(57)【要約】      （修正有）【課題】マトリックス材料内の強化用材料の配列は全体の材料品質、例えば強度に影響し得る。強化用材料の配列を均一とし、強度を向上させる。【解決手段】複合材料１８０は独特な整列特性を備え得る。この複合材料１８０は、マトリックス材料１８４と、このマトリックス材料１８４中に配置された複数の繊維１８２を含み得、これら複数の繊維１８２は磁気によりマトリックス材料１８４中で均一の間隔１８６で整列している。【選択図】図３
2011052367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス材料（１８４）、及び
マトリックス材料（１８４）中に配置された複数の繊維（１８２）
を含んでなり、複数の繊維（１８２）が磁気によりマトリックス材料（１８４）中で均一な間隔（１８６）で整列している、複合材料（１８０）。
【請求項２】
複数の繊維（１８２）の各々の繊維（１８２）が、コア（２１０、２２０）の回りに配置された磁気コーティング（２１２、２２２）を含んでいる、請求項１記載の複合材料（１８０）。
【請求項３】
磁気コーティング（２１２、２２２）が１〜５００ｎｍの厚さを有する、請求項２記載の複合材料（１８０）。
【請求項４】
磁気コーティング（２１２、２２２）が磁性粉末及びバインダー材料を含んでなる、請求項２記載の複合材料（１８０）。
【請求項５】
磁性粉末が１〜５００ｎｍの粉末粒子厚さを有する、請求項４記載の複合材料（１８０）。
【請求項６】
各々の繊維（１８２）が天然繊維又は合成繊維であり、各々のコアが鉄、ニッケル、コバルト又はこれらの化合物製である、請求項２記載の複合材料（１８０）。
【請求項７】
複数の繊維（１８２）の各々の繊維（１８２）が、磁気コーティング（２２２）の回りに配置されたコーティング（２２４）を含んでいる、請求項２記載の複合材料（１８０）。
【請求項８】
コーティング（２２４）がポリマーコーティング、亜鉛コーティング、ケイ素コーティング、又はこれらの組合せからなる、請求項７記載の複合材料（１８０）。
【請求項９】
複数の繊維（１８２）の各々の繊維（１８２）が、磁気コア（２００）の回りに配置されたコーティング（２０２）を含んでいる、請求項１記載の複合材料（１８０）。
【請求項１０】
マトリックス材料（１８４）、及び
マトリックス材料（１８４）中に配置された複数の強化用要素（１８２）
を含んでなり、複数の強化用要素の各々の強化用要素（１８２）が、コア（２１０、２２０）の回りに配置された磁気コーティング（２１２、２２２）を含んでいる、複合材料（１８０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合材料に関する。より詳細には、本発明は複合材料中の繊維の整列に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料は一般に、異なる特性を有する２種以上の構成成分材料からなる工学処理された材料として記述される。例えば、複合材料として、強化用材料を支持し包囲するマトリックス材料を挙げることができる。マトリックス材料内の強化用材料の配列は全体の材料品質、例えば強度に影響し得る。残念ながら、強化用材料の配列は非均一であることが多く、その結果材料品質が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６８１５６０９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明の幾つかの実施形態について要約する。これらの実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明の可能な形態を簡単にまとめたものである。実際、本発明は、以下に記載する実施形態と同様のものだけでなく、異なる様々な実施形態を包含する。
【０００５】
第１の実施形態では、複合材料は、マトリックス材料と、このマトリックス材料中に配置された複数の繊維とを含んでいる。これら複数の繊維は磁気によりマトリックス材料内で均一の間隔で整列している。
【０００６】
第２の実施形態では、複合材料は、マトリックス材料と、このマトリックス材料中に配置された複数の強化用要素とを含んでいる。これら複数の強化用要素の各々の強化用要素はコアの回りに配置された磁気コーティングを含んでいる。
【０００７】
第３の実施形態では、システムは複合材料製の装置を含んでおり、この複合材料はマトリックス材料とこのマトリックス材料中に配置された複数の強化用要素とからなる。これら複数の強化用要素の各々の強化用要素はコアの回りに配置された磁気コーティングを含んでいる。この磁気コーティングは、バインダー材料中に配置された複数の磁性粒子を含んでいる。
【０００８】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点については、図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができるであろう。図面を通して、同様の部材には同様の符号を付した。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本技術の一実施形態に従って独特に自己整列した複合材料を用いて作成された様々な構成要素を有するタービンシステムのブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、本技術の一実施形態に従って独特に自己整列した複合材料を用いて作成された様々な構成要素を有する、図１に示したようなタービンの部分断面側面図である。
【図３】図３は、本技術の一実施形態に従って独特に自己整列した複合材料のマトリックス材料中における強化用繊維の磁気整列を図解するフローチャートである。
【図４】図４は、図３の線４−４内の自己整列した複合材料の一実施形態の概略図であり、自己整列させる磁力を生じる磁性体を有する強化用繊維を示す。
【図５】図５は、図３の線４−４内の自己整列した複合材料の一実施形態の概略図であり、コーティングにより包囲された磁気コアを有する強化用繊維を示す。
【図６】図６は、図３の線４−４内の自己整列した複合材料の一実施形態の概略図であり、磁気コーティングにより包囲されたコアを有する強化用繊維を示す。
【図７】図７は、図３の線４−４内の自己整列した複合材料の一実施形態の概略図であり、磁気コーティングと外側コーティングにより包囲されたコアを有する強化用繊維を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の１以上の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するため、現実の実施に際してのあらゆる特徴について本明細書に記載しないこともある。実施化に向けての開発に際して、あらゆるエンジニアリング又は設計プロジェクトの場合と同様に、実施毎に異なる開発者の特定の目標（システム及び業務に関連した制約に従うことなど）を達成すべく、実施に特有の多くの決定を行う必要があることは明らかであろう。さらに、かかる開発努力は複雑で時間を要することもあるが、本明細書の開示内容に接した当業者にとっては日常的な設計、組立及び製造にすぎないことも明らかである。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の構成要素について紹介する際、単数形で記載したものは、その構成要素が１以上存在することを意味する。「含む」、「備える」及び「有する」という用語は内包的なものであり、記載した構成要素以外の追加の要素が存在していてもよいことを意味する。
【００１２】
以下に詳細に述べる幾つかの実施形態では、独特に自己整列した複合材料は強化用材料（例えば、複数の分配された要素）を支持しこれを包囲するマトリックス材料を含んでおり、ここで強化用材料はマトリックス材料内で磁気により整列させられる。この強化用材料としては、粒子、繊維、又はその他あらゆる適切な強化用要素を挙げることができる。磁力は、マトリックス材料内で強化用材料を所望の配列（例えば、均一の間隔）に整列させるように内的又は外的にかけることができる。例えば、幾つかの実施形態では、強化用材料は、マトリックス材料内で強化用材料が自己整列することができるように磁場を規定する磁気材料を含むことができる。磁気材料は強化用材料の１００％までであることができる。しかし、複数の実施形態の強化用材料はおよそ５、１０、１５、２０、２５、３０、４０、又は５０％未満の磁気材料を含んでいてもよい。一実施形態の強化用材料は１以上のコーティングにより包囲された磁気コアを含む。別の実施形態の強化用材料は磁気コーティングを含む１以上のコーティングにより包囲されたコアを含む。了解されるように、この磁気材料により発生する磁場によって、強化用材料はマトリックス材料内で均一の間隔に自己整列することが可能であり、そのため全体の材料品質、例えば強度が実質的に改良される。
【００１３】
図１は、以下に記載する独特に自己整列した複合材料を用いて構成される様々な構成要素を含み得るタービンシステム１０の一実施形態のブロックダイヤグラムである。図示した実施形態では、タービンシステム１０は、負荷１４、例えば発電機に連結されたタービンエンジン１２を含んでいる。一実施形態では、タービンエンジン１２はＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社（米国サウスカロライナ州グリーンビル）製の７ＦＡガスタービンエンジンであり得る。タービンエンジン１２は空気取り入れ口１６、圧縮機１８、１以上の燃料ノズル２０、燃焼器２２、タービン２４、及び排気口２６を含んでいる。了解されるように、圧縮機１８はシュラウド内で回転可能な任意の数の段、例えば１〜２０段の圧縮機ブレードを含み得る。同様に、タービン２４はシュラウド内で回転可能な任意の数の段、例えば１〜２０段のタービンブレードを含み得る。燃焼器１８もまた単一の燃焼器又は複数の燃焼器（例えば２〜１０個）を含み得る。
【００１４】
作動の際、タービンエンジン１２は空気取り入れ口１６及び圧縮機１８を介して空気２８を送り、この圧縮機で燃焼及び冷却流用の圧縮空気３０を生成する。図示した実施形態では、燃料ノズル２０は圧縮空気３０及び燃料３２の少なくとも一部分を受け、次にこれが矢印３４で示されているように燃焼器２２の燃焼ゾーンに送られる。圧縮空気３０の一部分はまた冷却目的で燃焼器２２及び／又はタービン２４に沿っても流れることがある。燃焼器２２内部で、空気３０と燃料３２は混合され、燃焼されて高温の燃焼生成物を生成し、次にこれがタービン２４と排気口２６に入りこれらを通って流れる。これらの燃焼ガスがタービンブレードを駆動してタービン２４内で回転させることにより、シャフト３６を駆動して圧縮機１８と負荷１４を回転させる。
【００１５】
図２は、図１の一実施形態のタービン２４の部分断面図である。図示した実施形態では、タービン２４は固定子４２により周囲を包囲された回転子４０を含んでおり、このタービン２４は複数の軸方向に間隔をあけたタービン段４４を含んでいる。各々の段４４において、回転子４０はホイール４８の回りに円周方向の配列で装着された複数のタービンブレード４６を含んでおり、固定子４２はケーシング５２の回りに同様に円周方向の配列で装着された複数の固定子ベーン５０を含んでいる。図示したケーシング５２は外側ケーシング５４と内側ライナー５６を含んでおり、この外側ケーシング５４はシュラウドセグメント６０を支持する複数のハンガー５８を有している。特に、各々のハンガー５８は一対のフック６２及び６４を含んでおり、これらはそれぞれのシュラウドセグメント６０の補完的なフック６６及び６８と噛み合っている。これらのシュラウドセグメント６０は各々の段４４のタービンブレード４６とほぼ整列しており、クリアランス７０を定めている。作動の際、高温の燃焼ガスが各々の段４４を通って流れることにより、それぞれのシュラウドセグメント６０内でタービンブレード４６の回転を駆動する。幾つかの実施形態では、タービン２４の様々な構成要素（例えば、ブレード４６、固定子ベーン５０、又はシュラウドセグメント６０）は以下に記載する独特に自己整列した複合材料（これは、セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）材料を含み得る）で構築することができる。
【００１６】
図３は、本技術の一実施形態に従う、独特に自己整列した複合材料のマトリックス材料中の強化用繊維の磁気整列のプロセス１６０を示すフローチャートである。図示してあるように、プロセス１６０は、マトリックス材料１６６中に配置された複数のランダムに間隔をあけた強化用繊維１６４を有する整列してない複合材料１６２を含んでいる。理解されるように、繊維１６４のランダムな間隔は複合材料１６２の品質を低下させる。例えば、繊維１６４のランダムな間隔は過度に広い間隔１６８及び過度に狭い間隔１７０を有する領域を生じ、そのため複合材料１６２の強度に不均一さが起こる。過度に広い間隔１６８は欠陥が起こり得る脆弱な領域となることがある。過度に狭い間隔１７０は互いに直接接することにより複合材料１６２の品質をさらに低下させる繊維１６４を含むことがある。
【００１７】
図３のブロック１７２に示されているように、プロセス１６０は複合材料の繊維を磁気により整列させて、複合材料１６２の繊維１６４のランダムな間隔に伴う問題に対処する。本考察は繊維１６４に関するものであるが、いかなる適切な形状又は形態の強化用材料もマトリックス材料１８４全体に分布させることができる。図示した実施形態では、プロセス１６０のブロック１７２の結果、マトリックス材料１８４中に配置された均一に間隔をあけた繊維１８２を有する自己整列した複合材料１８０が得られる。幾つかの実施形態では、プロセス１６０は内的又は外的磁場によって繊維１８２の磁気整列を誘発することができる。例えば、以下に詳細に述べるように、幾つかの実施形態の繊維１８２は繊維１８２が自己整列する磁力を生じることができるように構成された磁気材料を含むことができる。その結果、繊維１８２は過度に広い間隔１６８及び／又は過度に狭い間隔１７０を許容することなくマトリックス材料１８４内で磁気により均一な間隔１８６に自己整列する。繊維１８２の均一な間隔１８６は自己整列した複合材料１８０の材料特性の均一性、従って強度を実質的に改良する。
【００１８】
図４は、図３の線４−４内の自己整列した複合材料１８０の一実施形態の概略図であり、自己整列させる磁力１９０を生じる磁性体１８８を有する強化用繊維１８２を示す。図示した実施形態では、各々の強化用繊維１８２は実質的又は全体が磁気材料からなっていて磁性体１８８を形成している。言い換えると、各々の磁性体１８８はその内部全体が磁性である単一の材料組成を示し得る。例えば、磁性体１８８は鉄、ニッケル、コバルト、又はこれらの化合物製であり得る。より具体的には、磁性体１８８は高い透磁率と低い保磁力を有する軟磁性材料、例えばＳｕｐｅｒｍａｌｌｏｙ製であってもよい。Ｓｕｐｅｒｍａｌｌｏｙは例えばおよそ８０％のニッケル、５％のモリブデン、及び１４％の鉄（Ｎｉ80Ｆｅ14Ｍｏ5）の割合のニッケル、モリブデン、及び鉄の合金であり得る。マトリックス材料１８４は様々な非磁性金属、セラミック、プラスチック、木材、コンクリート、などを含み得る。例えば、マトリックス材料１８４はケイ素製であってもよい。
【００１９】
理解されるように、磁性体１８８は様々な形状と大きさを有することができる。例えば、磁性体１８８は磁性材料の短繊維であってもよい。しかし、磁性体１８８は繊維形状に限定されることはなく、むしろ磁性体１８８は球状、卵形、長方形、などのような様々な形状のものを含み得る。磁性体１８８の大きさもまた変化し得る。例えば、磁性体１８８は厚さがおよそ１ｎｍ〜１ｍｍ、又は１ｎｍ〜５００ｎｍ、又は１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であり得る。
【００２０】
図示したように、自己整列させる磁力１９０は各々の繊維１８２の磁性体１８８の周囲全体に広がる。幾つかの実施形態では、自己整列させる磁力１９０は各々の繊維１８２の外部１９２の回りで均一であり、また１つの繊維１８２と別の繊維でも均一である。これらの自己整列させる磁力１９０の均一性により、繊維１８２はマトリックス材料１８４の内部で互いに自己整列することができる。言い換えると、自己整列させる磁力１９０は、例えば製造中及び／又は製造後、繊維１８２を均一な間隔１８６に偏らせる。
【００２１】
自己整列させる磁力１９０は、いかなる外的な補助（例えば、スペーサー）もなく積極的な整列と整列ミスに対する抵抗とを提供するものと説明することができる。例えば、自己整列させる磁力１９０は製造中に繊維１８２を均一な間隔１８６に積極的に整列させる一方で、製造後繊維１８２の整列ミスを妨害又は阻止することができる。自己整列させる磁力１９０は本質的に繊維１８２間で対向する磁場である。これらの対向する磁場は繊維１８２の位置を安定化させて、攪乱する力に関わらず繊維のシフト又は繊維の接触を妨害する。シフトが起こると、磁力１９０が自動的に繊維１８２を均一な間隔１８６の方向に偏らせる。このように、磁力１９０はまた自己修正性として説明することもできる。結果として、自己整列させる磁力１９０は、繊維１８２の均一な間隔１８６は強度を実質的に増大するので、複合材料１８４の品質を増大する役に立つ。
【００２２】
図５は、図３の線４−４内の自己整列した複合材料１８０の一実施形態の概略図であり、コーティング２０２により包囲された磁気コア２００を有する強化用繊維１８２を示す。例えば、磁気コア２００は鉄、ニッケル、コバルト、又はこれらの化合物製とすることができる。より具体的には、磁気コア２００は高い透磁率と低い保磁力を有する軟磁性材料、例えばＳｕｐｅｒｍａｌｌｏｙ製であってもよい。Ｓｕｐｅｒｍａｌｌｏｙはニッケル、モリブデン、及び鉄、例えばおよそ８０％のニッケル、５％のモリブデン、及び１４％の鉄の割合の（Ｎｉ80Ｆｅ14Ｍｏ5）の合金であり得る。コーティング２０２は異なる磁性材料、プラスチック、セラミック、その他の任意の適切な材料を用いて作成されてもよい。より具体的には、コーティング２０２はポリマーコーティング、亜鉛コーティング、又はこれらの組合せのような保護コーティングであってもよい。幾つかの実施形態では、コーティング２０２は磁気コア２００の直径２０６のおよそ５、１０、１５、２０、３０、４０、又は５０％未満の厚さ２０４を有することができる。例えば、コーティング２０２の厚さ２０４は磁気コア２００の直径２０６のおよそ１〜５％の範囲でよい。コーティング２０２の１つの代表的な実施形態は厚さ２０４がおよそ１〜５００ｎｍ、１〜３００ｎｍ、又は１〜１００ｎｍのナノコーティングであり得る。
【００２３】
自己整列した複合材料１８０は様々な技術により形成することができる。例えば、製造プロセスは強化用繊維１８２の調製から始め、続いてその繊維１８２をマトリックス材料１８４中に分配することができる。幾つかの実施形態では、この製造プロセスは、所望のコーティング材料（例えば、ポリマー）を各々の繊維１８２の磁気コア２００上に析出させることによりコーティング２０２を形成することを含み得る。例えば、この製造プロセスでは、所望のコーティング材料を溶媒に溶解させることによりコーティング溶液を形成することを含むことができる。次に、この製造プロセスでは、多数の磁気コア２００をコーティング溶液と混合することができる。次いで、この製造プロセスでは、不溶性物質を溶液に加えて、多数の磁気コア２００上への所望のコーティング材料の析出を誘発することにより繊維１８２（例えば、被覆された磁気コア）を形成することができる。その後、この製造プロセスでは、繊維１８２をコーティング溶液から分離し、繊維１８２を乾燥することができる。最後に、この製造プロセスでは、金型内で磁場の作用の下で繊維１８２をマトリックス材料１８４と混ぜ合わせることができる。しかし、理解されるように、開示された実施形態では、任意の適切な技術を使用して、自己整列した複合材料１８０を製造することができる。
【００２４】
ここでも、図４の実施形態と同様に、磁気コア２００は、それぞれの繊維１８２の周囲全体に自己整列させる磁力１９０を提供する。幾つかの実施形態では、これらの自己整列させる磁力１９０は各々の繊維１８２の回りで均一であり、また１つの繊維１８２と別の繊維でも均一である。これらの自己整列させる磁力１９０の均一性により、繊維１８２はマトリックス材料１８４内部で互いに自己整列することができる。言い換えると、自己整列させる磁力１９０が、例えば製造中及び／又は製造後繊維１８２を均一な間隔１８６に偏らせる。
【００２５】
図６は、図３の線４−４内の自己整列した複合材料１８０の一実施形態の概略図であり、磁気コーティング２１２により包囲されたコア２１０を有する強化用繊維１８２を示す。例えば、磁気コーティング２１２は鉄、ニッケル、コバルト、又はこれらの化合物製であり得る。より具体的には、磁気コーティング２１２はＦｅ2Ｏ3、酸化クロム、酸化ユーロピウム、ＮｉＺｎ−ｌｅｒｒｉｔｅ、ＭｎＺｎ−ｌｅｒｒｉｔｅ、イットリウム−鉄ガーネット、又はこれらの組合せ製であり得る。コア２１０は異なる磁性材料、プラスチック、セラミック、又はその他任意の適切な材料で作成され得る。より具体的には、コア２１０は天然繊維又は合成繊維であり得る。例えば、コア２１０は植物繊維、木質繊維、動物繊維、鉱物繊維、ケイ素繊維、又はこれらの組合せのような天然繊維を含み得る。さらなる例として、コア２１０はセルロース繊維、鉱物繊維（例えば、ファイバーグラス、金属繊維、又は炭素繊維）、ポリマー繊維（例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル繊維、ポリオレフィン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリウレタン繊維、又はエラストマー繊維）、ケイ素繊維、又はこれらの組合せのような合成繊維を含み得る。
【００２６】
幾つかの実施形態では、磁気コーティング２１２はコア２１０の直径２１６のおよそ５、１０、１５、又は２０％未満の厚さ２１４を有し得る。例えば、コア２１０の代表的な実施形態は直径２１６がおよそ２〜１０ｍｍ、４〜８ｍｍ、又は６ｍｍであることができる。さらなる例として、磁気コーティング２１２の厚さ２１４はコア２１０の直径２１６のおよそ１〜２０、１〜１０、又は１〜５％の範囲であり得る。コーティング２１２の代表的な実施形態は厚さ２１４がおよそ１〜５００ｎｍ、１〜３００ｎｍ、又は１〜１００ｎｍのナノコーティングであり得る。
【００２７】
自己整列した複合材料１８０は様々な技術により形成することができる。例えば、製造プロセスは強化用繊維１８２の調製から始めることができ、続いて繊維１８２をマトリックス材料１８４中に分配する。幾つかの実施形態では、この製造プロセスは、磁気コーティング材料（例えば、鉄、ニッケル、又はコバルト）を各々の繊維１８２のコア２１０上に析出させることにより磁気コーティング２１２を形成することを含み得る。例えば、この製造プロセスは、バインダー材料を溶媒に溶解させることによりコーティング溶液を形成し、磁性粉末をコーティング溶液と混合することを含み得る。このバインダー材料としては、有機ポリマー、ケイ素、又はこれらの任意の組合せを挙げることができる。幾つかの実施形態では、磁性粉末はおよそ１〜５００ｎｍ、１〜３００ｎｍ、又は１〜１００ｎｍの粉末粒子厚さを有し得る。次に、この製造プロセスでは、多数のコア２００をコーティング溶液と混合し得る。次いで、この製造プロセスでは、磁気コーティング２１２（磁性粉末を含む）を各々の磁気コア２００上に析出させることにより繊維１８２（例えば、被覆された磁気コア）を形成する。その後、この製造プロセスでは、繊維１８２をコーティング溶液から分離し、その繊維１８２を乾燥することができる。最後に、この製造プロセスでは、金型内で磁場の作用の下で繊維１８２をマトリックス材料１８４と混ぜ合わせることができる。しかし、理解されるように、これらの開示された実施形態は任意の適切な技術を使用して自己整列した複合材料１８０を製造することができる。
【００２８】
ここでも、図４の実施形態と同様に、磁気コーティング２１２はそれぞれの繊維１８２の周囲全体に自己整列させる磁力１９０を提供する。幾つかの実施形態では、これらの自己整列させる磁力１９０は各々の繊維１８２の回りで均一であり、また１つの繊維１８２と別の繊維でも均一である。これらの自己整列させる磁力１９０の均一性により、繊維１８２は、マトリックス材料１８４の内部で互いに自己整列することができる。言い換えると、自己整列させる磁力１９０は、例えば製造中及び／又は製造後、繊維１８２を均一な間隔１８６に偏らせる。
【００２９】
図７は、図３の線４−４内の自己整列した複合材料１８０の一実施形態の概略図であり、磁気コーティング２２２及び外側コーティング２２４により包囲されたコア２２０を有する強化用繊維１８２を示す。例えば、磁気コーティング２２２は鉄、ニッケル、コバルト、又はこれらの化合物製であり得る。より具体的には、磁気コーティング２２２はＦｅ2Ｏ3、酸化クロム、酸化ユーロピウム、ＮｉＺｎ−ｌｅｒｒｉｔｅ、ＭｎＺｎ−ｌｅｒｒｉｔｅ、イットリウム−鉄ガーネット、又はこれらの組合せ製であり得る。コア２２０は異なる磁性材料、プラスチック、セラミック、又はその他任意の適切な材料で作成することができる。より具体的には、コア２２０は図６を参照して上記したように天然繊維又は合成繊維であり得る。外側コーティング２２４は異なる磁性材料、プラスチック、セラミック、又はその他任意の適切な材料で作成され得る。より具体的には、外側コーティング２２４はポリマーコーティング、亜鉛コーティング、ケイ素コーティング、又はこれらの組合せのような保護コーティングであり得る。
【００３０】
幾つかの実施形態では、磁気コーティング２２２はコア２２０の直径２２８のおよそ５、１０、１５、又は２０％未満の厚さ２２６を有し得る。例えば、磁気コーティング２２２の厚さ２２６はコア２２０の直径２２８のおよそ１〜５％の範囲であり得る。コーティング２２２の代表的な実施形態は厚さ２２６がおよそ１〜５００ｎｍ、１〜３００ｎｍ、又は１〜１００ｎｍのナノコーティングであり得る。同様に、外側コーティング２２４はコア２２０の直径２２８のおよそ５、１０、１５、又は２０％未満の厚さ２３０を有し得る。例えば、外側コーティング２２４の厚さ２３０はコア２２０の直径２２８のおよそ１〜５％の範囲であり得る。外側コーティング２２４の代表的な実施形態は厚さ２３０がおよそ１〜５００ｎｍ、１〜３００ｎｍ、又は１〜１００ｎｍのナノコーティングであり得る。
【００３１】
ここでも、図４の実施形態と同様に、磁気コーティング２２２はそれぞれの繊維１８２の周囲全体に自己整列させる磁力１９０を提供する。幾つかの実施形態では、これらの自己整列させる磁力１９０は各々の繊維１８２の回りで均一であり、また１つの繊維１８２と別の繊維でも均一である。これらの自己整列させる磁力１９０の均一性により、繊維１８２は、マトリックス材料１８４の内部で互いに自己整列することが可能である。言い換えると、自己整列させる磁力１９０は、例えば製造中及び／又は製造後、繊維１８２を均一な間隔１８６に偏らせる。
【００３２】
本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００３３】
タービンシステム  １０
タービンエンジン  １２
負荷  １４
空気取り入れ口  １６
圧縮機  １８
燃料ノズル  ２０
燃焼器  ２２
タービン  ２４
排気口  ２６
空気  ２８
圧縮空気  ３０
燃料  ３２
矢印  ３４
シャフト  ３６
回転子  ４０
固定子  ４２
タービン段  ４４
タービンブレード  ４６
ホイール  ４８
固定子ベーン  ５０
ケーシング  ５２
外側ケーシング  ５４
内側ライナー  ５６
ハンガー  ５８
シュラウドセグメント  ６０
フック  ６２、６４
補完的なフック  ６６、６８
クリアランス  ７０
プロセス  １６０
整列してない複合材料  １６２
ランダムに間隔をあけた強化用繊維  １６４
マトリックス材料１６６
広い間隔  １６８
狭い間隔  １７０
複合材料の繊維を磁気により整列させる  （ブロック１７２）
自己整列した複合材料  １８０
均一に間隔をあけた繊維  １８２
マトリックス材料  １８４
均一な間隔  １８６
磁性体  １８８
自己整列させる磁力  １９０
外部  １９２
磁気コア  ２００
コーティング  ２０２
厚さ  ２０４
直径  ２０６
コア  ２１０
磁気コーティング  ２１２
厚さ  ２１４
直径  ２１６
コア  ２２０
磁気コーティング  ２２２
外側コーティング  ２２４
厚さ  ２２６
直径  ２２８
【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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