンおよび最大２００ミクロンを含む範囲内の中央値最小厚を有し得る。さらなる実施形態において、第１の相および第２の相の異なる重量含量を有するセラミック複合材は、第１の相の同様の中央最小厚および第２の相の同様の最小厚を有し得る。
【００１６】
一実施形態において、第１の相は、セラミック複合材の総重量を基準として少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、少なくとも１０重量％、または少なくとも１２重量％、または少なくとも１５重量％、または少なくとも１８重量％、または少なくとも２０重量％、または少なくとも２２重量％、または少なくとも２４重量％、または少なくとも２６重量％、または少なくとも２８重量％、または少なくとも３０重量％、または少なくとも３２重量％、または少なくとも３４重量％、または少なくとも３６重量％、または少なくとも３８重量％、または少なくとも４０重量％、または少なくとも４２重量％、または少なくとも４４重量％、または少なくとも４６重量％、または少なくとも４８重量％、または少なくとも５０重量％、または少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６２重量％、または少なくとも６４重量％、または少なくとも６６重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８２重量％、または少なくとも８４重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９５重量％、または少なくとも９７重量％、または少なくとも９８重量％、または少なくとも９９重量％の量でセラミック複合材中に存在し得る。さらに、第１の相は、セラミック複合材の総重量を基準として最大９９重量％、最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９５重量％、または最大９２重量％、最大９０重量％、または最大８８重量％、または最大８５重量％、または最大８２重量％、または最大８０重量％、または最大７８重量％、または最大７６重量％、または最大７４重量％、または最大７２重量％、または最大７０重量％、または最大６８重量％、または最大６６重量％、または最大６４重量％、または最大６２重量％、または最大６０重量％、または最大５８重量％、または最大５６重量％、または最大５４重量％、または最大５２重量％、または最大５０重量％、または最大４８重量％、または最大４６重量％、または最大４４重量％、または最大４２重量％、または最大４０重量％、または最大３８重量％、または最大３６重量％、または最大３４重量％、または最大３２重量％、または最大３０重量％、または最大２８重量％、または最大２６重量％、または最大２４重量％、または最大２２重量％、または最大２０重量％、または最大１８重量％、または最大１６重量％、または最大１４重量％、または最大１２重量％、または最大１０重量％、または最大８重量％、または最大６重量％、または最大４重量％、または最大２重量％、または最大１重量％の量でセラミック複合材中に存在し得る。さらに、第１の相は、本明細書に記載の最小および最大パーセントのいずれかを含む量でセラミック複合材中に存在し得る。例えば、第１の相は、少なくとも１重量％〜最大９９重量％の範囲内、または少なくとも８重量％〜最大９２重量％の範囲内、または少なくとも１０重量％〜最大９０重量％の範囲内、または少なくとも３０重量％〜最大７０重量％の範囲内の量でセラミック複合材中に存在し得る。
【００１７】
一実施形態において、セラミック複合材は、炭化ケイ素を含み得る。さらなる実施形態において、セラミック複合材中に存在する炭化ケイ素の総量は、セラミック複合材の総重量を基準として少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも１０重量％、または少なくとも１１重量％、または少なくとも１３重量％、または少なくとも１４重量％、または少なくとも１５重量％、または少なくとも１７重量％、または少なくとも１８重量％、または少なくとも２０重量％、または少なくとも２２重量％、または少なくとも２４重量％、または少なくとも２６重量％、または少なくとも２８重量％、または少なくとも３０重量％、または少なくとも３２重量％、または少なくとも３４重量％、または少なくとも３６重量％、または少なくとも３８重量％、または少なくとも４０重量％、または少なくとも４２重量％、または少なくとも４４重量％、または少なくとも４６重量％、または少なくとも４８重量％、または少なくとも５０重量％、または少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６２重量％、または少なくとも６４重量％、または少なくとも６６重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８２重量％、または少なくとも８４重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９５重量％、または少なくとも９７重量％、または少なくとも９８重量％、または少なくとも９９重量％であってもよい。さらに、セラミック複合材中に存在する炭化ケイ素の総量は、セラミック複合材の総重量を基準として、最大９９重量％、最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９５重量％、または最大９２重量％、最大９０重量％、または最大８８重量％、または最大８５重量％、または最大８２重量％、または最大８０重量％、または最大７８重量％、または最大７６重量％、または最大７４％、または最大７２重量％、または最大７０重量％、または最大６８重量％、または最大６６重量％、または最大６４重量％、または最大６２重量％、または最大６０重量％、または最大５８重量％、または最大５６重量％、または最大５４重量％、または最大５２重量％、または最大５０重量％、または最大４８重量％、または最大４６重量％、または最大４４重量％、または最大４２重量％、または最大４０重量％、または最大３８重量％、または最大３６重量％、または最大３４重量％、または最大３２重量％、または最大３０重量％、または最大２８重量％、または最大２６重量％、または最大２４重量％、または最大２２重量％、または最大２０重量％、または最大１８重量％、または最大１６重量％、または最大１４重量％、または最大１２重量％、または最大１０重量％、または最大８重量％、または最大６重量％、または最大４重量％、または最大２重量％、または最大１重量％であってもよい。さらに、セラミック複合材中に存在する炭化ケイ素の総量は、本明細書に記載の最小および最大パーセントのいずれかを含み得る。例えば、セラミック複合材中に存在する炭化ケイ素の総量は、少なくとも１重量％〜最大９９重量％の範囲内、または少なくとも１０重量％〜最大９０重量％の範囲内、または少なくとも１５重量％〜最大８５重量％の範囲内、または少なくとも３０重量％〜最大７０重量％の範囲内であってもよい。
【００１８】
一実施形態において、第１のセラミック相は、炭化ケイ素を含み得る。第１の相の炭化ケイ素は、α−ＳｉＣ、１５Ｒ−ＳｉＣ、３Ｃ−ＳｉＣ、またはそれらの任意の組合せを含み得る。一実施形態にいて、第１の相は、少なくとも５０重量％の量の炭化ケイ素を含み得る。別の実施形態において、炭化ケイ素は、第１の相の総重量を基準として、５０重量％超、例えば少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６３重量％、または少なくとも６５重量％、または少なくとも６７重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８３重量％、または少なくとも８６重量％、少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９１重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９３重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９５重量％、または少なくとも９６重量％、または少なくとも９７重量％、または少なくとも９８重量％、または少なくとも９９重量％、または少なくとも９９．１重量％、または少なくとも９９．２重量％、または少なくとも９９．２５重量％、または少なくとも９９．３重量％、または少なくとも９９．４重量％、または少なくとも９９．５重量％、または少なくとも９９．６重量％、または少なくとも９９．７重量％、または少なくとも９９．７５重量％、または少なくとも９９．８重量％、または少なくとも９９．９重量％の量で第１の相中に存在し得る。さらなる実施形態において、第１の相は、第１の相の総重量を基準として最大９９．９９重量％、または最大９９．９５重量％、または最大９９．９２重量％、または最大９９．９重量％、または最大９９．８重量％、または最大９９．７５重量％、または最大９９．７重量％、または最大９９．６重量％、または最大９９．５重量％、または最大９９．４重量％、または最大９９．３重量％、または最大９９．２５重量％、または最大９９．２重量％、または最大９９．１重量％、または最大９９重量％、または最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９６重量％、または最大９５重量％、または最大９４重量％、または最大９３重量％、または最大９２重量％、または最大９１重量％、または最大９０重量％の量の炭化ケイ素を含み得る。一実施形態において、第１の相は、上記の最小および最大パーセントのいずれかを含む範囲内、例えば５０重量％〜９９．９９重量％の範囲内、または８６重量％〜９９．９９重量％の範囲内、または８８重量％〜９９．９５重量％の範囲内、または９０重量％〜９９重量％の範囲内の量の炭化ケイ素を含み得る。
【００１９】
特定の実施形態において、第１のセラミック相中に存在する炭化ケイ素は、セラミック複合材の形成および性能の向上を促進することができるある特定の平均粒径を有し得る。例えば、第１のセラミック相中の炭化ケイ素の平均粒径は、少なくとも０．３ミクロン、少なくとも０．５ミクロン、少なくとも０．８ミクロン、例えば少なくとも０．９ミクロン、または少なくとも１ミクロン、または少なくとも１．２ミクロン、または少なくとも１．５ミクロン、または少なくとも１．８ミクロン、または少なくとも２ミクロン、または少なくとも２．１ミクロン、または少なくとも２．３ミクロン、または少なくとも２．５ミクロン、または少なくとも２．８ミクロン、または少なくとも３ミクロン、または少なくとも３．１ミクロン、または少なくとも３．３ミクロン、または少なくとも３．５ミクロン、または少なくとも３．８ミクロン、または少なくとも３．９ミクロン、または少なくとも４．１ミクロン、または少なくとも４．３ミクロン、または少なくとも４．５ミクロン、または少なくとも４．８ミクロン、または少なくとも５ミクロン、または少なくとも５．２ミクロン、または少なくとも５．３ミクロン、または少なくとも５．５ミクロン、または少なくとも５．８ミクロン、または少なくとも６ミクロン、または少なくとも６．２ミクロン、または少なくとも６．５ミクロン、または少なくとも６．８ミクロン、または少なくとも７ミクロン、または少なくとも７．３ミクロン、または少なくとも７．５ミクロン、または少なくとも８．１ミクロン、または少なくとも８．５ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも９．３ミクロン、または少なくとも９．５ミクロン、または少なくとも９．７ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１０．５ミクロンであってもよい。別の特定の実施形態において、第１のセラミック相中の炭化ケイ素の平均粒径は、最大２００ミクロン、例えば最大１９０ミクロン、最大１８０ミクロン、最大１７５ミクロン、最大１７０ミクロン、最大１６５ミクロン、最大１６０ミクロン、最大１５０ミクロン、最大１４５ミクロン、または最大１４０ミクロン、または最大１３０ミクロン、または最大１２５ミクロン、または最大１２０ミクロン、または最大１１０ミクロン、または最大１００ミクロン、または最大９５ミクロン、または少なくとも９０ミクロン、または最大８０ミクロンであってもよい。さらに、第１のセラミック相中の炭化ケイ素は、本明細書に記載の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内の平均粒径を有し得る。例えば、第１のセラミック相は、少なくとも０．３ミクロンおよび最大２００ミクロンを含む範囲内、または少なくとも１ミクロンおよび最大２００ミクロンを含む範囲内、または少なくとも５ミクロンおよび最大２００ミクロンを含む範囲内、または１から１５０ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭化ケイ素を含み得る。
【００２０】
これらおよび他の実施形態において、第１の相はまた、炭化ホウ素、炭素、またはその両方を含み得る。一実施形態において、第１の相は、第１の相の総重量に対して少なくとも０．０５重量％、または０．０７重量％、または少なくとも０．１重量％、または少なくとも０．２重量％、または少なくとも０．２５重量％、または少なくとも０．３重量％、または少なくとも０．４重量％、または少なくとも０．５重量％、または少なくとも０．６重量％、または少なくとも０．７重量％、または少なくとも０．７５重量％、または少なくとも０．８重量％または少なくとも０．９重量％、または少なくとも１重量％、または少なくとも１．２重量％、または少なくとも１．４重量％、または少なくとも１．５重量％、または少なくとも１．７重量％、または少なくとも１．９重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも２．２重量％、または少なくとも２．４重量％、または少なくとも２．５重量％、または少なくとも２．７重量％、または少なくとも２．９重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも３．２重量％、または少なくとも３．４重量％、または少なくとも３．５重量％、または少なくとも３．７重量％、または少なくとも３．９重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも４．２重量％、または少なくとも４．４重量％、または少なくとも４．５重量％、または少なくとも４．７重量％、または少なくとも４．９重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも５．２重量％、または少なくとも５．５重量％、または少なくとも５．７重量％、または少なくとも５．９重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも６．４重量％、または少なくとも６．７重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも７．２重量％、または少なくとも７．５重量％、または少なくとも７．７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも８．４重量％、または少なくとも８．７重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも９．２重量％、または少なくとも９．４重量％、または少なくとも９．７重量％、または少なくとも１０重量％の量の炭化ホウ素、炭素またはその両方を含み得る。別の実施形態において、第１の相は、最大１２重量％、または最大１１重量％、または最大１０．５重量％、または最大１０重量％または最大９重量％、または最大８重量％、または最大７重量％、または最大６重量％、または最大５重量％、または最大４重量％、または最大３重量％、または最大２重量％、または最大１重量％の量の炭化ホウ素、炭素またはその両方を含み得る。一実施形態において、第１の相は、上記の最小および最大パーセントのいずれかを含む範囲内、例えば０．０５重量％〜１２重量％の範囲内、または０．０７重量％〜１１重量％の範囲内、または０．０９〜１０．５重量％の範囲内の炭化ホウ素、炭素またはその両方を含み得る。
【００２１】
例えば、特定の実施形態において、第１の相は、炭化ホウ素を含み得る。炭化ホウ素は、第１の相の総重量を基準として最大１０重量％、例えば最大９．８重量％、または最大９．５重量％、または最大９．２重量％、または最大９重量％、または最大８．８重量％、または最大８．５重量％、または最大８．２重量％、または最大８重量％、または最大７．８重量％、または最大７．５重量％、または最大７．３重量％、または最大７．２重量％。または最大７重量％、最大６．８重量％、または最大６．５重量％、または最大６．３重量％、または最大６重量％、または最大５．８重量％、または最大５．５重量％、または最大５．２重量％、または最大５重量％、または最大４．８重量％、または最大４．５重量％、または最大４．２重量％、または最大４重量％、または最大３．８重量％、または最大３．５重量％、または最大３．２重量％、または最大３重量％、または最大２．８重量％、または最大２．５重量％、または最大２．２重量％、または最大２重量％、または最大１．８重量％、または最大１．５重量％、または最大１．２重量％、または最大１重量％、または最大０．９重量％、または最大０．８重量％、または最大０．７重量％、または最大０．６重量％、または最大０．５重量％、または最大０．４重量％、または最大０．３重量％、または最大０．２５重量％、または最大０．２重量％、または最大０．１重量％の量で第２の相中に存在し得る。別の特定の実施形態において、第１の相は、第１の相の総重量を基準として少なくとも０．１重量％、または少なくとも０．２重量％、または少なくとも０．３重量％、または少なくとも０．４重量％、または少なくとも０．５重量％、または少なくとも０．６重量％、または少なくとも０．７重量％、または少なくとも０．７５重量％、または少なくとも０．８重量％、または少なくとも０．９重量％、または少なくとも１重量％、または少なくとも１．２重量％、または少なくとも１．４重量％、または少なくとも１．５重量％、または少なくとも１．７重量％、または少なくとも１．９重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも２．２重量％、または少なくとも２．４重量％、または少なくとも２．５重量％、または少なくとも２．７重量％、または少なくとも２．９重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも３．２重量％、または少なくとも３．４重量％、または少なくとも３．５重量％、または少なくとも３．７重量％、または少なくとも３．９重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも４．２重量％、または少なくとも４．４重量％、または少なくとも４．５重量％、または少なくとも４．７重量％、または少なくとも４．９重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも５．２重量％、または少なくとも５．５重量％、または少なくとも５．７重量％、または少なくとも５．９重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも６．４重量％、または少なくとも６．７重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも７．２重量％、または少なくとも７．５重量％、または少なくとも７．７重量％、少なくとも８重量％、または少なくとも８．４重量％、または少なくとも８．７重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも９．２重量％、または少なくとも９．４重量％、または少なくとも９．７重量％、または少なくとも１０重量％の量の炭化ホウ素を含み得る。さらに、第１の相は、本明細書に記載の最小または最大パーセントのいずれかを含む範囲内の炭化ホウ素を含むことができる。例えば、炭化ホウ素は、第１の相の総重量に対して少なくとも０．１重量％および最大１０重量％を含む量で第１の相中に存在し得る。
【００２２】
第１の相中の炭化ホウ素粒子は、セラミック複合材の形成および改善された性能を促進し得るある特定の平均粒径を有し得る。例えば、第１の相中の炭化ホウ素粒子は、少なくとも０．３ミクロン、または少なくとも０．５ミクロン、または少なくとも０．６ミクロン、または少なくとも０．８ミクロン、例えば少なくとも０．９ミクロン、または少なくとも１ミクロン、または少なくとも１．２ミクロン、または少なくとも１．５ミクロン、または少なくとも１．８ミクロン、または少なくとも２ミクロン、または少なくとも２．１ミクロン、または少なくとも２．３ミクロン、または少なくとも２．５ミクロン、または少なくとも２．８ミクロン、または少なくとも３ミクロン、または少なくとも３．１ミクロン、または少なくとも３．３ミクロン、または少なくとも３．５ミクロン、または少なくとも３．８ミクロン、または少なくとも３．９ミクロン、または少なくとも４．１ミクロン、または少なくとも４．３ミクロン、または少なくとも４．５ミクロン、または少なくとも４．８ミクロン、または少なくとも５ミクロン、または少なくとも５．２ミクロン、または少なくとも５．５ミクロン、または少なくとも６ミクロン、または少なくとも６．３ミクロン、または少なくとも６．５ミクロン、または少なくとも７ミクロン、または少なくとも７．５ミクロン、または少なくとも８ミクロン、または少なくとも８．５ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも９．５ミクロン、または少なくとも９．８ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１２ミクロン、または少なくとも１６ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロンの平均粒径を有し得る。別の例において、第１の相中の炭化ホウ素粒子は、最大２００ミクロン、例えば最大１８０ミクロン、最大１５０ミクロン、最大１３０ミクロンまたは最大１００ミクロン、または最大９５ミクロン、または最大９０ミクロン以下、または最大８５ミクロン、または最大８０ミクロン、または最大７５ミクロン、または最大７０ミクロン、または最大６５ミクロン以下、または最大６０ミクロン、最大５５ミクロン、最大５０ミクロン、または最大４６ミクロン、または最大４０ミクロン、または最大３５ミクロン、または最大３０ミクロン、または最大２５ミクロン、または最大２０ミクロン、または最大１５ミクロン、または最大１０ミクロン、または最大８ミクロン、または最大６ミクロン、または最大５ミクロンの平均粒径を有し得る。さらに、第１の相中の炭化ホウ素粒子は、本明細書において開示される最小値および最大値のいずれかを含む範囲内の平均粒径を有し得る。例えば、第１の相中の炭化ホウ素粒子は、０．３〜２００ミクロンの範囲内、または５〜２００ミクロンの範囲内、または０．５〜１００ミクロンの範囲内、または最大２〜８５ミクロンの範囲内の平均粒径を有し得る。
【００２３】
さらに、特定の実施形態において、第１の相は、第１の相の総重量を基準として最大７重量％、または最大６重量％、または最大５重量％、または最大４．５重量％、または最大４重量％、または最大３．５重量％、または最大３重量％、または最大２．５重量％、または最大２重量％、または最大１．５重量％、または最大１重量％の量の元素炭素を含み得る。別の特定の実施形態において、第１の相は、第１の相の総重量に対して少なくとも０．０５重量％、例えば少なくとも０．０７重量％、または少なくとも０．０９重量％、または少なくとも１重量％、または少なくとも１．２重量％、または少なくとも１．５重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも２．２重量％、または少なくとも２．５重量％、または少なくとも２．８重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも３．２重量％、または少なくとも３．５重量％、または少なくとも３．８重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも４．３重量％、または少なくとも４．７重量％、または少なくとも５重量％の量の元素炭素を含み得る。さらに、第１の相は、本明細書に記載の最小または最大パーセントのいずれかを含む範囲内の元素炭素を含み得る。例えば、元素炭素は、第１の相の総重量に対して少なくとも０．０５重量％および最大７重量％を含む量で第１の相中に存在し得る。
【００２４】
さらなる実施形態において、第１の相は、少なくとも０．３ミクロン、例えば少なくとも０．５ミクロン、または少なくとも０．７ミクロン、または少なくとも０．９ミクロン、または少なくとも１ミクロン、または少なくとも１．４ミクロン、または少なくとも１．８ミクロン、少なくとも２ミクロン、または少なくとも２．５ミクロン、例えば少なくとも２．７ミクロン、少なくとも２．９ミクロン、または少なくとも３．５ミクロン、または少なくとも４ミクロン、または少なくとも４．５ミクロン、または少なくとも５ミクロン、または少なくとも７ミクロン、または少なくとも８ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも１０ミクロンの粒径を有する元素炭素を含み得る。別の実施形態において、第１の相中の元素炭素は、最大１００ミクロン、例えば最大９０ミクロン、最大８０ミクロン、最大７５ミクロン、最大７０ミクロン、最大６５ミクロン、最大６０ミクロン、最大５０ミクロン、最大４５ミクロン、または最大４０ミクロン、または最大３０ミクロン、または最大２５ミクロン、または最大２０ミクロン、または最大１０ミクロンの粒径を有し得る。さらに、第１のセラミック相中の元素炭素は、本明細書に記載の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内の粒径を有し得る。例えば、第１のセラミック相は、０．３〜１００ミクロンの範囲内、または０．５ミクロン〜８０ミクロンの範囲内のサイズを有する元素炭素を含み得る。
【００２５】
特定の実施形態において、第１の相は、炭化ケイ素および炭化ホウ素を含み得る。さらに特定の実施形態において、炭化ケイ素および炭化ホウ素は、各化合物に関して本開示に記載された量で第１の相中に存在し得る。例えば、第１の相は、約９９．９重量％、９９．８重量％、９９．７５重量％、９９．７重量％、９９．６重量％、９９．５重量％、９９．４重量％、９９．３重量％、９９．２５重量％、９９．２重量％、９９．１重量％、９９重量％、９８重量％、９７重量％、９６重量％、９５重量％、９４重量％、９３重量％、９２重量％、９１重量％、または９０重量％、およびそれらの間の範囲の量の炭化ケイ素、ならびに約０．１重量％、０．２重量％、０．２５重量％、０．３重量％の量の炭化ホウ素を含み得る。０．４重量％、０．５重量％、０．６重量％。０．７重量％、０．７５重量％。０．８重量％または０．９重量％、１重量％、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％または１０重量％。さらに、第１の相は、最小値または最大値としての上記の値のいずれかの範囲内の炭化ケイ素および炭化ホウ素を含み得る。
【００２６】
一実施形態において、第２の相は、セラミック複合材の総重量を基準として少なくとも１重量％、または少なくとも１．３重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも２．５重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも１０重量％、または少なくとも１１重量％、または少なくとも１３重量％、または少なくとも１５重量％、または少なくとも１７重量％、または少なくとも１８重量％、または少なくとも２０重量％、または少なくとも２２重量％、または少なくとも２４重量％、または少なくとも２６重量％、または少なくとも２８重量％、または少なくとも３０重量％、または少なくとも３２重量％、または少なくとも３４重量％、または少なくとも３６重量％、または少なくとも３８重量％、または少なくとも４０重量％、または少なくとも４２重量％、または少なくとも４４重量％、または少なくとも４６重量％、または少なくとも４８重量％、または少なくとも５０重量％、または少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６２重量％、または少なくとも６４重量％、または少なくとも６６重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８２重量％、または少なくとも８４重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９３重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９６重量％、または少なくとも９９重量％の量で存在し得る。さらに、第２の相は、セラミック複合材の総重量を基準として最大９９重量％、最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９５重量％、または最大９２重量％、または最大９０重量％、または最大８８重量％、または最大８５重量％、または最大８２重量％、または最大８０重量％、または最大７８重量％、または最大７６重量％、または最大７４重量％、または最大７２重量％、または最大７０重量％、または最大６８重量％、または最大６６重量％、または最大６４重量％、または最大６２重量％、または最大６０重量％、または最大５８重量％、または最大５６重量％、または最大５４重量％、または最大５２重量％、または最大５０重量％、または最大５２重量％、または最大５０重量％、または最大４８重量％、または最大４６重量％、または最大４４重量％、または最大４２重量％、または最大４０重量％、または最大３８重量％、または最大３６重量％、または最大３４重量％、または最大３２重量％、または最大３０重量％、または最大２８重量％、または最大２６重量％、または最大２４重量％、または最大２２重量％、または最大２０重量％、または最大１８重量％、または最大１６重量％、または最大１４重量％、または最大１２重量％、または最大１０重量％、または最大８重量％、または最大６重量％、または最大４重量％、または最大３重量％、または最大２重量％、または最大１重量％の量でセラミック組成物中に存在する。さらに、第２の相は、本明細書に記載の最小および最大パーセントのいずれかを含む量でセラミック複合材中に存在し得る。例えば、第２の相は、少なくとも１重量％〜最大９９重量％の範囲内、または少なくとも８重量％〜最大９２重量％の範囲内、または少なくとも１０重量％〜最大９０重量％の範囲内の量でセラミック複合材中に存在し得る。
【００２７】
一実施形態において、セラミック複合材中に存在する炭化ホウ素の総量は、セラミック複合材の総重量を基準として少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、または１０重量％、または少なくとも１１重量％、または少なくとも１３重量％、または少なくとも１５重量％、または少なくとも１７重量％、または少なくとも１８重量％、または少なくとも２０重量％、または少なくとも２２重量％、または少なくとも２４重量％、または少なくとも２６重量％、または少なくとも２８重量％、または少なくとも３０重量％、または少なくとも３２重量％、または少なくとも３４重量％、または少なくとも３６重量％、または少なくとも３８重量％、または少なくとも４０重量％、または少なくとも４２重量％、または少なくとも４４重量％、または少なくとも４６重量％、または少なくとも４８重量％、または少なくとも５０重量％、または少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６２重量％、または少なくとも６４重量％、または少なくとも６６重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８２重量％、または少なくとも８４重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９３重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９６重量％、または少なくとも９９重量％であってもよい。さらに、セラミック複合材中に存在する炭化ホウ素の総量は、セラミック複合材の総重量を基準として最大９９重量％、最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９５重量％、または最大９２重量％、最大９０重量％、または最大８８重量％、または最大８５重量％、または最大８２重量％、または最大８０重量％、または最大７８重量％、または最大７６重量％、または最大７４または７２重量％、または最大７０重量％、または最大６８重量％、または最大６６重量％、または最大６４重量％、または最大６２重量％、または最大６０重量％以下最大５８重量％、または最大５６重量％、または最大５４重量％、または最大５２重量％、または最大５０重量％、または最大４８重量％、または最大４６重量％、または最大４４重量％、または最大４２重量％、または最大４０重量％、または最大３８重量％、または最大３６重量％、または最大３４重量％、または最大３２重量％、または最大３０重量％、または最大２８重量％、または最大２６重量％、または最大２４重量％、または最大２２重量％、または最大２０重量％、または最大１８重量％、または最大１６重量％、または最大１４重量％、または最大１２重量％、または最大１０重量％、または最大９重量％、または最大８重量％、または最大６重量％、または最大４重量％、または最大２重量％、または最大１重量％であってもよい。さらに、セラミック複合材中に存在する炭化ホウ素の総量は、本明細書に記載の最小および最大パーセントのいずれかを含み得る。例えば、セラミック複合材中に存在する炭化ホウ素の総量は、少なくとも１重量％〜最大９９重量％の範囲内、または少なくとも１０重量％〜最大９０重量％の範囲内であってもよい。
【００２８】
一実施形態において、第２のセラミック相は、炭化ホウ素を含み得る。一実施形態において、第２の相は、第２の相の総重量を基準として少なくとも５０重量％の量の炭化ホウ素を含み得る。別の実施形態において、第２の相は、第２の相の総重量を基準として５０重量％超の炭化ホウ素、例えば、第２の相の総重量を基準として少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６３重量％、または少なくとも６５重量％、または少なくとも６７重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８３重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９１重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９３重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９５重量％、または少なくとも９６重量％、または少なくとも９７重量％、または少なくとも９８重量％、または少なくとも９９重量％、または少なくとも９９．１重量％、または少なくとも９９．２重量％、または少なくとも９９．２５重量％、または少なくとも９９．３重量％、または少なくとも９９．４重量％、または少なくとも９９．５重量％、または少なくとも９９．６重量％、または少なくとも９．７重量％、または少なくとも９９．７５重量％、または少なくとも９９．８重量％、または少なくとも９９．９重量％の炭化ホウ素を含み得る。さらに、一実施形態において、第２の相は、第２の相の総重量を基準として、最大９９．９重量％、または最大９９．８重量％、または最大９９．７５重量％、または最大９９．７重量％、または最大９９．６重量％、または最大９９．５重量％、または最大９９．４重量％、または最大９９．３重量％、または最大９９．２５重量％、または最大９９．２重量％、または最大９９．１重量％、または最大９９重量％、または最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９６重量％、または最大９５重量％、または最大９４重量％、または最大９３重量％、または最大９２重量％、または最大９１重量％、または最大９０重量％の量で炭化ホウ素を含み得る。一実施形態において、第１の相は、上記の最小値および最大値のいずれかの範囲内の量の炭化ホウ素を含み得る。例えば、第１の相は、８６重量％〜９９．９９重量％、または８８重量％〜９９．９５重量％、または９０重量％〜９９重量％の範囲内の量の炭化ホウ素を含み得る。
【００２９】
特定の実施形態において、第２の相は、セラミック組成物の改善された形成および性能を促進し得るある特定の平均粒径を有する炭化ホウ素を含み得る。例えば、第２の相中の炭化ホウ素の平均粒径は、少なくとも０．３ミクロン、例えば少なくとも０．４ミクロン、または少なくとも０．５ミクロン、または少なくとも０．６ミクロン、または少なくとも０．７ミクロン、または少なくとも０．８ミクロン、または少なくとも０．９ミクロン、または少なくとも１ミクロン、または少なくとも１．２ミクロン、または少なくとも１．４ミクロン、または少なくとも１．６ミクロン、または少なくとも１．８ミクロン、または少なくとも１．９ミクロン、または少なくとも２ミクロン、または少なくとも２．２ミクロン、または少なくとも２．４ミクロン、または少なくとも２．６ミクロン、または少なくとも２．８ミクロン、または少なくとも２．９ミクロン、または少なくとも３ミクロン、または少なくとも３．２ミクロン、または少なくとも３．４ミクロン、または少なくとも３．６ミクロン、または少なくとも３．８ミクロン、または少なくとも３．９ミクロン、または少なくとも４ミクロン、または少なくとも４．２ミクロン、または少なくとも４．４ミクロン、または少なくとも４．６ミクロン、または少なくとも４．８ミクロン、または少なくとも５ミクロン、または少なくとも５．２ミクロン、または少なくとも５．５ミクロン、または少なくとも６ミクロン、または少なくとも６．３ミクロン、または少なくとも６．５ミクロン、または少なくとも７ミクロン、または少なくとも７．５ミクロン、または少なくとも８ミクロン、または少なくとも８．５ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも９．５ミクロン、または少なくとも９．８ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１２ミクロン、または少なくとも１６ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロンであってもよい。別の例において、第２の相における炭化ホウ素の平均粒径は、最大２００ミクロン、例えば最大１８０ミクロン、最大１５０ミクロン、最大１３０ミクロン、または最大１００ミクロン、または最大９５ミクロン、または最大９０ミクロン、または最大８５ミクロン、または最大８０ミクロン、または最大７５ミクロン、または最大７０ミクロン、または最大６５ミクロン、または最大６０、最大５５ミクロン、最大５０ミクロン、または最大４６ミクロン、または最大も４０ミクロン、または最大３５ミクロン、または最大３０ミクロン、または最大２５ミクロン、または最大２０ミクロン、または最大１５ミクロン、または最大１０ミクロン、または最大８ミクロン、または最大６ミクロン、または最大５ミクロン、または最大４．８ミクロン、または最大４．６ミクロン、または最大４．４ミクロン、または最大４．１ミクロン、または最大３．９ミクロン、または最大３．７ミクロン、または最大３．５ミクロン、または最大３．３ミクロン、または最大３．１ミクロンであってもよい。特定の実施形態において、炭化ホウ素は、本明細書において開示される最小値および最大値のいずれかを含む範囲内、例えば０．３〜２００ミクロンの範囲内、または０．５〜１００ミクロンの範囲内、または２〜８５ミクロンの範囲内の平均粒径を有し得る。
【００３０】
さらなる実施形態において、第２の相はまた、炭化ケイ素、炭素、またはその両方を含み得る。一実施形態において、第２の相は、少なくとも０．０５重量％、または少なくとも０．０７重量％、または少なくとも０．０９重量％、または少なくとも０．１重量％、または少なくとも０．２重量％、または少なくとも０．２５重量％、または少なくとも０．３重量％、または少なくとも０．４重量％、または少なくとも０．５重量％、または少なくとも０．６重量％、または少なくとも０．７重量％、または少なくとも０．７５重量％、または少なくとも０．８重量％、または少なくとも０．９重量％、または少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも１０重量％の量の炭化ケイ素、炭素またはその両方を含み得る。一実施形態において、第２の相は、第２の相の総重量を基準として最大１２重量％、または最大１１重量％、または最大１０．５重量％、または最大１０重量％、最大９重量％、または最大８重量％、または最大７重量％、または最大６重量％、または最大５重量％、または最大４重量％、または最大３重量％、または最大２重量％、または最大１重量％、または最大０．９重量％、または最大０．８重量％、または最大０．７重量％、または最大０．６重量％、または最大０．５重量％、または最大０．４重量％、または最大０．３重量％、または最大０．２５重量％、または最大約０．２重量％、または最大０．１重量％の量の炭化ケイ素、炭素、またはその両方を含み得る。一実施形態において、第２の相は、本明細書に記載の最小および最大パーセントのいずれかを含む範囲内、例えば０．０５重量％〜１２重量％の範囲内、または０．０７重量％〜１１重量％の範囲内、または０．０９〜１０．５重量％の範囲内の炭化ケイ素、炭素またはその両方を含み得る。
【００３１】
例えば、特定の実施形態において、第２の相中の炭化ケイ素は、β−ＳｉＣを含み得る。特定の実施形態において、第２の相は、第２の相の総重量を基準として少なくとも０．１重量％、または少なくとも０．２重量％、または少なくとも０．２５重量％、または少なくとも０．３重量％、または少なくとも０．４重量％、または少なくとも０．５重量％、または少なくとも０．６重量％、または少なくとも０．７重量％、または少なくとも０．７５重量％、または少なくとも０．８重量％、または少なくとも０．９重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも１０重量％の量の炭化ケイ素を含み得る。さらに、特定の実施形態において、第２の相は、第２の相の総重量を基準として最大１０重量％、または最大９重量％、または最大８重量％、または最大７重量％、または最大６重量％、または最大５重量％、または最大４重量％、または最大３重量％、または最大２重量％、または最大１重量％の量の炭化ケイ素を含み得る。さらに、第２の相は、本明細書に記載の最小および最大パーセントのいずれかを含む範囲内の量の炭化ケイ素を含み得る。例えば、炭化ケイ素は第２の相に、少なくとも０．１重量％および最大１０重量％を含む量で、または少なくとも０．５重量％および最大９重量％を含む量で存在し得る。
【００３２】
特定の実施形態において、第２の相の炭化ケイ素粒子は、セラミック複合材の改善された形成および性能を促進し得る平均粒径を有し得る。例えば、第２の相の炭化ケイ素粒子は、少なくとも０．３ミクロン、例えば少なくとも０．４ミクロン、または少なくとも０．５ミクロン、または少なくとも０．６ミクロン、または少なくとも０．７ミクロン、または少なくとも０．８ミクロン、または少なくとも０．９ミクロン、または少なくとも１ミクロン、または少なくとも１．２ミクロン、または少なくとも１．４ミクロン、または少なくとも１．６ミクロン、または少なくとも１．８ミクロン、または少なくとも１．９ミクロン、または少なくとも２ミクロン、または少なくとも２．２ミクロン、または少なくとも２．４ミクロン、または少なくとも２．６ミクロン、または少なくとも２．８ミクロン、または少なくとも２．９ミクロン、または少なくとも３ミクロン、または少なくとも３．２ミクロン、または少なくとも３．４ミクロン、または少なくとも３．６ミクロン、または少なくとも３．８ミクロン、または少なくとも３．９ミクロン、または少なくとも４ミクロン、または少なくとも４．２ミクロン、または少なくとも４．４ミクロン、または少なくとも４．６ミクロン、または少なくとも４．８ミクロン、または少なくとも５ミクロン、または少なくとも５．２ミクロン、または少なくとも５．５ミクロン、または少なくとも６ミクロン、または少なくとも６．３ミクロン、または少なくとも６．５ミクロン、または少なくとも７ミクロン、または少なくとも７．５ミクロン、または少なくとも８ミクロン、または少なくとも８．５ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも９．５ミクロン、または少なくとも９．８ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１２ミクロン、または少なくとも１６ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロンの平均粒径を有し得る。別の例において、第２の相中の炭化ケイ素の平均粒径は、最大２００ミクロン、最大１９０ミクロン、最大１８０ミクロン、または最大１７０ミクロン、または最大１５０ミクロン、または最大１４０ミクロン、または最大１２０ミクロン、または最大１００ミクロン、例えば最大９５ミクロン、または最大９０ミクロン、または最大８５ミクロン、または最大８０ミクロン、または最大７５ミクロン、または最大７０ミクロン、または最大６５ミクロン、または最大６０ミクロン、最大５５ミクロン、最大５０ミクロン、または最大４６ミクロン、または最大４０ミクロン、または最大３５ミクロン、または最大３０ミクロン、または最大２５ミクロン、または最大２０ミクロン、または最大１５ミクロン、または最大１０ミクロン、または最大８ミクロン、または最大６ミクロン、最大５ミクロン、または最大４．８ミクロン、または最大４．６ミクロン、または最大も４．４ミクロン、または最大４．１ミクロン、または最大３．９ミクロン、または最大３．７ミクロン、または最大３．５ミクロン、または最大３．３ミクロン、または最大３．１ミクロン、または最大２．９ミクロン、または最大２．６ミクロン、または最大２．４ミクロン、または最大２．２ミクロン、または最大２ミクロン、または最大１．８ミクロン、または最大１．５ミクロン、または最大１．３ミクロン、または最大１ミクロン、または最大０．５ミクロンであってもよい。また、第２の相中の炭化ケイ素の粒径は、本明細書に記載の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であってもよい。例えば、平均粒径は、０．３〜２００ミクロンの範囲内、または０．８〜２００ミクロンの範囲内、または５ミクロン〜２００ミクロンの範囲内であってもよい。
【００３３】
さらに、特定の実施形態において、第２の相は、第２の相の総重量を基準として最大７重量％、または最大６重量％、または最大５重量％、または最大４．５重量％、または最大４重量％、または最大３．５重量％、または最大３重量％、または最大２．５重量％、または最大２重量％、または最大１．５重量％、または最大１重量％の量の元素炭素を含み得る。別の特定の実施形態において、第２の相は、第２の相の総重量に対して少なくとも０．０５重量％、例えば少なくとも０．０７重量％、または少なくとも０．０９重量％、または少なくとも１重量％、または少なくとも１．２重量％、または少なくとも１．５重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも２．２重量％、または少なくとも２．５重量％、または少なくとも２．８重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも３．２重量％、または少なくとも３．５重量％、または少なくとも３．８重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも４．３重量％、または少なくとも４．７重量％、または少なくとも５重量％の量の元素炭素を含み得る。さらに、第２の相は、本明細書に記載の最小または最大パーセントのいずれかを含む範囲内の元素炭素を含み得る。例えば、元素炭素は、第２の相の総重量に対して少なくとも０．０５重量％および最大７重量％を含む量で第２の相中に存在し得る。
【００３４】
さらに、第２の相は、少なくとも０．３ミクロン、例えば少なくとも０．５ミクロン、または少なくとも０．７ミクロン、または少なくとも０．９ミクロン、または少なくとも１ミクロン、または少なくとも１．４ミクロン、または少なくとも１．８ミクロン、少なくとも２ミクロン、または少なくとも２．５ミクロン、例えば少なくとも２．７ミクロン、少なくとも２．９ミクロン、または少なくとも３．５ミクロン、または少なくとも４ミクロン、または少なくとも４．５ミクロン、または少なくとも５ミクロン、または少なくとも７ミクロン、または少なくとも８ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも１０ミクロンの平均粒径を有する元素炭素を含み得る。別の実施形態において、第２の相中の元素炭素は、最大１００ミクロン、例えば最大９０ミクロン、最大８０ミクロン、最大７５ミクロン、最大７０ミクロン、最大６５ミクロン、最大６０ミクロン、最大５０ミクロン、最大４５ミクロン、または最大４０ミクロン、または最大３０ミクロン、または最大２５ミクロン、または最大２０ミクロン、または最大１０ミクロンの平均粒径を有し得る。さらに、第２のセラミック相中の元素炭素は、本明細書に記載の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内の平均粒径を有し得る。例えば、第２のセラミック相は、０．３〜１００ミクロンの範囲内、または０．５〜８０ミクロンの範囲内の粒径を有する元素炭素を含み得る。別の実施形態において、第２の相中の元素炭素は、第１の相中の元素炭素と比較して、同じかまたは異なる平均粒径を有し得る。
【００３５】
さらなる実施形態において、第２の相は、炭化ケイ素および炭化ホウ素を含み得る。特定の実施形態において、炭化ケイ素および炭化ホウ素は、本開示における各化合物に関して記載された量で第２の相中に存在し得る。例えば、第２の相は、約９９．９重量％、９９．８重量％、９９．７５重量％、９９．７重量％、９９．６重量％、９９．５重量％、９９．４重量％、９９．３重量％、９９．２５重量％、９９．２重量％、９９．１重量％、９９重量％、９８重量％、９７重量％、９６重量％、９５重量％、９４重量％、９３重量％、９２重量％、９１重量％、または９０重量％、およびそれらの間の範囲の量の炭化ホウ素、ならびに約０．１重量％、０．２重量％、０．２５重量％、０．３重量％、０．４重量％、０．５重量％、０．６重量％、０．７重量％、０．７５重量％、０．８重量％、０．９重量％、１重量％、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％または１０重量％の量の炭化ケイ素を含み得る。さらに、第２の相は、最小値または最大値としての上記の値のいずれかの範囲内の炭化ケイ素および炭化ホウ素を含み得る。
【００３６】
一実施形態において、セラミック複合材は、セラミック複合材の改善された形成を促進し得る第２の相の重量パーセントに対する第１の相の重量パーセントの比を含み得る。例えば、第２の相に対する第１の相の重量パーセント比は、少なくとも１：９９、例えば少なくとも２：９８、または少なくとも５：９５、または少なくとも８：９２、または少なくとも１０：９０、少なくとも１８：８２、または少なくとも２０：８０、または少なくとも２２：７８、または少なくとも２４：７６、または少なくとも２６：７４、または少なくとも２８：７２、または少なくとも３０：７０、または少なくとも３３：６７、または少なくとも３５：６５、または少なくとも４０：６０、または少なくとも４５：５５、または少なくとも５０：５０、または少なくとも５５：４５、または少なくとも６０：４０、または少なくとも６２：３８、または少なくとも６５：３５、または少なくとも６８：３２、または少なくとも７０：３０、または少なくとも７３：２７、または少なくとも７６：２４、または少なくとも７９：２１、または少なくとも７７：２３、または少なくとも８０：２０、または少なくとも８５：１５、または少なくとも８８：１２、または少なくとも９０：１０、または少なくとも９２：８であってもよい。別の実施形態において、第２の相の重量パーセントに対する第１の相の重量パーセントの比は、最大９９：１、例えば最大９６：４、または最大９４：６、または最大９３：７、または最大９１：９、または最大９０：１０、または最大８２：１８、または最大８０：２０、または最大７８：２２、または最大７６：２４、または最大７４：２６、または最大７２：２８、または最大７０：３０、または最大６５：３５、または最大６３：３７、または最大６０：４０、または最大５８：４２、または最大５５：４５、または最大５０：５０、または最大４６：５４、または最大４４：５６、または最大４０：６０、または最大３６：６４、または最大３２：６８、または最大３０：７０、または最大２５：７５、または最大２３：７７、または最大２０：８０、または最大１８：８２、または最大１５：８５、または最大１２：８８、または最大１０：９０、または最大５：９５、または最大１：９９であってもよい。さらに、第２の相の重量パーセントに対する第１の相の重量パーセントの比は、本明細書において開示される最小値および最大値のいずれかを含む範囲内、例えば１：９９〜９９：１の範囲内、５：９５〜９５：５の範囲内、または１０：９０〜９０：１０の範囲内、または８２：１８〜１８：８２の範囲内、または８０：２０〜２０：８０の範囲内、または７８：２２〜２２：７８の範囲内、または７６：２４〜２４：７６の範囲内、または７４：２６〜２６：７４の範囲内、または７２：２８〜２８：７２の範囲内、または７０：３０〜３０：７０の範囲内、または６５：３５〜３５：６５の範囲内、または６０：４０〜４０：６０の範囲内、または５５：４５〜４５：５５の範囲内、または５０：５０の範囲内であってもよい。
【００３７】
一実施形態において、第１および第２の相の含量が互いに近付く、例えば６５：３５〜３５：６５の範囲内、または６０：４０〜４０：６０の範囲内、または５５：４５〜４５：５５の範囲、または５０：５０の範囲内であると、３−３接続性が現れる。別の実施形態において、第１の相および第２の相の含量が互いに離れる、例えば１：９９〜９９：１の範囲内、または９０：１０〜１０：９０の範囲内、または８２：１８〜１８：８２の範囲内、または８０：２０〜２０：８０の範囲内、または７８：２２〜２２：７８の範囲内、または７６：２４〜２４：７６の範囲内、または７４：２６から２６：７４の範囲内、または７２：２８から２８：７２の範囲内、または７０：３０から３０：７０の範囲内であると、１−３接続性が現れる。さらなる実施形態において、セラミック複合材は、３−３接続性、１−３接続性、またはその両方を含み得る。
【００３８】
別の実施形態において、セラミック複合材は、改善された形成および性能を促進し得る、セラミック複合材中の炭化ホウ素の総量に対するセラミック複合材中の炭化ケイ素の総量の比を含み得る。例えば、炭化ホウ素の総量に対する炭化ケイ素の総量の比は、少なくとも１：９９、例えば少なくとも３：９７、または少なくとも５：９５、または少なくとも８：９２、または少なくとも１０：９０、少なくとも１５：８５、または少なくとも１８：８２、または少なくとも２０：８０、または少なくとも２２：３８、または少なくとも２４：７６、または少なくとも２６：７４、または少なくとも２８：７２、または少なくとも３０：７０、または少なくとも３５：６５、または少なくとも４０：６０、または少なくとも４５：５５、または少なくとも５０：５０、または少なくとも６０：４０、または少なくとも６５：３５、または少なくとも７０：３０、または少なくとも７５：２５、または少なくとも８０：２０、または少なくとも８５：１５、または少なくとも９０：１０、または少なくとも９２：８、または少なくとも９５：５であってもよい。さらに別の実施形態において、炭化ホウ素の総量に対する炭化ケイ素の総量の比は、最大９９：１、例えば最大９５：５、または最大９２：８、または最大９０：１０、または最大８６：４、または最大８２：１８、または最大８０：２０、または最大７８：２２、または最大７６：２４、または最大７４：２６、または最大７２：２８、または最大７０：３０または最大６５：３５、または最大６０：４０、または最大５５：４５、または最大５０：５０、または最大４５：５５、または最大４０：６０、または最大３５：６５、または最大３０：７０、または最大２５：７５、または最大２０：８０、または最大１５：８５、または最大１０：９０、または最大８：９２、または最大５：９５であってもよい。さらに、炭化ホウ素の総量に対する炭化ケイ素の総量の比は、本明細書において開示されている最小値および最大値のいずれかを含む範囲内、例えば１：９９〜９９：１の範囲内、または５：９５〜９５：５の範囲内、または１０：９０〜９０：１０の範囲内、または８２：１８〜１８：８２の範囲内、または８０：２０〜２０：８０の範囲内、または７８：２２〜２２：７８の範囲内、または７６：２４〜２４：７６の範囲内、または７４：２６〜２６：７４の範囲内、または７２：２８〜２８：７２の範囲内、または７０：３０〜３０：７０の範囲内、または６５：３５〜３５：６５の範囲内、または６０：４０〜４０：６０の範囲内、または５５：４５〜４５：５５の範囲内、または５０：５０の範囲内であってもよい。
【００３９】
一実施形態において、セラミック複合材は、第３の相を含み得る。第３の相は、元素炭素を含み得る。特定の実施形態において、第３の相は、本質的に元素炭素からなってもよい。別の特定の実施形態において、第３の相は、０．５〜１００ミクロンの範囲内の最小幅を有し得る。
【００４０】
さらに、第１の相の総重量を基準とする第１の相中の炭化ホウ素の重量パーセントは、第２の相の総重量を基準とする第２の相中の炭化ホウ素の重量パーセントよりも小さい。同様に、第２の相の総重量を基準とする第２の相中の炭化ケイ素の重量パーセントは、第１の相の総重量を基準とする第１の相中の炭化ケイ素の重量パーセントよりも小さい。
【００４１】
ある特定の実施形態において、セラミック複合材を製造するための方法は、乾燥セラミック粉末を提供することと、セラミック粉末を乾式混合することと、形成された混合粉末を焼結することとを含み得る。
【００４２】
従来、炭化ケイ素または炭化ホウ素セラミック材料の前駆体は、炭化ケイ素および炭化ホウ素微粒子を分散液中に含み、湿式混合されている。湿式混合は、そのような高エネルギーで行われ、微粒子は、３０または２０または１０ミクロン以下の中央粒径等、上記のものより十分小さい径を有する微細粒子に粉砕される。しかしながら、本明細書に記載の実施形態において、この方法は、粉末を乾式混合することを含み得る。特定の実施形態において、乾式混合は、Ｖ型コーンブレンダまたはダブルコーンブレンダ内で行われてもよく、回転ドラム型容器内で粉末を回転させることによって達成され得る。
【００４３】
次いで、混合粉末を形成し、焼結して、本明細書に記載のセラミック複合材を得ることができる。ある特定の実施形態において、粉末の顆粒サイズに関して上述されたように、焼結は無加圧焼結を含み得る。本明細書において使用される場合、「無加圧」という用語は、いかなる追加の圧力も加えることのない周囲圧力を指す。
【００４４】
ある特定の実施形態において、焼結は、少なくとも１９００℃、または少なくとも２０００℃、または少なくとも２１００℃の温度での焼結を含み得る。さらなる実施形態において、無加圧焼結は、４０００℃以下、または少なくとも３５００℃、または少なくとも３０００℃の温度での焼結を含み得る。さらに、無加圧焼結は、上記最小値および最大値のいずれかの範囲内、例えば１９００〜４０００℃、または２０００〜３５００℃、または２１００〜３０００℃の範囲内の温度での焼結を含み得る。
【００４５】
本明細書に記載の多相微細構造を有するセラミック複合材のある特定の実施形態の特定の利点は、第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つが、１ｋｇ荷重下でのヌープ硬度試験に従って測定して、少なくとも１５００ＧＰａ、または少なくとも１６００ＧＰａの平均硬度、または少なくとも１７００ＧＰａでの平均硬度を有し得ることである。さらなる実施形態において、第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つは、１ｋｇ荷重下でのヌープ硬度試験に従って測定して、最大２５００ＧＰａ、または最大２４００ＧＰａ、または最大２３００ＧＰａの平均硬度を有し得る。さらに、第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つは、１ｋｇ荷重下でのヌープ硬度試験に従って測定して、本明細書に記載の最小値および最大値のいずれかを含む平均硬度を有し得る。例えば、第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つは、少なくとも１５００ＧＰａおよび最大２５００ＧＰａの範囲内の平均硬度を有し得る。
【００４６】
本明細書に記載の多相微細構造を有するセラミック複合材のある特定の実施形態の別の特定の利点は、セラミック複合材が、ＡＳＴＭ  Ｃ６７４−１３に従って測定して、少なくとも３６０ＧＰａ、または少なくとも３７０ＧＰａ、または少なくとも３８０ＧＰａの平均弾性率を有し得ることである。さらなる実施形態において、セラミック複合材は、ＡＳＴＭ  Ｃ６７４−１３に従って測定して、最大５００ＧＰａ、または最大４９０ＧＰａ、または最大４８０ＧＰａの平均弾性率を有し得る。さらに、セラミック複合材は、ＡＳＴＭ  Ｃ６７４−１３に従って測定して、本明細書に記載の最小値および最大値のいずれかを含む平均弾性率を有し得る。例えば、セラミック複合材は、少なくとも３６０Ｇｐａおよび最大５００ＧＰａの範囲内の平均弾性率を有し得る。
【００４７】
本明細書に記載の多相微細構造を有するセラミック複合材のある特定の実施形態の特定の利点は、セラミック複合材が最大３．１ｇ／ｃｍ３、または最大３．０５ｇ／ｃｍ３、または最大も３ｇ／ｃｍ３の平均かさ密度を有し得ることである。さらに、セラミック複合材は、少なくとも２．４ｇ／ｃｍ３、または少なくとも２．５ｇ／ｃｍ３、または少なくとも２．６ｇ／ｃｍ３の平均かさ密度を有し得る。さらに、セラミック複合材は、本明細書に記載の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内、例えば少なくとも２．４ｇ／ｃｍ３および最大３．１ｇ／ｃｍ３の範囲内の平均かさ密度を有し得る。かさ密度は、アルキメデス法重量／（重量−浮遊重量）で測定し、グラム／ｃｍ３で報告することができる。
【００４８】
一実施形態において、複合材は、理論密度の少なくとも９５．５％、例えば理論密度の少なくとも９６．５％、少なくとも９７％、または少なくとも９７．５％、または少なくとも９８％、または少なくとも９８．５、または少なくとも９９％、または少なくとも９９．５％、または少なくとも９９．９％の密度を有し得る。
【００４９】
本明細書に記載の多相微細構造を有するセラミック複合材のある特定の実施形態の特定の利点は、セラミック複合材が最大５％、または最大４％、または最大３％の平均空隙率を有し得ることである。０％空隙率のセラミック複合材を有することが望ましくなり得るが、多くの場合、セラミック複合材は、少なくとも０．００１％、または少なくとも０．０１％、または少なくとも０．１％の平均空隙率を有し得る。さらなる実施形態において、セラミック複合材は、本明細書において開示されている最小および最大パーセントのいずれかを含む範囲内、例えば少なくとも０．００１％および最大３％の範囲内の平均空隙率を有し得る。平均空隙率は、それぞれ＞１３０００μ２または全体で＞３９０，０００μ２の３０視野内の画像分析によって測定される。
【００５０】
さらなる実施形態において、セラミック複合材は、対応する従来のセラミック製品と比較して低減された重量を有し得る。対応する従来のセラミック製品は、セラミック複合材の同じ形状および寸法を有し得るが、ＳｉＣ等の従来のセラミック材料で形成される。例えば、セラミック複合材は、対応する従来のセラミック製品の重量と比較して少なくとも４％、例えば少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、少なくとも１１％、少なくとも１２％、少なくとも１３％、少なくとも１４％、少なくとも１５％、少なくとも１６％、または少なくとも１７％の重量低減を有し得る。別の例において、重量低減は、対応する従来のセラミック製品の重量と比較して最大２５％、例えば最大２３％、最大２２％、最大２０％、最大１９％、最大１８％等、最大１７％、最大１６％、最大１５％、最大１４％、最大１３％、最大１２％、最大１１％、最大１０％、最大９％、最大８％、最大７％、または最大６％であってもよい。さらに、重量低減は、本明細書に記載の最小および最大パーセントのいずれかを含む範囲内であってもよい。セラミック複合材の重量低減は、式ΔＷ＝（Ｗｃｏｎ−Ｗｃｏｍ）×１００％によって決定することができ、式中、ΔＷは重量低減を表し、Ｗｃｏｎは対応する従来のセラミック製品の重量であり、Ｗｃｏｍはセラミック複合材の重量である。
【００５１】
本明細書に記載のセラミック複合材は、セラミックタイルとして有用となり得る。例えば、装甲副構成要素は、本明細書に記載のセラミック複合材を含むセラミックタイルを含み得る。装甲副構成要素は、防弾装甲インサートを含み得る。
【００５２】
一実施形態によれば、装甲構成要素は、セラミック複合材を含むセラミック本体と、セラミック本体に隣接する第１の構成要素とを含み得る。図４は、一実施形態による装甲構成要素４００の斜視図を含む。図示されるように、装甲構成要素４００は、セラミック本体４０１と、第１の構成要素４０２とを含む。特定の例において、第１の構成要素４０２は、セラミック本体４０１の上に重なってもよい。他の実施形態において、第１の構成要素４０２は、セラミック本体４０１に対して特定の位置を有し得ることが理解されよう。例えば、図５にされるように、第１の構成要素４０２は、セラミック本体４０１の下にあってもよい。図６にさらに示されるように、装甲構成要素４００の別の構造は、第１の構成要素４０２と第３の構成要素４０３との間に配置されたセラミック本体４０１を含み得る。他の構成要素（例えば、第１の構成要素４０２および第２の構成要素４０３）に対するセラミック本体４０１の様々な好適な配置が企図され、本明細書に記載の実施形態の範囲内であることが理解されよう。図４を参照すると、一実施形態によれば、第１の構成要素４０２は、セラミック本体４０１の少なくとも一部に当接してもよく、より具体的には、セラミック本体４０１の第１の主面４０５と直接接触してもよい。より具体的には、第１の構成要素４０２およびセラミック本体４０１は、セラミック本体４０１の第１の主面４０５において互いに接合されてもよい。対向面４０６は、セラミック本体４０１の打撃面であってもよい。
【００５３】
一実施形態によれば、第１の構成要素４０２は、これらに限定されないが、ホウ化物、窒化物、酸化物、炭化物、およびそれらの任意の組み合わせ等のセラミックを含む、特定の材料を含み得る。特に、第１の構成要素４０２は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、六ホウ化カルシウム（ＣａＢ６）、十二ホウ化アルミニウム（ＡＬＢ１２）、亜酸化ホウ素（Ｂ６Ｏ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびこれらの任意の組み合わせを含み得る。さらに別の代替の実施形態において、第１の構成要素は、有機材料構成要素等の材料、より具体的にはポリマー、例えばポリエチレン、ポリウレタン、フッ素化ポリマー、樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、パラアラミド繊維、およびそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【００５４】
さらに、第１の構成要素４０２は、例えば天然材料、合成材料、有機材料、無機材料、およびそれらの任意の組合せを含む材料の組み合わせを含み得る、複合材料を含み得ることが理解されよう。いくつかの好適な無機材料は、セラミック、金属、ガラス等を含み得る。
【００５５】
特定の一実施形態において、第１の構成要素４０２は、ホウ化物材料を含み得る。特定の例において、ホウ化物材料は、例えば、これに限定されないが、遷移金属元素を含む１種の金属元素を含み得る。ある特定の場合において、金属元素は、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびこれらの組み合わせを含み得る。例えば、第１の構成要素４０２は、六ホウ化カルシウム（ＣａＢ６）、十二ホウ化アルミニウム（ＡｌＢ１２）、二ホウ化マグネシウムアルミニウム（ＭｇＡｌＢ２）を含み得る。１つの特定の例において、第１の構成要素は、ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ２）を含み得る。さらに別の実施形態において、第１の構成要素は、ホウ化チタン（ＴｉＢ２）を含み得る。
【００５６】
代替の実施形態において、第１の構成要素４０２は、セラミック本体の組成物とは異なる第１の組成物等の組成物を含み得る。例えば、第１の構成要素は、セラミック本体内に含有される窒化物材料とは異なる窒化物材料を含む第１の組成物を含み得る。第１の構成要素の窒化物材料は、金属元素、特に遷移金属元素を含み得る。特定の例において、第１の構成要素は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組み合わせを含み得る。
【００５７】
別の実施形態によれば、第１の構成要素４０２は、酸化物材料を含むセラミック材料を含み得る。ある特定の場合において、酸化物材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、亜酸化ホウ素（Ｂ６Ｏ）、およびそれらの組み合わせを含み得る。他の例において、酸化物材料は、これに限定されないが、遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素を含み得る。例えば、いくつかの好適な金属元素は、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、およびそれらの組み合わせを含み得る。１つの特定の例において、第１の構成要素は、イットリア（Ｙ２Ｏ３）を含む酸化物材料を含み得る。別の実施形態において、第１の構成要素は、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を含む酸化物材料を含み得る。
【００５８】
さらに別の実施形態において、第１の構成要素は、炭化物材料等のセラミック材料を含み得る。好適な炭化物材料は、例えば、これに限定されないが、遷移金属元素を含む少なくとも１種の金属元素を含み得る。いくつかの好適な遷移金属元素は、例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、およびそれらの組み合わせを含み得る。例えば、第１の構成要素は、炭化チタン（ＴｉＣ）を含むセラミック材料を含み得る。別の実施形態において、第１の構成要素は、炭化アルミニウム（Ａｌ４Ｃ３）を含む炭化物材料を含み得る。別の実施形態において、第１の構成要素は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含み得る。さらに別の実施形態において、第１の構成要素は、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を含む炭化物材料を含み得る。
【００５９】
さらに他の例において、第１の構成要素は、いくつかの天然材料、例えば織物材料を含み得る。他の例において、第１の構成要素は、不織物材料を含み得る。織物材料および不織物材料のいくつかの好適な例は、繊維を利用するものを含み得、より具体的には防弾繊維を含み得る。一実施形態によれば、防弾繊維は、天然材料、合成材料、およびそれらの組み合わせを含み得る。１つの特定の設計によれば、第１の構成要素は、ナイロンを含む防弾繊維を含み得る。
【００６０】
別の態様において、装甲構成要素は、第１の構成要およびセラミック本体とは異なる第２の構成要素を含み得る。ある特定の場合において、セラミック本体、第１の構成要素、または第２の構成要素の１つ以上が層の形態であってもよい。このように、第２の構成要素は、本明細書の実施形態に記載のようなセラミック本体および第１の構成要素と実質的に同様の寸法を有し得る。さらに図示されるように、第２の構成要素は、セラミック構成要素に隣接していてもよい。より具体的には、第２の構成要素は、セラミック本体を覆ってもよい。例えば、第２の構成要素は、セラミック本体の下にあってもよく、より具体的には、セラミック本体に当接していてもよい。第２の構成要素は、本明細書の実施形態に記載の第１の構成要素およびセラミック本体の属性のいずれかを有し得ることが理解されよう。
【００６１】
多くの異なる態様および実施形態が可能である。それらの態様および実施形態のいくつかを以下で説明する。本明細書を読んだ後、当業者は、それらの態様および実施形態が単に例示的なものであり、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以下に列挙される実施形態のうちのいずれか１つ以上に従い得る。
【００６２】
実施形態１．セラミック複合材であって、
第１のセラミック材料を含む第１のセラミック相と、
第２のセラミック材料を含む第２のセラミック相と
を含み、第１のセラミック材料は、第２のセラミック材料とは異なる組成を有し、
第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つは、少なくとも５ミクロンの中央最小幅を有する、セラミック複合材。
【００６３】
実施形態２．セラミック複合材であって、
第１のセラミック材料を含む第１のセラミック相と、
第１のセラミック材料とは異なる第２のセラミック材料を含む第２のセラミック相と
を含み、セラミック複合材は、ＡＳＴＭ  Ｃ６７４−１３に従って測定して、少なくとも３５０ＧＰａの弾性率を有し、第１および第２の相のそれぞれは、１ｋｇ荷重下でのヌープ硬度試験に従って測定して、少なくとも１７００ｋｇ／ｍｍ２の硬度を有する、セラミック複合材。
【００６４】
実施形態３．セラミック複合材であって、
セラミック複合材の総重量を基準として３５重量％〜６５重量％の量で存在する第１のセラミック材料と、
セラミック複合材の総重量を基準として３５重量％〜６５重量％の量で存在する第２のセラミック材料と
を含み、第１のセラミック材料は、第２のセラミック材料とは異なる組成を有し、
セラミック複合材は、第１のセラミック材料の大部分を含む第１の相と、第２のセラミック材料の大部分を含む第２の相とを含み、第１および第２の相は、３−３の接続性パターンを有する、セラミック複合材。
【００６５】
実施形態４．セラミック複合材であって、
８２：１８〜６５：３５または１８：８２〜３５：６５の範囲内の、第２のセラミック材料の重量パーセントに対する第１のセラミック材料の重量パーセントの比で存在する、第１のセラミック材料および第２のセラミック材料
を含み、第１のセラミック材料は、第２のセラミック材料とは異なる組成を有し、
セラミック複合材は、第１のセラミック材料の大部分を含む第１の相と、第２のセラミック材料の大部分を含む第２の相とを含み、第１および第２の相は、１−３の接続性パターンを有する、セラミック複合材。
【００６６】
実施形態５．セラミック複合材であって、
０．３〜２００ミクロンの範囲内、または５〜２００ミクロンの範囲内の粒径を有する炭化ケイ素、および０．５〜１００ミクロンの範囲内の粒径を有する炭素を含む第１の相と、
炭化ホウ素、０．３〜２００ミクロンの範囲内の粒径を有する炭化ケイ素、および０．５〜１００ミクロンの範囲内の粒径を有する炭素を含む第２の相と
を含み、第１の相の炭化ケイ素は、第２の相の炭化ケイ素から分離されている、セラミック複合材。
【００６７】
実施形態６．第１の相が、炭化ケイ素を含む、実施形態１から３のいずれか１つのセラミック複合材。
【００６８】
実施形態７．第１の相の炭化ケイ素が、α−ＳｉＣ、１５Ｒ−ＳｉＣ、３Ｃ−ＳｉＣ、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態１から６のいずれか１つのセラミック複合材。
【００６９】
実施形態８．第２の相が、炭化ホウ素を含む、実施形態１から３、５および６のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７０】
実施形態９．第２の相が、β−ＳｉＣを含む炭化ケイ素をさらに含む、実施態様１から８のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７１】
実施形態１０．第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つが、１ｋｇ荷重下でのヌープ硬度試験に従って測定して、少なくとも１５００ＧＰａ、または少なくとも１６００ＧＰａ、または少なくとも１７００ＧＰａの平均硬度を有する、実施形態１から９のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７２】
実施形態１１．第１のセラミック相および第２のセラミック相の少なくとも１つが、１ｋｇ荷重下でのヌープ硬度試験に従って測定して、最大２５００ＧＰａ、または最大２４００ＧＰａ、または最大２３００ＧＰａの平均硬度を有する、実施形態１から１０のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７３】
実施形態１２．ＡＳＴＭ  Ｃ６７４−１３に従って測定して、少なくとも３６０ＧＰａ、または少なくとも３７０ＧＰａ、または少なくとも３８０ＧＰａの平均弾性率を有する、実施形態１から１１のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７４】
実施形態１３．ＡＳＴＭ  Ｃ６７４−１３に従って測定して、最大５００ＧＰａ、または最大４９０ＧＰａ、または最大４８０ＧＰａの平均弾性率を有する、実施形態１から１２のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７５】
実施形態１４．最大３．１ｇ／ｃｍ３、または最大３．０５ｇ／ｃｍ３、または最大３ｇ／ｃｍ３の平均かさ密度を有する、実施形態１から１３のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７６】
実施形態１５．少なくとも２．４ｇ／ｃｍ３、または少なくとも２．５ｇ／ｃｍ３、または少なくとも２．６ｇ／ｃｍ３の平均かさ密度を有する、実施形態１から１４のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７７】
実施形態１６．最大５％、または最大４％、または最大３％の平均空隙率を有する、実施形態１から１５のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７８】
実施形態１７．少なくとも０．００１％、または少なくとも０．０１％、または少なくとも０．１％の平均空隙率を有する、実施形態１から１６のいずれか１つのセラミック複合材。
【００７９】
実施形態１８．第１の相が、セラミック複合材の総重量を基準として少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、少なくとも１０重量％、または少なくとも１２重量％、または少なくとも１５重量％、または少なくとも１８重量％、または少なくとも２０重量％、または少なくとも２２重量％、または少なくとも２４重量％、または少なくとも２６重量％、または少なくとも２８重量％、または少なくとも３０重量％、または少なくとも３２重量％、または少なくとも３４重量％、または少なくとも３６重量％、または少なくとも３８重量％、または少なくとも４０重量％、または少なくとも４２重量％、または少なくとも４４重量％、または少なくとも４６重量％、または少なくとも４８重量％、または少なくとも５０重量％、または少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６２重量％、または少なくとも６４重量％、または少なくとも６６重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８２重量％、または少なくとも８４重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９５重量％、または少なくとも９７重量％、または少なくとも９８重量％、または少なくとも９９重量％の量で存在する、実施形態１から１７のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８０】
実施形態１９．第１の相が、セラミック複合材の総重量を基準として最大９９重量％、最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９５重量％、または最大９２重量％、最大９０重量％、または最大８８重量％、または最大８５重量％、または最大８２重量％、または最大８０重量％、または最大７８重量％、または最大７６重量％、または最大７４重量％、または最大７２重量％、または最大７０重量％、または最大６８重量％、または最大６６重量％、または最大６４重量％、または最大６２重量％、または最大６０重量％、または最大５８重量％、または最大５６重量％、または最大５４重量％、または最大５２重量％、または最大５０重量％、または最大４８重量％、または最大４６重量％、または最大４４重量％、または最大４２重量％、または最大４０重量％、または最大３８重量％、または最大３６重量％、または最大３４重量％、または最大３２重量％、または最大３０重量％、または最大２８重量％、または最大２６重量％、または最大２４重量％、または最大２２重量％、または最大２０重量％、または最大１８重量％、または最大１６重量％、または最大１４重量％、または最大１２重量％、または最大１０重量％、または最大８重量％、または最大６重量％、または最大４重量％、または最大２重量％、または最大１重量％の量で存在する、実施形態１から１８のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８１】
実施形態２０．第２の相が、セラミック複合材の総重量を基準として少なくとも１重量％、または少なくとも１．３重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも２．５重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも１０重量％、または少なくとも１１重量％、または少なくとも１３重量％、または少なくとも１５重量％、または少なくとも１７重量％、または少なくとも１８重量％、または少なくとも２０重量％、または少なくとも２２重量％、または少なくとも２４重量％、または少なくとも２６重量％、または少なくとも２８重量％、または少なくとも３０重量％、または少なくとも３２重量％、または少なくとも３４重量％、または少なくとも３６重量％、または少なくとも３８重量％、または少なくとも４０重量％、または少なくとも４２重量％、または少なくとも４４重量％、または少なくとも４６重量％、または少なくとも４８重量％、または少なくとも５０重量％、または少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６２重量％、または少なくとも６４重量％、または少なくとも６６重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８２重量％、または少なくとも８４重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９３重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９６重量％、または少なくとも９９重量％の量で存在する、実施形態１から１９のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８２】
実施形態２１．第２の相が、セラミック複合材の総重量を基準として最大９９重量％、最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９５重量％、または最大９２重量％、または最大９０重量％、または最大８８重量％、または最大８５重量％、または最大８２重量％、または最大８０重量％、または最大７８重量％、または最大７６重量％、または最大７４重量％、または最大７２重量％、または最大７０重量％、または最大６８重量％、または最大６６重量％、または最大６４重量％、または最大６２重量％、または最大６０重量％、または最大５８重量％、または最大５６重量％、または最大５４重量％、または最大５２重量％、または最大５０重量％、または最大５２重量％、または最大５０重量％、または最大４８重量％、または最大４６重量％、または最大４４重量％、または最大４２重量％、または最大４０重量％、または最大３８重量％、または最大３６重量％、または最大３４重量％、または最大３２重量％、または最大３０重量％、または最大２８重量％、または最大２６重量％、または最大２４重量％、または２２重量％以下、または最大２０重量％、または最大１８重量％、または最大１６重量％、または最大１４重量％、または最大１２重量％、または最大１０重量％、または最大８重量％、または最大６重量％、または最大４重量％、または最大３重量％、または最大２重量％、または最大１重量％の量で存在する、実施形態１から２０のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８３】
実施形態２２．第２の相の重量パーセントに対する第１の相の重量パーセントの比が、セラミック複合材の総重量を基準として１：９９〜９９：１の範囲内、または５：９５〜９５：５の範囲内、または１０：９０〜９０：１０の範囲内、または８２：１８〜１８：８２の範囲内、または８０：２０〜２０：８０の範囲内、または７８：２２〜２２：７８の範囲内、または７６：２４〜２４：７６の範囲内、または７４：２６〜２６：７４の範囲内、または７２：２８〜２８：７２の範囲内、または７０：３０〜３０：７０の範囲内、または６５：３５〜３５：６５の範囲内、または６０：４０〜４０：６０の範囲内、または５５：４５〜４５：５５の範囲内、または５０：５０の範囲内である、実施形態１から２１のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８４】
実施形態２３．第１の相の総重量を基準とした第１の相中の炭化ケイ素の重量パーセントが、第２の相の総重量を基準とした第２の相中の炭化ケイ素の重量パーセントよりも大きい、実施形態１から２２のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８５】
実施形態２４．第１の相が、第１の相の総重量を基準として少なくとも５０重量％、または少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６２重量％、または少なくとも６４重量％、または少なくとも６６重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８２重量％、または少なくとも８４重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９１重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９３重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９５重量％、または少なくとも９６重量％、または少なくとも９７重量％、または少なくとも９８重量％、または少なくとも９９重量％、または少なくとも９９．１重量％、または少なくとも９９．２重量％、または少なくとも９９．２５重量％、または少なくとも９９．３重量％、または少なくとも９９．４重量％、または少なくとも９９．５重量％、または少なくとも９９．６重量％、または少なくとも９９．７重量％、または少なくとも９９．７５重量％、または少なくとも９９．８重量％、または少なくとも９９．９重量％の量の炭化ケイ素を含む、実施形態１から２３のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８６】
実施形態２５．第１の相が、第１の相の総重量を基準として最大９９．９重量％、または最大９９．８重量％、または最大９９．７５重量％、または最大９９．７重量％、または最大９９．６重量％、または最大９９．５重量％、または最大９９．４重量％、または最大９９．３重量％、または最大９９．２５重量％、または最大９９．２重量％、または最大９９．１重量％、または最大９９重量％、または最大９８重量％、または最大９７重量％、または最大９６重量％、または最大９５重量％、または最大９４重量％、または最大９３重量％、または最大９２重量％、または最大９１重量％、または最大９０重量％の量の炭化ケイ素を含む、実施形態１から２４のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８７】
実施形態２６．第２の相が、少なくとも５０重量％、または少なくとも５２重量％、または少なくとも５５重量％、または少なくとも５８重量％、または少なくとも６０重量％、または少なくとも６２重量％、または少なくとも６４重量％、または少なくとも６６重量％、または少なくとも６８重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７２重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも７８重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも８２重量％、または少なくとも８４重量％、または少なくとも８６重量％、または少なくとも８８重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９１重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９３重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９５重量％、または少なくとも９６重量％、または少なくとも９７重量％、または少なくとも９８重量％、または少なくとも９９重量％、または少なくとも９９．１重量％、または少なくとも９９．２重量％、または少なくとも９９．２５重量％、または少なくとも９９．３重量％、または少なくとも９９．４重量％、または少なくとも９９．５重量％、または少なくとも９９．６重量％、または少なくとも９９．７重量％、または少なくとも９９．７５重量％、または少なくとも９９．８重量％、または少なくとも９９．９重量％の量の炭化ホウ素を含む、実施形態１から２５のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８８】
実施形態２７．第２の相が、第２の相の総重量を基準として最大９９．９重量％、または最大９９．８重量％、または最大９９．７５重量％、または最大９９．７重量％、または最大９９．６重量％、または最大９９．５重量％、または最大９９．４重量％、または最大９９．３重量％、または最大９９．２５重量％、または最大９９．２重量％、または最大９９．１重量％、または９９重量％、または９８重量％、または最大９７重量％、または最大９６重量％、または最大９５重量％、または最大９４重量％、または最大９３重量％、または最大９２重量％、または最大９１重量％、または最大９０重量％の量の炭化ホウ素を含む、実施形態１から２６のいずれか１つのセラミック複合材。
【００８９】
実施形態２８．第１の相の総重量を基準とした第１の相中の炭化ホウ素の重量パーセントが、第２の相の総重量を基準とした第２の相中の炭化ホウ素の重量パーセントよりも小さい、実施形態１から２７のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９０】
実施形態２９．第１の相が、第１の相の総量を基準として最大１０重量％、例えば最大９．８重量％、または最大９．５重量％、または最大９．２重量％、または最大９重量％、または最大８．８重量％、または最大８．５重量％、または最大８．２重量％、または最大８重量％、または最大７．８重量％、または最大７．５重量％、または７．３重量％、または最大７．２重量％、または最大７重量％、最大６．８重量％、または最大６．５重量％、または最大６．３重量％、または最大６重量％、または最大５．８重量％、または最大５．５重量％、または最大５．２重量％、または最大５重量％、または最大４．８重量％、または最大４．５重量％、または最大４．２重量％、または最大４重量％、または最大３．８重量％、または最大３．５重量％、または最大３．２重量％、または最大３重量％、または最大２．８重量％、または最大２．５重量％、または最大２．２重量％、または最大２重量％、または最大１．８重量％、または最大１．５重量％、または最大１．２重量％、または最大１重量％、または最大０．９重量％、または最大０．８重量％、または０．７重量％、または最大０．６重量％、または最大０．５重量％、または最大０．４重量％、または最大０．３重量％、または最大０．２５重量％、または最大０．２重量％、または最大０．１重量％の量の炭化ホウ素を含む、実施形態１から２８のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９１】
実施形態３０．第１の相が、第１の相の総重量を基準として少なくとも０．１重量％、または少なくとも０．２重量％、または少なくとも０．３重量％、または少なくとも０．４重量％、または少なくとも０．５重量％、または少なくとも０．６重量％、または少なくとも０．７重量％、または少なくとも０．７５重量％、または少なくとも０．８重量％、または少なくとも０．９重量％、または少なくとも１重量％、または少なくとも１．２重量％、または少なくとも１．４重量％、または少なくとも１．５重量％、または少なくとも１．７重量％、または少なくとも１．９重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも２．２重量％、または少なくとも２．４重量％、または少なくとも２．５重量％、または少なくとも２．７重量％、または少なくとも２．９重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも３．２重量％、または少なくとも３．４重量％、または少なくとも３．５重量％、または少なくとも３．７重量％、または少なくとも３．９重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも４．２重量％、または少なくとも４．４重量％、または少なくとも４．５重量％、または少なくとも４．７重量％、または少なくとも４．９重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも５．２重量％、または少なくとも５．５重量％、または少なくとも５．７重量％、または少なくとも５．９重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも６．４重量％、または少なくとも６．７重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも７．２重量％、または少なくとも７．５重量％、または少なくとも７．７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも８．４重量％、または少なくとも８．７重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも９．２重量％、または少なくとも９．４重量％、または少なくとも９．７重量％、または少なくとも１０重量％の量の炭化ホウ素を含む、実施形態１から２９のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９２】
実施形態３１．第２の相が、第２の相の総重量を基準として少なくとも０．１重量％、または少なくとも０．２重量％、または少なくとも０．２５重量％、または少なくとも０．３重量％、または少なくとも０．４重量％、または少なくとも０．５重量％、または少なくとも０．６重量％、または少なくとも０．７重量％、または少なくとも０．７５重量％、または少なくとも０．８重量％、または少なくとも０．９重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％、または少なくとも１０重量％の量の炭化ケイ素を含む、実施形態１から３０のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９３】
実施形態３２．前記第２の相が、第２の相の総重量を基準として最大１０重量％、または最大９重量％、または最大８重量％、または最大７重量％、または最大６重量％、または最大５重量％、または最大４重量％、または最大３重量％、または最大２重量％、または最大１重量％の量の炭化ケイ素を含む、実施形態１から３１のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９４】
実施形態３３．第１の相、第２の相、またはその両方が、それぞれの相または複数の相の総重量を基準として最大７重量％、または最大６重量％、または最大５重量％、または最大４．５重量％、または最大４重量％、または最大３．５重量％、または最大３重量％、または最大２．５重量％、または最大２重量％、または最大１．５重量％、または最大１重量％の量の元素炭素を含む、実施形態１から３２のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９５】
実施形態３４．第１の相、第２の相、またはその両方が、１〜２００ミクロンの範囲内の最小幅を有する、実施形態１から３３のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９６】
実施形態３５．炭素相が、０．５〜１００ミクロンの範囲内の最小幅を有する、実施形態１から３４のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９７】
実施形態３６．第１の相が、１〜１５０ミクロンの範囲内の粒径を有する炭化ケイ素粒子を含む、実施態様１から３５のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９８】
実施形態３７．第１の相が、５〜２００ミクロンの範囲内の粒径を有する炭化ホウ素粒子を含む、実施形態１から３６のいずれか１つのセラミック複合材。
【００９９】
実施形態３８．第２の相が、それぞれ５〜２００ミクロンの範囲内の粒径を有する炭化ホウ素粒および炭化ケイ素粒を含む、実施態様１から３７のいずれか１つのセラミック複合材。
【０１００】
実施形態３９．第１の相、第２の相、またはその両方が、０．５〜１００ミクロンの範囲内の粒径を有する元素炭素粒子を含む、実施形態１から３８のいずれか１つのセラミック複合材。
【０１０１】
実施形態４０．第１の相前駆体粉末および第２の相前駆体粉末を乾式ブレンドすることと、前駆体粉末の混合物を焼結することとを含む、実施形態１から３９のいずれか１つのセラミック複合材を製造する方法。
【０１０２】
実施形態４１．混合物を焼結することが、無加圧焼結を含む、実施形態３９の方法。
【０１０３】
実施形態４２．無加圧焼結が、少なくとも１９００℃、または少なくとも２０００℃、または少なくとも２１００℃の温度での焼結を含む、実施形態４０の方法。
【０１０４】
実施形態４３．実施形態１〜３９のいずれか１つのセラミック複合材を含むセラミック本体。
【０１０５】
実施形態４４．実施形態３９のセラミックタイルを含む装甲副構成要素。
【０１０６】
実施形態４５．セラミック本体と、セラミック本体に隣接する第１の構成要素とを含む装甲構成要素であって、セラミック本体は、実施形態１から３９のいずれか１つのセラミック複合材を含む装甲構成要素。
【実施例】
【０１０７】
実施例１
代表的なセラミック複合板Ｓ１〜Ｓ９を、本明細書の実施形態に従って形成した。炭化ケイ素および炭化ホウ素を、表１に含まれる重量パーセント比で乾式混合した。対応する従来の板Ｃ１は、炭化ケイ素で形成された。
【０１０８】
【表１】
2019516652.tif 000003
【０１０９】
図７Ａ〜７Ｃは、それぞれ、Ｓ２、Ｓ５、およびＳ８の走査型電子顕微鏡像を含む。試料Ｓ１〜Ｓ９に対して防弾試験を行う。試料Ｓ１〜Ｓ９のうちの１つ以上が、ＡＳＴＭ  Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ、Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｒａｉｌｒｏａｄ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＦＲＡ  Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ、ＭＩＬ−ＳＡＭＩＴ  Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｊｕｓｔｉｃｅ（ＮＩＪ）  Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ、Ｓｔａｔｅ  ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ（ＳＤ）  Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ、またはＥｕｒｏｐｅａｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＥＮ  １０６３（わずかな修正あり、またはなし）に従って行われるもの等の様々な標準化された装甲防弾試験において良好な性能を示すことが期待される。試料Ｓ１〜Ｓ９のうちの１つ以上が、従来の試料と比較して、異なる種類の発射物を使用した複数のショットを妨害する性能の顕著な改善を示すことが期待される。
【０１１０】
一般的説明または実施例において上述された行為の全てが必要とされるわけではないこと、特定の行為のうちの一部分は必要とされない場合があること、および説明されたものに加えて１つ以上のさらなる行為が実行され得ることに留意されたい。またさらに、行為が列挙される順序は、必ずしもそれらが実行される順序ではない。
【０１１１】
利益、他の利点、および問題の解決策を、特定の実施形態に関して上で説明した。しかしながら、利益、利点、問題の解決策、および任意の利益、利点、もしくは解決策を生じさせるか、またはより明白にさせることができる任意の特徴（複数可）は、特許請求の範囲内のうちのいずれかまたは全ての決定的な、必須の、または本質的な特徴と解釈されるべきではない。
【０１１２】
本明細書に記載の実施形態の明細および例証は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図する。明細および例証は、本明細書に記載の構造または方法を使用する装置およびシステムの要素および特徴の全ての網羅的および包括的説明として機能することを意図しない。別個の実施形態はまた、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよく、反対に、簡潔さのために単一の実施形態の文脈において説明される様々な特徴もまた、別個にまたは任意の下位組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲として記載される値への言及は、その範囲内の各値および全ての値を含む。多数の他の実施形態は、本明細書を読んだ後にのみ当業者に明らかとなり得る。構造的置換、論理的置換、または別の変更が本開示の範囲から逸脱することなくなされることができるように、他の実施形態が使用されかつそれから派生してもよい。したがって、本開示は、制限的であるよりもむしろ例証的であるとみなされるべきである。
【図１】
2019516652.tif 000004
【図２】
2019516652.tif 000005
【図３Ａ】
2019516652.tif 000006
【図３Ｂ】
2019516652.tif 000007
【図４】
2019516652.tif 000008
【図５】
2019516652.tif 000009
【図６】
2019516652.tif 000010
【図７Ａ】
2019516652.tif 000011
【図７Ｂ】
2019516652.tif 000012
【図７Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月7日(2018.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック複合材であって、
第１のセラミック材料を含む第１のセラミック相と、
第２のセラミック材料を含む第２のセラミック相と
を含み、前記第１のセラミック材料は、前記第２のセラミック材料とは異なる組成を有し、
前記第１のセラミック相および前記第２のセラミック相の少なくとも１つは、少なくとも５ミクロンの中央最小幅を有する、セラミック複合材。
【請求項２】
前記第１の材料が、０．３〜２００ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭化ケイ素粒子を含む、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項３】
前記第２の材料が、０．３ミクロン〜２００ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭化ホウ素を含む、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項４】
前記第１の相、第２の相、またはその両方が、元素炭素を含み、前記元素炭素は、それぞれの相または複数の相の総重量を基準として最大７重量％の量である、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項５】
前記第１および第２の相は、３−３接続パターン、１−３接続パターン、またはその両方を有する、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項６】
二相性複合材である、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項７】
最大５％の平均空隙率を有する、請求項１に記載のセラミック複合材。
【請求項８】
請求項１に記載のセラミック複合材を含むセラミック本体と、前記セラミック本体に隣接する第１の構成要素とを含む装甲構成要素。
【請求項９】
セラミック複合材であって、
０．８〜２００ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭化ケイ素と、０．５〜１００ミクロンの平均範囲内の平均粒径を有する炭素とを含む第１の相と；
炭化ホウ素と、０．５〜１００ミクロンの範囲内の平均粒径を有する炭素とを含む第２の相と
を含み、前記第１の相の炭化ケイ素は、前記第２の相の炭化ケイ素から分離されている、セラミック複合材。
【請求項１０】
前記第２の相が、０．５〜１００ミクロンの平均粒径を有する炭化ホウ素を含む、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１１】
前記第１の相、第２の相、またはその両方が、５〜２００ミクロンの範囲内の中央最小幅を有する、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１２】
炭化ケイ素が、前記セラミック複合材の総重量に対して少なくとも１重量％および最大９９重量％の量で存在する、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１３】
炭化ホウ素が、前記セラミック複合材の総重量に対して少なくとも１重量％および最大９９重量％の量で存在する、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１４】
１：９９〜９９：１の範囲内の、前記セラミック複合材の総重量に対する炭化ホウ素の重量パーセントに対する、前記セラミック複合材の総重量に対する炭化ケイ素の重量パーセントの比をさらに含む、請求項９に記載のセラミック複合材。
【請求項１５】
前記第１の相が、前記第１の相の総重量を基準として大部分の炭化ケイ素を含み、前記第２の相が、前記第２の相の総重量を基準として大部分の炭化ホウ素を含む、請求項９に記載のセラミック複合材。
【国際調査報告】
2019516652.tif 000014
2019516652.tif 000015