【事件の表示】
　特許第２７６５５４３号「反応焼結セラミックス及びその製造方法」の請求項１，２，６　に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２７６５５４３号の請求項１、５に係る特許を維持する。
【理　由】
Ｉ．手続の経緯
　特許出願　　　　　　　　　平成　７年１２月２６日
　設定登録　　　　　　　　　平成１０年　４月　３日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（特許第２７６５５４３号）
　特許公報発行　　　　　　　平成１０年　６月１８日
　特許異議の申立て　　　　　平成１０年１２月１８日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（申立人　高　橋　正　雄）
　取消理由通知　　　　　　　平成１１年１０月１２日
　意見書，訂正請求書　　　　平成１１年１２月２２日
　
II．訂正の要旨
　平成１１年１２月２２日付けの訂正請求における訂正の要旨は次のとおりである。
１．訂正事項１
　特許明細書の請求項１を削除し、請求項２に「請求項１記載の」とあるのを「焼結時に化学反応によって原料粉末とは異なる化合物を生成させた反応焼結セラミックスであって、該セラミックスを構成する結晶粒が特定の結晶方位に配向しており、その配向度がポールフィギャ法で測定したＦ値で０．５以上であり、かつ該セラミックスの相対密度９５％以上、焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留量が１ｖｏｌ％未満である」に訂正するとともに、請求項の番号を「１」に繰り上げる。
２．訂正事項２
　特許明細書の請求項３に「請求項２記載の」とあるのを「請求項１記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「２」に繰り上げる。
３．訂正事項３
　特許明細書の請求項４に「請求項１〜３のいずれかに記載の」とあるのを「請求項１〜２のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「３」に繰り上げる。
４．訂正事項４
　特許明細書の請求項５に「請求項１〜４のいずれかに記載の」とあるのを「請求項１〜３のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「４」に繰り上げる。
５．訂正事項５
　特許明細書の請求項６の請求項の番号を「５」に繰り上げる。
６．訂正事項６
　特許明細書の請求項７に「請求項６記載の」とあるのを「請求項５記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「６」に繰り上げる。
７．訂正事項７
　特許明細書の請求項８に「請求項７記載の」とあるのを「請求項６記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「７」に繰り上げる。
８．訂正事項８
　特許明細書の請求項９に「請求項６〜８のいずれかに記載の」とあるのを「請求項５〜７のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「８」に繰り上げる。
９．訂正事項９
　特許明細書の請求項１０に「請求項６〜８のいずれかに記載の」とあるのを「請求項５〜７のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「９」に繰り上げる。
１０．訂正事項１０
　特許明細書の請求項１１に「請求項６〜８のいずれかに記載の」とあるのを「請求項５〜７のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「１０」に繰り上げる。
１１．訂正事項１１
　特許明細書の請求項１２に「請求項１１において」とあるのを「請求項１０において」に訂正するとともに、請求項の番号を「１１」に繰り上げる。
１２．訂正事項１２
　特許明細書の請求項１３に「請求項６〜８のいずれかに記載の」とあるのを「請求項５〜７のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「１２」に繰り上げる。
III．訂正の適否に対する判断
１．訂正の目的、新規事項、拡張・変更
１．１　訂正事項１について
　上記訂正事項１は、特許明細書の請求項１の削除と、その請求項１を引用する従属請求項の形式で記載されていた請求項２を独立請求項の形式に訂正するとともに、請求項の番号を１に繰り上げるものであるから、特許請求の範囲の減縮及び明りょうでない記載の釈明に相当し、また、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内のものであり、かつ実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
１．２　訂正事項２〜１２について
　上記訂正事項２〜１２は、上記訂正事項１で特許明細書の請求項１が削除されて請求項２の番号が「１」に繰り上がったことに伴い、残余の請求項の番号の繰り上げ及び各請求項で引用する請求項の番号がそれに整合するように訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明に相当し、また、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内のものであり、かつ実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
２．独立特許要件
　当審における取り消し理由の概要は、特許明細書の請求項１に係る発明に対するものであったが、その特許明細書の請求項１は上記訂正請求により削除されたため、取消理由の対象は存在しなくなった。
　また、特許異議申立ての対象であった特許明細書の請求項２及び６は、上記訂正請求により訂正後の請求項１及び５に相当するものとなったが、該訂正後の請求項１及び５に係る発明の特許は、下記「IV．２．３．２　申立て理由（２）について」及び「IV．２．３．３　申立て理由（３）について」で述べたように、特許異議申立ての理由及び証拠によっては取り消すことはできない。
３．訂正の認否
　したがって、上記「III．１．」及び「III．２.」に述べたように、上記訂正は特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する同法第１２６条第２項から第４項までの規定にそれぞれ適合するものであるから、当該訂正を認める。
IV．特許異議の申立についての判断
１．特許異議の申立ての理由の概要
　申立人は、証拠として甲第１号証〜１１号証を提出し、
（１）特許明細書の請求項１に係る発明は、甲第１又は２号証に記載された発明であるか、あるいは甲第１〜６及び１１号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、該発明の特許は特許法第２９条第１項もしくは同条第２項の規定に違反してなされたものである、
（２）特許明細書の請求項２に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるか、あるいは甲第１〜８及び１１号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、該発明の特許は特許法第２９条第１項もしくは同条第２項の規定に違反してなされたものである、
（３）特許明細書の請求項６に係る発明は、甲第９及び１０号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、該発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである、
ので、特許を取り消すべきものである旨を主張している。
２．当審の判断
２．１　本件発明
　上記「III．３．」で述べたように、上記訂正を認めるので、訂正前の請求項２及び６に対応する訂正後の請求項１及び５の記載は次のとおりである。
【請求項１】焼結時に化学反応によって原料粉末とは異なる化合物を生成させた反応焼結セラミックスであって、該セラミックスを構成する結晶粒が特定の結晶方位に配向しており、その配向度がポールフィギャ法で測定したＦ値で０．５以上であり、かつ該セラミックスの相対密度９５％以上、焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留量が１ｖｏｌ％未満である反応焼結セラミックスにおいて、特定の結晶方位が、該セラミックスが板状結晶となる場合は、優先結晶成長面の晶帯軸または結晶劈開面の晶帯軸が配向軸であり、該セラミックスが針状結晶となる場合は、優先結晶成長方向が配向軸であることを特徴とする反応焼結セラミックス。
【請求項５】原料粉末粒子を混合し、混合粉末を製造する工程、該混合粉末を成形する工程、得られた成形体を熱処理して仮焼結体とする工程、該仮焼結体に最終製品のセラミックスを形成するのに必要な元素を気相或いは液相状態で供給し、焼結中に化学反応を起こさせ製造する反応焼結セラミックスの製造方法において、該化学反応を部分的に起こさせ、かつ該化学反応が起こっている部分を移動させて前記仮焼結体を焼結することを特徴とする反応焼結セラミックスの製造方法。
（以下、上記各請求項に係る発明を順に「本件発明１」及び「本件発明５」という。）
２．２　各証拠の記載内容
２．２．１　甲第１号証
　甲第１号証（特公昭５４−１５６３７号公報）には、「配向性焼結体磁性材料の製造法」の発明に関し、
(1-1)「１．少くとも平均粒径が１５μ以下の板状α−Ｆｅ２Ｏ３と、短冊状γ−ＭｎＯＯＨまたはその脱水物を主たる原材料として用い、ホットプレス焼結して、焼結体磁性材料の平均粒径を原材料として用いたα−Ｆｅ２Ｏ３の平均粒径のほぼ５倍以上に成長させることを特徴とする配向性焼結体磁性材料の製造法。」（１欄特許請求の範囲）、
(1-2)「本発明の方法によって作成された配向性焼結体材料は、その（１１１）面が９９％以上の配向度を示し、」（３欄３０〜３２行）、
(1-3)「平均粒径が各々約５μ，１０μ，２０μ，３０μの４種の板状のα−Ｆｅ２Ｏ３と平均粒径が０．７μの短冊状のγ−ＭｎＯＯＨ、および平均粒径が約０．１μの不定形ＺｎＯを原料とし、フェライト組成がＭｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４となるように採取し、約２倍量の水を加えて、１６時間ボールミルをすることによって十分に混合した。この泥状混合物を脱水した後、あらためて水分を調節し、５００Ｋｇ／ｃｍ２の一軸性の加圧圧力をもって、濾過し成形した。得られた成型品は十分な強度をもっている。この成型品を１３００〜１３５０℃の温度範囲で３００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力でもって、３時間ホットプレス焼結を行った。この時、ホットプレスの加圧力の方向は、成型時の加圧力の方向と一致させた。ホットプレス焼結条件を少しずつ変化させて、四種類の原料より焼結して平均粒径を４０〜５０μとした配向性焼結体磁性材料を得た。これらの焼結体磁性材料のほぼ整った（１１１）面の配向度は、第３図に示されるように、原料のα−Ｆｅ２Ｏ３の平均粒径が１５μ以下のところで配向度は非常に優れていることが解る。」（４欄３６行〜５欄１２行）、
(1-4)「第４図からは、焼結体の平均粒径が約６０μ、すなわち、原料のα−Ｆｅ２Ｏ３の平均粒径の約５倍に成長したところで、配向度が約１００％になっている。高度に配向した焼結体を得るためには、原料となるα−Ｆｅ２Ｏ３の平均粒径のほぼ５倍以上に、焼結体の平均粒径を成長させることが必要であることが示されている。」（６欄４〜１０行）、
との記載がある。
２．２．２　甲第２号証
(2-1)「通常の焼成サンプルが慣用の焼結技術によって製造された。出発物質として純度９９％以上のＢｉ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＮａＣＯ３，ＣａＣＯ３の試薬級酸化物又は炭酸塩の粉末を用いた。ボールミルを用いて混合した酸化物を２時間、８５０℃で仮焼した。仮焼後、粉砕した粉末を加圧して直径２０ｍｍ、厚さ約１ｍｍのディスクとした。試料である該ディスクを１１００−１１５０℃で１又は２時間、大気中で焼結した。得られた焼結体を公知の方法で熱間鍛造法（hot forging method）によって配向性サンプルとした。・・・（中略）・・・配向性（熱間鍛造）試料の調製は５ｍｏｌ％Ｃａ濃度（ｘ＝０．０５）だけで行われ、・・・（中略）・・・熱間鍛造した試料の評価は、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法を用いることにより、Ｘ線回折パターンから得られた配向ファクターＦを通常の焼成サンプルの粉末回折パターンから得られたものと比較することにより行なわれた。」（３６頁下から３行〜３７頁１４行）、
(2-2)「ｘ＝０からｘ＝１までの間でのこの固溶体のＸ線粉末回折パターンは斜方対称なビスマス層状構造を有する単一相を示した。」（３７頁末行〜３８頁２行）、
(2-3)「驚くべきことに、この固溶体は通常のセラミック技術によって容易に焼結されるため、理論Ｘ線学的密度の９２〜９６％の範囲の密度の高密度試料が上述の焼成条件で得られた。」（３８頁１１〜１３行）、
(2-4)「Ｍｎ−ドープＮＣＢＴシステムの配向ファクターＦは９０％以上であった。」（３８頁１６〜１７行）、
との記載がある。
２．２．３　甲第３号証
　甲第３号証（「エレクトロニク・セラミクス」、１９９１年７月号、５６〜６２頁）は、「配向性Ｍｎ−Ｚｎフェライト」と題する報文であって、これには、
(3-1)「トポタクティック反応とは、固相反応（ここでは焼結）時において特定の結晶軸を保存するよう各出発原料の構成イオンが再配列する反応を言い、図１に示すように、出発原料の個々の結晶方位とその立方晶系スピネル構造の分解物の結晶の方位の対応が取れている場合には理想的に生じることが分かる。」（５６頁右欄１２〜１８行）、
(3-2)「一軸配向性フェライトのうち、結晶格子の〔１１１〕軸を配向させた焼結体は、六角板状のα−Ｆｅ２Ｏ３（図2(a)）と短冊状γ−ＭｎＯＯＨ（図２(b)）及びＺｎＯを最終組成となるように秤量し溶媒スラリー状に混合し、表１に示したような金型にそのスラリーを投入し、上下方向から加圧成形し、原料粉体の板面が加圧軸方向に対して直列に配列するように圧粉成形（・・・（中略）・・・）を行い、異方化した。次に成型時の加圧方向と同じ加圧方向にホットプレスして高密度成形体を得た。この場合、図１のトポタキシー図から分かるように、加圧軸方向に粒子の〔１１１〕軸が配向したＭｎ−Ｚｎフェライト焼結体が得られた。」（５９頁右欄１〜１３行）、
(3-3)「本稿では、配向度Ｑ（ＨＫＬ）を以下の式で定義した。・・・（中略）・・・Ｑ（ＨＫＬ）の値は、完全無配向で０％、完全にある特定の方向に配向しておれば１００％になるように規格化してある。」（６０頁左欄１８行〜同頁右欄１５行）、
(3-4)「まず、〔１１１〕結晶軸が配向した一軸配向性フェライトＫＨＦ−Ｉの配向度に影響を及ぼす因子について述べる。・・・（中略）・・・焼結体の粒子経が１００μｍ程度となると、十分な成長が生じており、六角板状α−Ｆｅ２Ｏ３の粒子経によらずほぼ１００％の高い配向度が得られた。」（６０頁右欄下から５行〜６１頁右欄５行）、
との記載がある。
２．２．４　甲第４号証
　甲第４号証（特開昭５０−６７８２０号公報）には、「配向性フェライトの製造方法」の発明に関し、
(4-1)「本発明は原料の圧粉異方性とトポタクティック（topotactic）反応を利用した配向性フェライト焼結体を製造する際、」（２頁右上欄５〜７行）、
(4-2)「Ｎｉで被覆された六角形状のα−Ｆｅ２Ｏ３が得られた。この粉末を・・・（中略）・・・成形体を作った。この成形体を空気中で１１００℃に加熱し、１時間保持後さらに１３００℃に加熱し、３００Ｋｇ／ｃｍ２の加圧力を加えながら２時間焼結した。焼結体は気孔率０．３％、平均粒子径約８０μｍであり、また、鉄の特性Ｘ線ＦｅＫαを用いて結晶の配向度を調べた結果ではＮｉ−フェライトの＜１１１＞軸が成型時の加圧力の方向に揃っており、その配向度はほゞ１００％であった。」（３頁右下欄５〜１６行）、
との記載がある。
２．２．５　甲第５号証
　甲第５号証（特開平５０−７５６１１号公報）には、「コーディエライト系多結晶質セラミック」の発明に関し、
(5-1)「（１２）前記組成を生じるセラミックバッチで、板状粘土及び／又は層分離可能な積層粘土を含むバッチと、・・・（中略）・・・その原料を生の物体にアニソスタティックに成形して板状粘土に一貫した平面的配向を賦与し、生の物体を乾燥し、そして生の物体をコーディエライト相の形成を本質的に完成させるのに十分な温度及び時間で焼成することを特徴とする、前記各項のいずれかに記載のセラミックの製造法。」（２頁右上欄請求項１２）、
(5-2)「本発明では、粘土板粒子自身がウエブ面にほとんど平行に配向しており、その平面と角度をもつものは極めてわずかである。之の事は、焼結で生じたコーディエライト結晶子のｃ軸がウエブ面からわずかな角度変化しかもたずに集中しており、従って前のパラグラフで述べた如きほぼ理想的状態を取っていることを意味している。」（５頁左上欄５〜１１行）、
(5-3)「焼成　コーディエライト物体の焼成範囲は、１３４０〜１４５０℃で、処理時間はコーディエライト相への実質的に完全な反応を行なわせるのに充分であるべきである。６−１２時間の処理時間が本方法で用いられている。」（９頁左下欄１〜６行）、
との記載がある。
２．２．６　甲第６号証
　甲第６号証（特開平２−１５８０１２号公報）には、「酸化物超電導線条体の製造方法」の発明に関し、
(6-1)「酸化物超電導体となし得る複合酸化物の粉末原料を銀、銀合金等の金属管内に充填し、これを減面加工して所望形状の複合線条体にする。或いは金属容器内に前記複合酸化物の融液を鋳込んで、第２図に示す様な複合酸化物の鋳塊７と金属容器６とからなる複合ビレット８を作り、これをスウェージング、伸線、押出等により所望形状の複合線材に加工しても良い。以上の様にして得られた複合線条体に例えば第１図に示した様な方法により熱処理を施す。即ち複合線条体１をボビン２より供給し、内部に温度勾配４を有する縦型の電気炉３内を、下方向に連続的に移動させて熱処理する事により、酸化物超電導線条体５が得られる。・・・（中略）・・・この様な条件で加熱し、その後一方向に徐冷する事により結晶の配向性制御が可能となり、臨界電流密度（Ｊｃ）が大きい酸化物超電導線条体５が得られる。」（２頁右上欄１２行〜同頁左下欄１３行）、
(6-2)「本発明の方法おいては、酸化物超電導体となし得る複合酸化物を金属で被覆した複合線条体を局部的に、用いた複合酸化物の融点以上に加熱しながら下方向に連続的に移動させているので、溶融した複合酸化物が下方向に流動して、空隙のない高密度な複合酸化物充填複合線状体となる。又、この様にして得られた高密度な複合酸化物充填複合線条体を一方向に徐冷しているので結晶配向性を生じ、従って臨界電流密度（Ｊｃ）が高い酸化物超電導線条体が得られる。」（３頁左上欄４〜１３行）、との記載があるほか、
(6-3)４頁の第１表には、本発明例品Ｎｏ．１〜９では、密度が理論密度の９９〜９９．９％であったこと、配向性があったことが示されている。
２．２．７　甲第７号証
(7-1)「直径及び長さが１．３及び５．４μｍである細長い高純度β−窒化珪素単結晶が、・・・（中略）・・・分散された。グリーンシートがテープキャスティング法により製造され、・・・（中略）・・・、キャスト方向に整列して積層され、０．９Ｍｐａの窒素雰囲気下１８５０℃で焼成された。曲げ試験用試料は、・・・（中略）・・・引っ張り方向と引っ張り面がキャスト方向及びグリーンシート面と平行になるように焼成体より切出された。・・・（中略）・・・第１図に高異方性窒化珪素の微細形状を示す。・・・（中略）・・・大きな繊維状粒子が引っ張り面の引っ張り方向に配向しており、側面ではほとんど完全に配向していることが見いだされる。」（３１２５頁右欄１４〜３４行）、
との記載がある。
２．２．８　甲第８号証
　甲第８号証（「エレクトロニク・セラミクス」、１９９１年７月号、４〜１０頁）は、「総論　電子セラミクスの粒子配向技術」と題する報文であって、これには、
(8-1)「板状の結晶粒子は、一軸加圧のホットプレスでｃ軸（ｃ面）の一軸配向が行えるが、針状あるいは棒状の結晶を一方向に配向させることはできない。これを解決する方法として２段ホットプレス法が開発された。・・・（中略）・・・（ａ）針状粉末にバインダを加え、直径１５ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状に呼び成形する。（ｂ）１段目のホットプレス（ＨＰ１）をおこなう。これで面内に針状粒子が配向したセラミックスができる。（ｃ）１段目よりやや高い温度（５０℃程度）で１段目と垂直方向に加圧する２段目のホットプレス（ＨＰ２）を行なう。この手順で２段ホットプレスすれば、針状粒子が一方向に配列したセラミクスが作製できる。」（７頁左欄１３行〜同頁右欄３行）、
との記載がある。
２．２．９　甲第９号証
(9-1)「よく知られているＣＶＤ法により高品質シリコンカーバイド（ＳｉＣ）層を高成長速度で成長させる新しい成長手法が研究された。」（本文１〜３行）、
(9-2)「本研究で使用された前駆体ガスは、希釈ないしは濃縮されたシランと濃縮されたプロパンである。」（本文２０〜２１行）、
との記載がある。
２．２．１０　甲第１０号証
　甲第１０号証（特開平６−１２８０９４号公報）には「炭化ケイ素単結晶の製造方法」の発明に関し、
(10-1)「炭化ケイ素原料を昇華させ種結晶の上に炭化ケイ素単結晶を成長させる際、昇華反応の経過に伴った昇華ガスの経時的な成分変動を相殺するケイ素成分ガス及び／又は炭素成分ガスを成長反応域に導入することを特徴とする炭化ケイ素単結晶の製造方法。」（【請求項１】）、
(10-2)「原料粉末２は、ヒータ５で２４００℃近傍の高温に加熱されることにより昇華し、Ｓｉ，Ｓｉ２Ｃ，ＳｉＣ２，ＳｉＣ等の昇華ガスになる。昇華ガスは、温度勾配が付けられているルツボ１の内部を流下し、下蓋３に取り付けられている種結晶の上に降り注ぐ。昇華ガスは、種結晶近傍が２００℃近傍の温度に保持されているので、炭化ケイ素単結晶６として約０．５〜２ｍｍ／時の成長速度で種結晶の上に成長する。」（【０００４】）、
との記載がある。
２．２．１１　甲第１１号証
(11-1)「α−Ｓｉ３Ｎ４（・・・（中略）・・・）粉末は、・・・（中略）・・・と共に、混合部剤としてメタノールを使用して粉砕された。・・・（中略）・・・棒状β−Ｓｉ３Ｎ４粒子は粒子の凝集を防ぐために超音波によりスラリーに分散された。・・・（中略）・・・スラリーは次いで蒸発機で乾燥され、・・・（中略）・・・８００℃で仮焼された。
得られた粉末混合物を加圧して長方形にし、次いで５００ＭＰａの圧力で冷間等方的に加圧した。・・・（中略）・・・その後、試料は１８５０℃で１〜６時間、０．９ＭＰａの窒素雰囲気下で焼結された。」（１８５８頁左欄２３〜４５行）、
(11-2)「短時間の焼成では、５ｖｏｌ％の種粒子を用いた試料は０及び２ｖｏｌ％の種粒子のものよりも密度がわずかに小さくなった。しかしながら、全ての試料は６時間焼成後に十分な密度（理論密度の９８．６％以上）にまで焼成できる。・・・（中略）・・・１８５０℃で１−６時間焼成した試料のＸＲＤ分析ではユニークな結晶層として、・・・（中略）・・・β−Ｓｉ３Ｎ４の存在が示され示された。」（１８５９頁左欄８〜２０行）、
との記載がある。
２．３　対比・判断
２．３．１　申立て理由（１）について
　申立て理由（１）は訂正前の請求項１に係る発明に対するものであるが、訂正前の請求項１は上記訂正請求により削除されたため、申立ての対象が存在しなくなった。
　したがって、申立て理由（１）は理由がない。
２．３．２　申立て理由（２）について
　甲第１号証には、板状α−Ｆｅ２Ｏ３と、短冊状γ−ＭｎＯＯＨと、不定形ＺｎＯとを原料として、フェライト組成がＭｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４となるように採取し、成形後に一軸加圧し、ホットプレス焼結したものが記載されており、得られたセラミックスは（１１１）面が９９％以上の配向度であることも示されている。
　このＭｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４は、原料の「α−Ｆｅ２Ｏ３」、「γ−ＭｎＯＯＨ」及び「ＺｎＯ」が焼結時に化学反応を伴って生成したものと解されるから、広義には本件発明１における「反応焼結セラミックス」に包含されるものと解される。
　しかしながら、甲第１号証には、得られたセラミックスの「ポールフィギュア法で測定したＦ値」、理論密度に対する「相対密度」、「焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留率」及びセラミックスの結晶形態と配向軸の関係については何も記載されていない。
　なお、申立人は、甲第１号証に記載されているセラミックスの「ポールフィギュア法で測定したＦ値」、理論密度に対する「相対密度」、「焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留率」、セラミックスの結晶形態と配向軸の関係が本件発明１で限定している条件を満たしていることの証拠として、特許異議申立書５頁５行〜７頁４行に「＜実験１＞」として追試例を記載しているが、この追試例は「テープ成型法」によるものであって甲第１号証に記載のもので採用されている「ホットプレス法」とは明確に異なるから、上記追試例の結果が直ちに甲第１号証に記載のものの結果であるとすることはできない。
　したがって、本件発明１は甲第１号証に記載された発明であるとすることはできない。
　一方、甲第２号証には、Ｂｉ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＮａＣＯ３，ＣａＣＯ３の試薬粉末を原料としてＮａ０．４７５Ｃａ０．０５Ｂｉ４．４７５Ｔｉ４Ｏ１５セラミックスを作製したこと、このセラミックスは斜方対称なビスマス層状構造を有する単一相であり、理論密度の９２〜９６％の範囲の密度を有していたこと、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法による配向ファクターＦは９０％以上であったことが示されている。
　このＮａ０．４７５Ｃａ０．０５Ｂｉ４．４７５Ｔｉ４Ｏ１５セラミックスは、原料のＢｉ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＮａＣＯ３，ＣａＣＯ３が焼結時に化学反応を伴って生成したものと解されるから、広義には本件発明１における「反応焼結セラミックス」に包含されるものと解される。
　しかしながら、甲第２号証には、得られたセラミックスの「ポールフィギュア法で測定したＦ値」、「焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留率」及びセラミックスの結晶形態と配向軸の関係については何も記載されていないし、しかも、甲第２号証に記載されているセラミックスの組成は甲第１号証に記載のものとは全く異なるから、甲第２号証の記載が甲第１号証に記載されているセラミックスのＬｏｔｇｅｒｉｎｇ法による配向ファクターＦが９０％以上でかつ密度が理論密度の９２〜９６％の範囲にあることまで示唆しているものとすることはできない。
　なお、申立人は、甲第２号証に記載されているセラミックスの「ポールフィギュア法で測定したＦ値」、「焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留率」の関係が本件発明１で限定している条件を満たしていることの証拠として、特許異議申立書７頁２１行〜８頁末行に「＜実験２＞」として追試例を記載しているが、この追試例は「ホットプレス法」によるものであって甲第２号証に記載のもので採用されている「熱間鍛造法（hot forging method）」とは明確に異なるから、上記追試例の結果が直ちに甲第２号証に記載のものの結果であるとすることはできない。
（なお、申立人は、甲第１号証に記載のもので採用している焼成方法が「ホットプレス法」であるのに対し、＜実験１＞では「装置の関係上、・・・テープ成型法を採用した。」（特許異議申立書５頁１０〜１１行）としているが、＜実験２＞では、甲第２号証に記載のもので採用している焼成方法が「熱間鍛造法（hot forging method）」であるのに対し、わざわざ「熱間鍛造法」とは異なりかつ＜実験１＞では「装置の関係から」という理由で採用しなかった「ホットプレス法」を採用している点はいささか不可解であるが、かかる点はこれ以上ふれないでおく。）
　また、甲第３号証には、短冊状のα−Ｆｅ２Ｏ３，α−ＦｅＯＯＨ，γ−ＭｎＯＯＨ粉体を用いてトポタクティック反応によりスピネル結晶軸の〔１１１〕軸を配向させた焼結体が記載されているが、少なくとも焼結体の理論密度に対する「相対密度」、「焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留率」について示唆する記載はない。
　さらに、甲第４号証には、焼結体の気孔率が０．３０％であるトポタクティック反応を利用した配向性Ｎｉ−フェライト焼結体が、甲第５号証にはコーディエライト系多結晶質セラミックが、甲第６号証には酸化物超電導線状体が、甲第７号証には高異方性窒化珪素焼結体が、また、甲第１１号証には窒化珪素焼結体が、それぞれ記載されているが、これら甲第４〜７及び１１号証に記載されているセラミックスの組成は甲第１号証に記載のものとは全く別異のものであるから、甲第１号証に記載されているセラミックスが直ちに甲第４〜７及び１１号証に記載されているセラミックスと同等の物性を有しているとすることはできない。
　なお、甲第８号証には、一般的な２段ホットプレス法によるセラミックス中の粒子配向技術が示されているに過ぎない。
　してみれば、甲第２〜８及び１１号証には、少なくとも甲第１号証に記載されているＭｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４セラミックスの理論密度に対する「相対密度」、「焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留率」について示唆する記載はないから、甲第１〜８及び１１号証の記載を総合して勘案したところで、本件発明１を想到することが当業者にとり容易であるとすることはできない。
　したがって、上記申立て理由（２）は理由がなく、採用できない。
２．３．３　申立て理由（３）について
　本件発明５は、「反応焼結させるセラミックスに対して、ゾーンシンター法を適用することによって、反応焼結セラミックス特有の問題である、未反応部分が残存し焼結体強度が低下するという問題を解決」（【0008】参照）するために、
（ａ）「仮焼体に最終製品のセラミックスを形成するのに必要な元素を気相あるいは液層で供給する」点、及び、
（ｂ）「化学反応を部分的に起こさせ、かつ化学反応が起こっている部分を移動させて前記仮焼体を焼結する」点、
の両者を構成要件として採用した「反応焼結セラミックスの製造方法」の発明であって、かかる構成を備えることにより「強度並びに破壊靱性に優れた炭化ケイ素、窒化珪素、アルミナ系セラミックスを容易に得ることができ」（【0054】参照）るという明細書記載の効果を奏するものである。
　一方、甲第９号証には、ＣＶＤ法によるシリコンカーバイドの製造方法が、また、甲第１０号証には炭化ケイ素原料を昇華させて炭化ケイ素単結晶を製造する方法がそれぞれ記載されているが、これらの方法は「反応焼結法」の技術とは全く異なるし、本件発明５における上記（ａ）及び（ｂ）の点は何も示唆されていない。
　なお、申立人は、甲第９号証に記載されているＣＶＤ法によるシリコンカーバイドの製造方法が本件発明５の「原料粉末を混合し、混合粉末を製造する工程、該混合粉末を成形する工程、得られた成形体を熱処理して仮焼体とする工程、該仮焼体に最終製品のセラミックスを形成するのに必要な元素を気相或いは液相状態で供給し、焼結中に化学反応を起こさせ製造する反応焼結セラミックスの製造方法」（以下、「Ｆ要件」という。）に相当し、また、甲第１０号証における昇華法による炭化ケイ素単結晶の製造方法が本件発明の上記Ｆ要件及び上記（ｂ）の点に該当）に相当する旨（特許異議申立書１３頁５〜２１行参照）主張しているが、甲第９号証に記載されているＣＶＤ法は、上記「(9-2)」に摘記したように、全ての原料を気体で供給して直接目的とするシリコンカーバイドを製造する方法であるし、また、甲第１０号証に記載されているものは、予め作製された炭化ケイ素原料を気化（昇華）させ、別の場所で再度炭化ケイ素を析出させる方法であるから、少なくとも「原料粉末を混合し、混合粉末を製造する工程、該混合粉末を成形する工程、得られた成形体を熱処理して仮焼体とする工程」は存在していないばかりか、「仮焼体に最終製品のセラミックスを形成するのに必要な元素を気相あるいは液層で供給する」という本件発明５における上記（ａ）の点をも備えていないことは明らかであるので、申立人の上記主張は理由がない。
　してみれば、本件発明５は、甲第９及び１０号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　したがって、上記申立て理由（３）は理由がなく、採用できない。
　
Ｖ．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件発明１及び５に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１及び５に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年１月２８日（２０００．１．２８）
【訂正の要旨】
　平成１１年１２月２２日付けの訂正請求における訂正の要旨は次のとおりである。
１．訂正事項１
　特許請求の範囲の減縮及び明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項１を削除し、請求項２に「請求項１記載の」とあるのを「焼結時に化学反応によって原料粉末とは異なる化合物を生成させた反応焼結セラミックスであって、該セラミックスを構成する結晶粒が特定の結晶方位に配向しており、その配向度がポールフィギャ法で測定したＦ値で０．５以上であり、かつ該セラミックスの相対密度９５％以上、焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留量が１ｖｏｌ％未満である」に訂正するとともに、請求項の番号を「１」に繰り上げる。
２．訂正事項２
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項３に「請求項２記載の」とあるのを「請求項１記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「２」に繰り上げる。
３．訂正事項３
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項４に「請求項１〜３のいずれかに記載の」とあるのを「請求項１〜２のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「３」に繰り上げる。
４．訂正事項４
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項５に「請求項１〜４のいずれかに記載の」とあるのを「請求項１〜３のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「４」に繰り上げる。
５．訂正事項５
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項６の請求項の番号を「５」に繰り上げる。
６．訂正事項６
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項７に「請求項６記載の」とあるのを「請求項５記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「６」に繰り上げる。
７．訂正事項７
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項８に「請求項７記載の」とあるのを「請求項６記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「７」に繰り上げる。
８．訂正事項８
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項９に「請求項６〜８のいずれかに記載の」とあるのを「請求項５〜７のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「８」に繰り上げる。
９．訂正事項９
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項１０に「請求項６〜８のいずれかに記載の」とあるのを「請求項５〜７のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「９」に繰り上げる。
１０．訂正事項１０
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項１１に「請求項６〜８のいずれかに記載の」とあるのを「請求項５〜７のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「１０」に繰り上げる。
１１．訂正事項１１
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項１２に「請求項１１において」とあるのを「請求項１０において」に訂正するとともに、請求項の番号を「１１」に繰り上げる。
１２．訂正事項１２
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の請求項１３に「請求項６〜８のいずれかに記載の」とあるのを「請求項５〜７のいずれかに記載の」に訂正するとともに、請求項の番号を「１２」に繰り上げる。
（５４）【発明の名称】
反応焼結セラミックス及びその製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項
１
　
焼結時に化学反応によって原料粉末とは異なる化合物を生成させた反応焼結セラミックスであって、
　
該セラミックスを構成する結晶粒が特定の結晶方位に配向しておりその配向度がポールフィギャ法で測定したＦ値で０．５以上であり、かつ該セラミックスの相対密度９５％以上、焼結体を形成する組成のうちの原料組成の残留量が１ｖｏｌ％　未満である
　特定の結晶方位が、該セラミックスが板状結晶となる場合は、優先結晶成長面の晶帯軸または結晶劈開面の晶帯軸が配向軸であり、該セラミックスが針状結晶となる場合は、優先結晶成長方向が配向軸であることを特徴とする反応焼結セラミックス。
　【請求項
２
　請求項
１
　【請求項
３
　請求項１〜
２
　【請求項
４
　請求項１〜
３
　【請求項
５
　原料粉末粒子を混合し、混合粉末を製造する工程、
　該混合粉末を成形する工程、
　得られた成形体を熱処理して仮焼結体とする工程、
　該仮焼結体に最終製品のセラミックスを形成するのに必要な元素を気相或いは液相状態で供給し、焼結中に化学反応を起こさせ製造する反応焼結セラミックスの製造方法において、
　該化学反応を部分的に起こさせ、かつ該化学反応が起こっている部分を移動させて前記仮焼結体を焼結することを特徴とする反応焼結セラミックスの製造方法。
　【請求項
６
　請求項
５
　前記仮焼結体の少なくとも一部を包囲するように設けられた炉により該仮焼結体に温度勾配を設け、かつ前記仮焼結体と前記炉を相対的に移動させることを特徴とする反応焼結セラミックスの製造方法。
　【請求項
７
　請求項
６
　前記仮焼結体の少なくとも一部を包囲するように設けられた炉により該仮焼結体に温度勾配を設け、該温度勾配が５℃／ｃｍ以上であり、かつ前記仮焼結体と前記炉を相対的に移動させる相対的移動速度が１ｍｍ／ｈから２００ｍｍ／ｈであることを特徴とする反応焼結セラミックスの製造方法。
　【請求項
８
　請求項
５
７
　【請求項
９
　請求項
５
７
　【請求項
１０
　請求項
５
７
　【請求項
１１
　請求項
１０
　【請求項
１２
　請求項
５
７
【発明の詳細な説明】
　　【発明が属する技術分野】
　本発明は反応焼結セラミックスに係わり、特に強度並びに破壊靭性に優れた炭化けい素，窒化けい素，アルミナ系セラミックスを容易に得ることができ、ガスタービン部材等の高温用部材，原子カプラントにおける耐摩耗用部材，核融合炉用のプラズマ対向部材等に適した繊密セラミックス及びそのセラミックスの製造方法に関する。
　　【従来の技術】
　セラミックスの焼結法の一つとして反応焼結法がある。この方法は、成形体と焼結体との寸法が殆ど変わらないので複雑な形状の精密部品を作ることができ、また製造コストも低いので工業化プロセスとしては極めて有利である。しかしながら、気孔率を１５％未満にすること、或いは未反応の残留物を５％未満とすることが難しいため、高強度・高靭性品、更には高温耐熱用部材に適するセラミックスを作ることが難しいという欠点がある。
　一般にＳｉ３Ｎ４セラミックスを反応焼結法によって製造するには、Ｓｉ微粉末を成形した後、１３５０℃以上のＮ２又はアンモニアに富む雰囲気中で熱処理する。この方法では、１７〜２７％の気孔が残留し室温強度はせいぜい３００〜５００ＭＰａ，破壊靭性値は２．３〜４．２ＭＰａ√ｍである。これを克服するため、Ｓｉ粉末に焼結助剤を加えて窒素中で反応焼結法を行った後、さらに１７５０〜１９００℃で焼結して高密度部品を作るポストシンタリング法も開発されているが反応焼結法の最大のメリットであるニアネットシェイプ性が失われてしまうといった欠点がある。また、ＳｉＣセラミックスを反応焼結で製造するには、例えば特公昭４５−３８０６１号で述べているようなＳｉＣ粉末と炭素との混合物に１６００〜１７００℃で溶融シリコンを含浸させ、Ｓｉが成形体の炭素と反応してＳｉＣを形成させる方法がある。この方法で得られる材料の強度は、一般に３００〜５００ＭＰａ程度と低く、更にＳｉが１０％程度残留してしまうという欠点がある。Ａｌ２Ｏ３セラミックスを反応焼結で製造する方法には、例えばＡｌ２Ｏ３等から構成された仮焼結体にＡｌ等の母材金属を近接配置し、母材金属を加熱溶融して溶融金属体を酸素含有ガス等の酸化剤と反応させて酸化反応生成物を生成させ、更に溶融金属を酸化反応生成物を通して仮焼結体内部に侵入させることによって複合セラミックス体を得る方法が特開昭６２−１２６７８号に示されている。この方法で製造した材料の特性は、曲げ強度２００〜５００ＭＰａと低く、更に残留Ａｌ量は４〜２２％と多量に残留してしまう欠点があった。
　　【発明が解決しようとする課題】
　上記従来技術は、いずれも化学反応時（焼結時）に均一温度場に仮焼結体を置き反応種である窒素ガス，溶融シリコン或いは酸素ガス等を供給して、仮焼結体内部で化学反応を起こし、炭化けい素，窒化けい素、或いはアルミナマトリックスを製造する。このとき仮焼結体は均一温度場に置かれているため、反応初期においては仮焼結体の空隙を通して上記化学反応種が試料全体に拡散し、仮焼結体と反応種との反応が試料全体に同時に進行することになる。仮焼結体の相対密度は６０〜７０％であり気孔が多いため、上記反応種は容易に仮焼結体内部に侵入できる。
　この反応が進行するにつれて仮焼結体内に存在していた空隙は次第に反応後に生じた焼結体により充填され、反応種である窒素ガス，溶融シリコン、或いは酸素ガス等が反応界面、特に仮焼結体中心付近に到達することが次第に困難になり、この結果試料全体の完全な繊密化の達成を不可能としていることがわかっている。また、化学反応に伴い反応サイトで生成されるガス成分（例えばＳｉＯ，ＣＯガス等）の生成サイトからの散逸も、化学反応の進行につれて次第に困難となり、高密度化の障害になることがわかった。すなわち、均一温度場にプリフォームを置き反応焼結を行う従来技術では、得られるセラミックスの特性に限界のあることがわかってきた。
　本発明の目的は、ガスタービン部材等の高温用部材，原子力プラントにおける耐摩耗用部材，核融合炉用のプラズマ対向部材等に適した強度並びに破壊靭性に優れた反応焼結セラミックス及びそのセラミックスを製造するのに好適な製造方法を提供することにある。
　　【課題を解決するための手段】
　上記目的は、仮焼結体を均一温度場に置き試料全体に渡って化学反応を同時に進行させるのではなく、仮焼結体内部に化学反応の生じる界面が横断的に存在し、局所的なゾーン領域で化学反応を進行させることによって達成できる。
　金属材料の高温強度を向上する方法として一方向凝固法で柱状晶化させたもの、ブリッジマン法で製造した単結晶のＮｉ基超合金をガスタービンブレードなどに用いることが実用化されている。セラミックスにおいても一方向凝固法を適用して高温強度などの物理的特性を向上する方法が例えば日本金属学会誌第５９巻第１号（１９９５）７１−７８において検討されている。また、大型の焼結体を製造する方法として炉内の温度を高温に保持しておき、その中をこれから焼成しようとする物を通過させて一部ずつ焼成するゾーンシンター法という方法が例えばＦＣ　Ｒｅｐｏｒｔ　１０（１９９２）Ｎｏ．１などで知られている。上記方法は目的は異なるがこれから焼成しようとする物を炉の内部で移動させて一部ずつ焼成していく方法としては同一の方法である。しかし、上記方法は酸化アルミニウム，酸化アルミニウム−酸化イットリウム複合焼結体に適用されているのみである。本願発明は反応焼結させるセラミックスに対して、ゾーンシンター法を適用する、ことによって、反応焼結セラミックス特有の問題である未反応部分が残存し焼結体強度が低下するという問題を解決できることを見い出したものである。
　図１は反応焼結を局所的にゾーンで進行させた状態の一例を模式的に描いたものである。図中１は酸化物或いは非酸化物セラミックスを構成する元素を含む粉末、またはＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，ＭｏＳｉ２，ＴｉＣ，ＴｉＮ，アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２），ＹＡＧ（３Ｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３），スピネル（Ａｌ２Ｏ３・ＭｇＯ）の少なくとも一種の物質、またはこれら結晶を形成可能な元素を含む粉末であり、２は炭素，炭化けい素，アルミナ等の長繊維である。３は仮焼結体に供給される窒素ガス，シリコンガス，溶融シリコン、或いは酸素ガス等の反応種を表す。４はゾーン反応完了領域（反応焼結が完了したセラミックス）、５は局所反応ゾーン（反応焼結が進行している領域）である。６は反応未完了領域（これから局所ゾーン反応焼結が行われる仮焼結体）を示している。図１に示すように、仮焼結体内部に化学反応の生じる局所反応焼結ゾーンが横断的に存在し、この反応ゾーンにおいて反応焼結がある一定方向７に進行し、界面の移動速度は制御されている。このゾーン反応領域には、反応種である窒素ガス，シリコン、或いは酸素ガス３が反応未完了領域内部６を通して供給されるため、反応ゾーンに容易に到達できるのである。また、従来法において問題となった化学反応に伴い反応サイトで生成されるガス成分（例えばＳｉＯ，ＣＯガス等）も生成サイトから反応未完了領域方向に容易に散逸する。この結果、相対密度９５％以上でしかも未反応残留量が１ｖｏｌ％未満のセラミックスを得ることができる。更にこの方法で作製した焼結体は特定の軸方向に配向している。具体的にはポールフィギャ法で測定したＦ値が０．５以上となる。Ｆ値は文献「ジルカロイ被覆管の集合組織測定法」神戸鋼技報　第２３頁〜第２６頁／Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．１（１９８７）にみられるような計算式（数１）
　【数１】
　ここに、Φ：主軸（ｒ，ｔ，ｌ方向）と特定結晶面の法線とのなす角、
　ＶΦ：特定結晶面の法線がΦを満たす結晶粒の体積比により計算する。
　このような反応焼結を局所的にゾーンで進行させるための温度プロファイルとしては図２（ａ），（ｂ），（ｃ）のいずれかを用いることができる。いずれの場合も試料の長手方向に対して温度勾配を有している。図２（ａ）の温度プロファイルは温度勾配を有し最高温度で一定に保持されることを特徴とする。図面において、試料内部の反応焼結ゾーンは上から下方に移動する。図中４は反応焼結が完了した領域、５はまさにゾーン反応焼結が進行している領域、６はこれから反応焼結が行われる仮焼結体を示している。図２（ｂ）は温度分布が山形を呈し、最高温度領域での保持のない場合である。図２（ｃ）は図２（ａ），（ｂ）の中間的な温度分布を持つものである領域間で最高温度を示し、その前後で温度が低くなる場合である。このとき、温度勾配は仮焼結体の移動方向に対し５℃／ｃｍ以上であり、試料と熱源との相対的移動速度が１ｍｍ／ｈから１００ｍｍ／ｈの範囲内に設定する。温度勾配が５℃／ｃｍ未満であると、温度勾配が小さいため化学反応が進行するゾーンが不明確になり、従来法と同様に均一温度場に置かれた状況となるため従来と同様のセラミックスしか得られなくなる。また、試料と熱源との相対的移動速度が１ｍｍ／ｈ未満であると、製造に時間がかかり実用的ではなくなる。
　一方、２００ｍｍ／ｈを越える移動速度ではプリフォームと反応種との化学反応に必要な時間が得られず、相対密度の低下，未反応残留物の増大，結晶異方性の低下が起こり本発明のセラミックス材料を得ることができない。基本的には、反応種ガス，生成したガスが焼結体内部に出入リできるように、反応焼結が完了した領域，反応焼結が進行している領域，未反応の仮焼結体が隣合うように温度分布を決定すればよく、最高温度域に達する前にステップを有する温度プロファイルであってもよい。また、試料と熱源との相対的移動のためには、炉を移動させても、試料を移動させてもよい。
　以下に窒化珪素，炭化けい素，アルミナの場合を例にとり詳細に説明する。図３はこれらセラミックスが局所ゾーン反応焼結で製造される様子と、このときに用いられる仮焼結体、或いは前処理材の材料構成とを示したものである。窒化珪素セラミックスのゾーン焼結では図３（ａ）に示すプリフォームの材料構成で行うことができる。粒径が０．１〜１００μｍ程度のシリコン金属粉末を、成形用バインダー（例えばＰＶＢ）とともに混合し、３０００ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力でＣＩＰ成形法等を用いて成形体とする。成形用バインダーは、焼結体の種類により異なる。窒化珪素，アルミナの場合は、ＰＶＡ，ＰＶＢ等の炭素が残留しないバインダーを用い、脱バインダー温度は４００〜７００℃がよい。また、炭化珪素のバインダーとしてはフェノール樹脂等の炭素源としてのバインダーを用い、脱バインダー温度は９００〜１３００℃である。成形体の密度は、焼結後の焼結体密度、特性に大きな影響を与える。すなわち、反応焼結は、反応によって生成した物質と原料物質の密度差により成形体の空隙部（気孔）を埋めることにより、ニアネットシェープ性を得ている。生成した物質の体積が、成形体の気孔部の体積に比べ大きい場合は、焼結体中に亀裂、或いは原料物質の残留が生じる。よって原料粉末として何を用いるかによるが、シリコン金属を窒化させて窒化珪素を製造する場合は、成形密度は７５〜７９％がよい。この成形体を、不活性雰囲気中で５００℃程度まで昇温し成形体中のバインダー成分を分解する。この脱脂体を仮焼結体として、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すいずれかの温度勾配を持った反応焼成炉を用いてゾーン反応焼結を行う。このとき、反応ゾーンの最高温度は１３００〜１４５０℃，０．１ａｔｍ以上の窒素ガス雰囲気（一旦高真空にした後、窒素ガスを導入する）で、温度勾配が５℃／ｃｍ以上であり、試料と熱源との相対的移動速度が１ｍｍ／ｈから２００ｍｍ／ｈの範囲内で反応焼結を行うことによって本発明材を得ることができる。反応ゾーンの大きさ、すなわち温度勾配が図２（ｃ）である場合の最高温度をキープする距離の最小長さは、温度勾配と焼結体の種類により異なる。例えば、窒化珪素の場合は１３５０℃付近で焼結が急速に進む。ここで、１３００〜１３５０℃で反応が進むとすれば、温度勾配が５℃／ｃｍのときは５０℃／５＝１０で１０ｃｍとなるが、温度勾配が２００℃／ｃｍのときは０．２５ｃｍとなる。
　また、仮焼結体の断面積が大きくなると、仮焼結体内部では熱伝導により温度勾配が小さくなり、必要な反応ゾーンは大きくなる傾向にある。
　炭化けい素セラミックスの仮焼結体、或いは前処理材としては図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）の三種類がある。図３（ｂ）は、炭素粉末に必要に応じてＳｉＣ粉末，フェノール樹脂等の炭素源を混合し、成形体とする。この成形体を、９００〜１３００℃程度の不活性ガス中で焼成して仮焼結体とし、この仮焼結体を図３（ｂ）に示すようにシリコンの気相ガス中に配置する方法である。図３（ｃ）は、上記のように製造した仮焼結体周囲へ固相シリコン元素を配置する方法である。このシリコンの配置方法の一例としては、シリコン粉末をスラリーとして表面に塗布する方法がある。図３（ｄ）は、局所ゾーン反応焼結以前に予め仮焼結体内部に、気相或いは液相状態でシリコンを充填する方法である。充填したシリコンの一部は炭素との化学反応によってＳｉＣに変化するが、大部分はシリコンとして残留している。これら仮焼結体、或いは前処理材を、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すいずれかの温度勾配を持った反応焼成炉内で実現してゾーン反応焼結を行う。反応ゾーンの最高温度は１５００〜１８００℃，１０−４〜１００Ｔｏｒｒの真空中で、反応ゾーンの移動速度を１ｍｍ／ｈから２００ｍｍ／ｈの範囲で行うことによって本発明材を得ることができる。
　また、アルミナセラミックスの場合にはアルミニウムの酸化反応によってアルミナマトリックスセラミックスを得ることができる。例えば、図３（ｅ）のようにアルミニウムと必要に応じてアルミナ，炭化けい素粉末等を混合後、成形，脱脂等を行い仮焼結体を形成する。この仮焼結体を酸素雰囲気中で図２に示すいずれかの温度勾配を持った反応焼成炉を用いてゾーン反応焼結を行うことによって本発明材料が得られる。酸化雰囲気中で反応ゾーンの最高温度を１１００〜１７００℃とし、反応ゾーンの移動速度を１ｍｍ／ｈ〜２００ｍｍ／ｈで反応焼結を行うことによって本発明材を得ることができる。
　以上の説明において、仮焼結体を構成する元素として酸化物或いは非酸化物セラミックスマトリックスを構成する元素を主に含む場合について説明したが、これら元素以外にＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，ＭｏＳｉ２，ＴｉＣ，ＴｉＮ，アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２），ＹＡＧ（３Ｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３），スピネル（Ａｌ２Ｏ３・ＭｇＯ）を形成可能な元素の少なくとも一種、またはこれら物質の少なくとも一種を含ませることによっても本発明の目的を達せられる。これら種々のセラミックス形成可能な元素を含めるのは、化学反応により生成するナノ粒子、またはウィスカのマトリックス中への分散を可能とするためであり、これら物質を含めるのはセラミックスの結晶形態を利用して異方性を有するセラミックスを製造しやすくするためである。これらによって、いずれもセラミックスの強度並びに靭性が向上する。これら物質、或いはこれら物質の形成可能な元素の最終生成物質がセラミックスに占める割合は２０ｖｏｌ％未満とする。２０ｖｏｌ％以上であると、これら物質はむしろ異物として作用し、特性を低下させるためである。
　また、炭素，炭化けい素，酸化アルミニウムを主体とした長繊維を仮焼結体に複合化することは、セラミックスの強度・靭性が向上し、セラミックスの信頼性向上に大きな効果がある。
　本発明は、セラミックスの製造において試料全体に反応焼結を同時に進行させるのではなく、局所的にゾーンで化学反応を行うことによって、高温耐熱部材，耐摩耗用部材に適した繊密セラミックスを可能としたものである。
　このゾーン焼結によって、マトリックスとなるセラミックスの結晶粒が特定方向に配向する。マトリックスとなるセラミックスが板状結晶となる場合は、優先結晶成長面の晶帯軸、又は結晶劈開面の晶帯軸が配向軸となるように配向し、またマトリックスが針状結晶となる場合には、優先結晶成長方向が配向軸となるように配向する。ゾーン反応焼結の初期段階においては、反応によって生成する結晶はランダムな方向に成長するが、ゾーンの移動に伴ってゾーンの移動方向と優先結晶成長方向が合致した結晶が優先的に結晶成長するようになる。このため、ゾーン焼結の進行に伴って結晶が特定方向に配向することになる。配向方向は、マトリックスとなる物質の優先結晶成長方向が支配的な因子となる。更に、仮焼結体の段階でマトリックスとなる結晶を仮焼結体に含ませ、仮焼結体中でこれら結晶に配向性を付加しておくことによって、このゾーン反応焼結による配向性を助長することも可能である。即ち、マトリックスを形成する板状或いは針状結晶を仮焼結体中に含ませ、かつこれらをマトリックスのゾーン移動方向と一致するように予め配向させるのである。
　このため本発明においては、炭化けい素の結晶をマトリックスとする場合には、α炭化けい素が生成するときには｛１０−１０｝、又は｛１１−２０｝、又は｛０００１｝の晶帯軸であり、β炭化けい素の場合には｛１１１｝の晶帯軸、又は＜１１０＞方向が配向軸となるように、ゾーン移動方向にマトリックスが成長する。また、窒化ケイ素の場合には＜１０−１０＞、又は＜１０−１１＞方向、又は＜１１−２０＞、又は＜１０−１３＞方向が配向軸となり、酸化アルミニウムの場合には［０００１］、又は［１１−２０］、及び／又は［１−１００］方向が配向軸、或いは｛０１１１｝面を晶帯軸とする配向軸となるように、ゾーン移動方向にマトリックスが成長する。この場合｛１０−１０｝の−１は１の反転（逆方向）を示す。
　　【発明の実施の形態】
　以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
　粉末平均粒径が１μｍのシリコン金属粉末を、成形用バインダーとしてＰＶＢとステアリン酸を各々５ｗｔ％ずつ添加し、エタノール及びＳｉ３Ｎ４製ボールと共にポットミルにて４８時間混合した。この混合粉末を乾燥後、粉砕・製粒して成形用粉末とした。この粉末を３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でＣＩＰ成形を行い、直径１０ｍｍ，長さ１００ｍｍの成形体とした。成形密度比は７５％であった。得られた成形体を、Ａｒガス中で５００℃まで昇温し成形体中のバインダー成分を分解した。この脱脂体を、図２（ａ）に示す温度勾配を持った反応焼成炉を用いてゾーン反応焼結を行った。焼成条件としては、最低温度を１１００℃とし、温度勾配，最高温度，ゾーン移動速度，窒素ガス圧力を変化させて試料番号１から１１の窒化けい素マトリックス焼結体を製造した。これら試料の材料特性を表１に示す。相対密度はアルキメデス法により、また、マトリックスを形成すべきＳｉ元素の未反応残留量は、試料断面の研磨面の顕微鏡写真から画像処理によって求めた。異方性の確認はＸ線回折によるポールフィギャ法を用いた。即ち、ゾーン移動方向に対して垂直の切断面において、｛１０−１０｝、或いは｛１０−１１｝面のポールフィギャ図形をＸ線回折測定から求めて、試料中での各面の方位分布を調べた。これら結晶面の少なくとも一方において異方性が観察された場合には、○印を付けた。反応焼結後の破壊強度はＪＩＳ４点曲げ試験法により、また、破壊靭性値は予亀裂導入破壊試験法（ＪＩＳＲ１６０７）に基づき評価した。試料の切り出し方向は、ゾーン移動方向に平行とした。
　表１より製造条件が本発明範囲内にある場合には、相対密度が９５％以上となり、ゾーン反応焼結体に特有の異方性を生じた。通常の反応焼結法で製造したセラミックスでも特定方向に１０％程度異方性を有するものは製造可能であるが、２０％以上の異方性を有する反応焼結セラミックスは、本発明の方法でのみ製造可能である。この結果、１０００ＭＰａ程度の４点曲げ強度と、１０ＭＰａ√ｍを越える破壊靭性値を有する繊密な窒化けい素セラミックスを得ることができた。これに対して本発明以外のものでは、強度・靭性ともに従来材と同等の特性しか得られていない。
　以上、図２（ａ）の温度分布を有する反応炉を用いた場合について説明したが、図２（ｂ），（ｃ）でもほぼ同様の結果を得ることができた。
　【表１】
（実施例２）
　平均粒径２μｍのα型炭化けい素粉末７４ｇと平均粒径０．０１μｍのカーボンブラックを３０ｇ，フェノール樹脂を１４ｇ，エタノールを１４０ｃｃ加えてＳｉＣボールでボールミル混合し混合粉体を得た。この混合粉体を３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でＣＩＰ成形を行い、直径１０ｍｍ，長さ１００ｍｍの成形体とした。この成形体を１０−２Ｔｏｒｒの真空中で１２００℃で１時間の熱処理を行い仮焼結体とした。この段階でフェノール樹脂は熱分解して約５０ｗｔ％がカーボンとして試料中に残留した。
　この仮焼結体を、４の構造を有する熱処理炉を用いて、ゾーン反応焼結を行った。断熱壁８の内側には分割したヒータが配置されており、任意の温度勾配の制御が可能な構造となっている。隔壁チャンバー１０の内部にはシリコン１２の蒸気圧をコントロールできるリザーバ１１を有しており、壁チャンバー内のシリコン蒸気圧を一定に保持でき、反応ゾーンにシリコンガスを供給できる。図２（ａ）の温度分布を持つように熱処理炉をセットしてゾーン反応焼結を行った。熱処理条件としては最低温度を１２００℃とし、温度勾配を１００℃／ｃｍ，最高温度を１６００℃，ゾーン移動速度を２０ｍｍ／ｈとして０．１Ｔｏｒｒの真空中にて行った。リザーバの温度は１６００℃とし、隔壁チャンバー内にシリコン蒸気が充満した状態になっている。
　実施例１と同様に、相対密度，シリコン未反応残留量，結晶異方性，４点曲げ強度，破壊靭性値を評価した。その結果、焼結体の相対密度は９８％で、試料断面の研磨面の顕微鏡写真から画像処理によって求めた残留シリコン量は０．１ｖｏｌ％であった。試料のゾーン移動方向に対する切断面において、α炭化けい素の｛１１−２０｝面のポールフィギャを測定した結果、ＳｉＣ結晶粒に配向性のあることがわかった。図９に｛１１−２０｝面のポールフィギャを示す。これから｛１１−２０｝面の配向度を示すＦ値は０．５３６となった。配向が全くない状態ではＦ値は０．３３３となるので、配向性があることがわかる。
　この試料の材料特性を実施例１と同様に評価した結果、４点曲げ強度１３００ＭＰａ，破壊靭性値１５ＭＰａが得られた。
（実施例３）
　実施例２と同様に、平均粒径２μｍのα型炭化けい素粉末７４ｇと平均粒径０．０１μｍのカーボンブラックを１２ｇ，フェノール樹脂を１４ｇ，エタノールを１４０ｃｃ加えて、ＳｉＣボールを用いてボールミル混合し、混合粉体を得た。この混合粉体を３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でＣＩＰ成形を行い、直径１０ｍｍ，長さ１００ｍｍの成形体とし、１０−２Ｔｏｒｒの真空中で１２００℃で１時間の熱処理を行い仮焼結体とした。この段階でフェノール樹脂は熱分解して約５０ｗｔ％がカーボンとして試料中に残留した。
　図３（ｃ）に示すように、この成形体表面にシリコン成分を配置した。即ち、平均粒径１μｍのシリコン粉末を用いてスラリーを作製し、このスラリーに上記仮焼結体を浸積し約２０ｇのシリコンを仮焼結体表面に付着させ、１０００℃で１時間の真空処理を行った。この仮焼結体を、図２（ｂ）の温度分布を持つ熱処理炉にセットしてゾーン反応焼結を行った。このとき、実施例２とは異なりシリコンガスの外部からの供給はない。熱処理条件としては、最低温度は１２００℃とし温度勾配を１００℃／ｃｍ，最高温度を１６００℃，ゾーン移動速度を２０ｍｍ／ｈとして０．１Ｔｏｒｒの真空中にて行った。
　実施例１と同様に相対密度，シリコン未反応残留量，結晶異方性，４点曲げ強度，破壊靭性値を評価した。その結果、焼結体の相対密度は９９％、残留シリコン量は０．２ｖｏｌ％であった。試料のゾーン移動方向に対する切断面において、α炭化けい素の｛１１−２０｝面のポールフィギャを測定した結果、ＳｉＣ結晶粒に配向性のあることがわかった。この試料の材料特性を実施例１と同様に評価した結果、結晶の成長方向に切り出した試料において、４点曲げ強度１５００ＭＰａ，破壊靭性値２０ＭＰａが得られた。
（実施例４）
　実施例２と同様の方法によって、直径１０ｍｍ，長さ１００ｍｍの成形体を製造した。この成形体を、１０−２Ｔｏｒｒの真空中で１２００℃で１時間の熱処理を行い仮焼結体とした。この仮焼結体に対して、従来法によってシリコンの含浸を行った。即ち、仮焼結体とシリコン粉末とを隔てて配置し、１６００℃，１０−１Ｔｏｒｒの真空中で１時間の均一加熱を行い仮焼結体中にシリコンを含浸した。このシリコン含浸体を、図２（ｂ）の温度分布を持つ熱処理炉にセットして、１０−１Ｔｏｒｒの真空中で反応条件を種々変化させて、ゾーン反応焼結を行い、試料番号１２から２０の試料を作製した。
　実施例１と同様に、相対密度，未反応シリコン残留量，結晶異方性，４点曲げ強度，破壊靭性値を評価した。’これら試料の材料特性を表２に示す。結晶異方性はゾーン移動方向に対する切断面において、α炭化けい素の｛１１−２０｝面、或いはβ炭化けい素の｛１１１｝面のポールフィギャを測定し、これら結晶面の少なくとも一方において異方性が観察された場合に○印を付けた。表２より、製造条件が本発明範囲内にある場合には相対密度が９５％以上となり、ゾーン反応焼結体に特有の異方性を生じた。この結果、１５００ＭＰａ程度の４点曲げ強度と、１５ＭＰａ√ｍを越える破壊靭性値を有する繊密な炭化けい素セラミックスを得ることができた。これに対して本発明以外のものでは、強度・靭性ともに従来材と同等の特性しか得られていないことがわかる。
　【表２】
（実施例５）
　アルミニウム粉末３０ｇ，アルミナ４４ｇとを混合後、成形用バインダーとしてＰＶＢとステアリン酸を各々５ｗｔ％ずつ添加し、エタノール及びアルミナ製ボールと共にポットミルにて４８時間混合した。この混合粉末を乾燥後、粉砕・製粒して成形用粉末とした。この粉末を３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でＣＩＰ成形を行い、直径１０ｍｍ，長さ１００ｍｍの成形体とした。得られた成形体を、不活性雰囲気中で５００℃程度まで昇温し成形体中のバインダー成分を分解した。この脱脂体を図２（ａ）に示す温度勾配を持った反応焼成炉を用いてゾーン反応焼結を行った。熱処理条件としては、最低温度を６００℃とし、温度勾配を１００℃／ｃｍ，最高温度を１４００℃，ゾーン移動速度を５ｍｍ／ｈとして酸素雰囲気中にて行った。
　実施例１と同様に、相対密度，アルミニウム残留量，結晶異方性，４点曲げ強度，破壊靭性値を評価した。その結果、焼結体の相対密度は９６％、アルミニウム残留量０ｖｏｌ％であった。試料のゾーン移動方向に対する切断面において、酸化アルミニウムの｛１１−２０｝面のポールフィギャを測定した結果、酸化アルミニウムの結晶粒に配向性のあることがわかった。この試料の材料特性を実施例１と同様に評価した結果、４点曲げ強度１１００ＭＰａ，破壊靭性値１６ＭＰａ√ｍが得られた。
（実施例６）
　炭化けい素粉末として｛１０−１０｝面が優先劈開面となった平均粒径約５０μｍのαＳｉＣ粉末を用いた以外は、実施例２と同様にしてゾーン反応焼結を行った。即ち、この炭化けい素粉末７４ｇと平均粒径０．０１μｍのカーボンブラックを１２ｇ，フェノール樹脂を１４ｇ，エタノールを１４０ｃｃ加えてＳｉＣポールを用いてボールミル混合しスラリーを得た。このスラリーを、ドクターブレード法によって厚さ約０．５ｍｍのシートを製作した。このシートを１０ｍｍ×１００ｍｍの短冊状に切断し、２０枚積層して１０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で一軸プレスを行い成形体とした。この成形体を１０−２Ｔｏｒｒの真空中、１２００℃で１時間の熱処理を行い仮焼結体とし、更に実施例４と同様の従来法によってシリコンを含浸した。このシリコン含浸体を、実施例４と同様の方法によってゾーン焼結を行い焼結体を得た。
　相対密度，結晶異方性，４点曲げ強度，破壊靭性値を評価した。その結果、焼結体の相対密度は９８％であった。試料のゾーン移動方向に対して垂直の切断面において、α炭化けい素の｛１０−１０｝面のポールフィギャを測定した結果、ＳｉＣ結晶粒に配向性のあることがわかった。また、この試料の材料特性を評価した結果、４点曲げ強度１３００ＭＰａ，破壊靭性値１５ＭＰａが得られた。
（実施例７）
　粉末平均粒径が１μｍのシリコン金属粉末５０ｇと、＜１０−１０＞方向を針状結晶の方向とした繊維径１．０μｍ，長さ約３０μｍのウィスカ１０ｇ、更に成形バインダーとしてＰＶＢとステアリン酸を各々５ｗｔ％ずつ添加し、エタノール及びＳｉ３Ｎ４製ボールと共にポットミルにて１２時間混合しスラリーを得た。このスラリーを、ドクターブレード法によって厚さ約０．５ｍｍのシートを製作した。このシートを１０ｍｍ×１００ｍｍの短冊状に切断し、２０枚積層して１０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で一軸成形を行い成形体とした。得られた成形体を、不活性雰囲気中で５００℃程度まで昇温し成形体中のバインダー成分を分解した。この脱脂体を、図２（ａ）に示す温度勾配を持った反応焼成炉を用いてゾーン反応焼結を行った。焼成条件としては、最低温度を１１００℃とし温度勾配１００℃／ｃｍ，最高温度１３５０℃，ゾーン移動速度２ｍｍ／ｈ，窒素ガス圧力１０ａｔｍとして窒化けい素マトリックス焼結体を製造した。
　その結果、焼結体の相対密度は９８％であった。試料のゾーン移動方向に対して垂直の切断面において、窒化けい素の｛１０−１０｝面のポールフィギャを測定した結果、結晶粒に配向性のあることがわかった。この試料の材料特性を実施例１と同様に評価した結果、４点曲げ強度１３００ＭＰａ，破壊靭性値２５ＭＰａが得られた。
（実施例８）
　表３の試料番号２１から３７に示す構成元素からなる仮焼結体（プリフォーム）を用いてゾーン反応焼結を行った。即ち、試料番号２１から２８の試料では、実施例１で用いたシリコン粉末の他に各種粉末をシリコンに対して１０ｗｔ％含有させた組成とし、試料番号２９から３４の試料では実施例２で用いた割合の炭化けい素，カーボンブラック，フェノール樹脂に各種元素を１０ｗｔ％含有させた。また、試料番号３５から３７の試料では、実施例５で用いた割合のアルミニウム，アルミナ粉末の他に、各種粉末を１０ｗｔ％含有させた。これら粉末を、それぞれ実施例１試料番号２，実施例２，実施例５と同様の処理を行い、それぞれ窒化けい素，炭化けい素，アルミナマトリックスからなる繊密セラミックスを製造した。
　これら材料の特性を表３に示す。いずれの試料も相対密度が９５％以上で、しかもマトリックスを形成する元素の未反応残留量が１ｖｏｌ％未満となり、強度・靭性ともに優れた特性を示すことがわかる。
　【表３】
（実施例９）
　表４の試料番号３８から４６に示す構成元素からなる仮焼結体（プリフォーム）を用いてゾーン反応焼結を行った。即ち、試料番号３８から４０の試料では実施例１で用いたシリコン粉末の他にＳｉＣ粉末を混合し、シリコンとＳｉＣ粉末の割合を変化させ、試料番号４１から４３の試料では、実施例２で用いた炭化けい素，カーボンブラックにＳｉ３Ｎ４を含有させて混合割合を変化させ、また、試料番号４４から４６の試料では、実施例５で用いた割合のアルミニウム，アルミナ粉末の他にＳｉＣを含有させて混合割合を変化させた。これら粉末を、それぞれ実施例１試料番号２，実施例２，実施例５と同様の処理を行い、それぞれ窒化けい素，炭化けい素，アルミナマトリックスからなるセラミックスを製造した。
　これら材料の特性を表４に示す。局所ゾーン反応焼結後のマトリックス以外の結晶相の存在割合が２０ｖｏｌ％未満である本発明範囲内の試料では、相対密度が９５％以上となり、強度・靭性ともに優れた特性を示すことがわかる。
　【表４】
（実施例１０）
　繊維束５００本の炭化けい素の連続繊維を用いて、直交組織３次元織物によって図５に示すガスタービン用動翼構造を製造した。この繊維の充填率は４５％であった。この繊維構造体に、平均粒径１μｍのシリコン粉末と成形用バインダーとしてＰＶＢとステアリン酸を各々５ｗｔ％ずつ添加し、エタノールを１４０ｃｃ加え、Ｓｉ３Ｎ４ボールを用いてボールミル混合してスラリーを得た。このスラリーを加圧含浸によって繊維構造体に含浸した。この含浸体を、不活性雰囲気中で５００℃程度まで昇温し成形体中のバインダー成分を分解した。この脱脂体を、実施例１と同様に図２（ａ）に示す温度勾配を持った反応焼成炉を用いてゾーン反応焼結を行った。焼成条件としては、試料番号２と同様に行い、窒化けい素をマトリックスとするガスタービン用動翼構造を製造した。ゾーン反応焼結は図５の上部の翼先端部から動翼埋込部の方向に行う。温度プロファイルは翼先端部を上にして、下から上に翼を移動する。
　このようにして製造したセラミックス動翼は、１５００℃で定格回転数１１０００ｒｐｍの条件下でその健全性が確認された。
（実施例１１）
　繊維束５００本の炭化けい素の連続繊維を用いて、直交組織３次元織物によって図６に示すガスタービン用静翼構造を製造した。この繊維の充填率は４５％であった。この繊維構造体に、平均粒径２μｍのα型炭化珪素粉末７４ｇと平均粒径０．０１μｍのカーボンブラックを３０ｇ，フェノール樹脂１４ｇ，エタノールを１４０ｃｃ加えて、ＳｉＣボールでボールミル混合してスラリーを得た。このスラリーを加圧含浸によって繊維構造体に含浸した。この含浸体を、１０−２Ｔｏｒｒの真空中で１２００℃で１時間の熱処理を行い仮焼結体とした。この仮焼結体を実施例２と同様に図４の構造を有する熱処理炉を用いて局所ゾーン焼結を行った。すなわち、図６に示す静翼構造の右側の翼先端部を上方に、翼後端部である左側を下にして、図２（ａ）に示す温度勾配を持った反応焼成炉を用いてゾーン反応焼結を行った。焼成条件としては、実施例２と同様の条件で行い、炭化けい素をマトリックスとするガスタービン用静翼構造を製造した。
　このようにして製造したセラミックス静翼は、１５００℃で５ａｔａの条件下での燃焼試験においてその健全性が確認された。
（実施例１２）
　実施例２と同様にして、原子力プラントの制御駆動機構用のガイドローラ及びピンを製造した。図７にガイドローラ，ピンの断面構造を示す。ピンの焼結は長手方向に、ガイドローラの場合には円盤面が上下面になるように配置し、上下方向にゾーン反応焼結を行う。耐熱衝撃性試験ではΔＴ＝２５０℃，１０００回の評価に耐え、更に４０ｋｇｆ，１０００回の衝撃にも耐えた。また、摺動距離２００ｍ，圧子にかかる荷重５０ｋｇ／ｃｍ２，環境雰囲気３００℃の高温水中での摺動試験を実施した結果、摩耗量が０．２ｍｇ／ｃｍ２以下であり、現用のステライト＃３を上回る特性を示した。
（実施例１３）
　繊維束５００本，熱伝導率６００Ｗ／ｍＫの炭素連続繊維を用いて、繊維の充填率が６３％の１次元配向試料を実施例１試料番号２と全く同様の方法によって製造した。これを図８に示す核融合炉用のプラズマ対向部材に用いた。ゾーン反応焼結はプラズマ側及び冷却基材パネル側を上下面として上下方向にゾーン反応焼結を行う。
　この材料は熱流速２０ＭＷ／ｍ２の照射によっても健全であり、熱伝導率は３００Ｗ／ｍＫを越えた。本発明の炭化けい素材料は、核融合炉用のプラズマ対向部材に好適であった。
　　【発明の効果】
　以上のように本発明によれば、強度並びに破壊靭性に優れた炭化けい素，窒化けい素，アルミナ系セラミックスを容易に得ることができ、ガスタービン部材等の高温用部材，原子力プラントにおける耐摩耗用部材，核融合炉用のプラズマ対向部材等のいわゆるエンジニアリングセラミックスの工業化に際して大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　ゾーン反応焼結の概念を示す説明図。
　　【図２】
　温度プロファイルを示す図。
　　【図３】
　プリフォームの代表的な材料構成と局所ゾーン反応の様子を示す図。
　　【図４】
　局所ゾーン反応焼結装置の構造例を示す図。
　　【図５】
　ガスタービン用動翼構造。
　　【図６】
　ガスタービン用静翼構造。
　　【図７】
　原子炉制御棒用ピン，ガイドローラの断面構造。
　　【図８】
　核融合炉の第１隔壁構造図。
　　【図９】
　本発明の炭化珪素のポールフィギャ。
　　【符号の説明】
　１…プリフォームを構成する原料粉末、２…長繊維、３…プリフォーム外部から供給される窒素ガス，シリコンガス，溶融シリコン、或いは酸素ガス等の反応種、４…ゾーン反応完了領域、５…局所反応ゾーン、６…反応未完了領域、７…反応方向、８…断熱壁、９…ヒータ、１０…隔壁チャンバー、１１…リザーバ、１２…Ｓｉ粉末、１３…試料、１４…翼先端部、１５…翼後端部、１６…ピン、１７…ガイドローラ、１８…ピン固定部、１９…プラズマ側、２０…プラズマ対向部材、２１…冷却基材パネル、２２…真空容器。