(57)【要約】  （Ｓ１）（ａ）Ｄ50  ＜１５μｍの繊維長分布を有する炭素繊維並びに（ｂ）少なくとも１種の粉末状で炭化可能なバインダー（２０）を含有する均質混合物を製造し、（Ｓ２）前記均質混合物を圧力（３０）の作用下に圧縮し、（Ｓ３）前記圧縮された均質混合物を炭化のため又は炭化及び黒鉛化のために熱処理して炭素材料を得て、かつ（Ｓ４）前記炭素材料を珪化して前記セラミック材料を得る工程を含む、セラミック材料（１００）の製造方法が記載される。
2013534505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料（１００）の製造方法であって、以下の工程：
（Ｓ１）（ａ）Ｄ50  ＜１５μｍの繊維長分布を有する炭素繊維（１０）並びに
（ｂ）少なくとも１種の粉末状で炭化可能なバインダー（２０）
を含有する均質混合物を製造する工程、
（Ｓ２）前記均質混合物を圧力（３０）の作用下に圧縮する工程、
（Ｓ３）前記圧縮された均質混合物を炭化のため又は炭化及び黒鉛化のために熱処理して炭素材料を得る工程、及び
（Ｓ４）前記炭素材料を珪化して前記セラミック材料を得る工程
を含む、セラミック材料（１００）の製造方法。
【請求項２】
前記炭素繊維（１０）がＤ95  ＜３０μｍの繊維長分布を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記粉末状バインダー（２０）が、粉末状樹脂、特に粉末状フェノール樹脂を含有する、請求項１から２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項４】
前記粉末状バインダーが、Ｄ50  ＜１００μｍの粒度分布を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記均質混合物中の前記混合比が、前記炭素材料が約０．５ｇ／ｃｍ3〜約０．８５ｇ／ｃｍ3の範囲内の材料密度を有するように選択されており、かつ場合により前記圧縮（Ｓ２）の際の圧力及び／又は前記熱処理（Ｓ３）の温度が、前記炭素材料が約０．５ｇ／ｃｍ3〜約０．８５ｇ／ｃｍ3の範囲内の材料密度を有するように選択される、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記珪化の際に前記セラミック材料の密度が、約２．８ｇ／ｃｍ3〜約３．１ｇ／ｃｍ3の範囲内に調節される、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記均質混合物が、バインダー２０〜５０質量％及び炭素繊維５０〜８０質量％、好ましくはバインダー３０〜４０質量％及び炭素繊維６０〜７５質量％を含有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記圧縮（Ｓ２）の工程の際に、約１．０ＭＰａ〜約４．０ＭＰａの範囲内のプレス圧（ｐ）に調節される、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記圧縮（Ｓ２）の工程の際に、前記均質混合物を型中で成形圧縮体に成形し、かつ前記成形圧縮体を熱処理工程（Ｓ３）において、前記炭素材料からなる成形体に変換する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記成形圧縮体が前記炭化の前に硬化される、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
炭素材料からなる複数の成形体が製造され、前記成形体は前記珪化（Ｓ４）の工程の前に、接着剤、特に炭化可能な接着剤を用いて、成形体配列を得るために互いに接合される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記炭化可能な接着剤が、樹脂、特にフェノール樹脂及び炭化ケイ素粉末を含有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記炭化ケイ素粉末が、１〜５０μｍ、好ましくは３〜２０μｍ、特に好ましくは５〜１０μｍの平均粒径を有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記炭化可能な接着剤が、水５〜５０質量％、炭化ケイ素粉末２０〜８０質量％及び樹脂１０〜５５質量％、好ましくは水１０〜４０質量％、炭化ケイ素粉末３０〜６５質量％及び樹脂２０〜４５質量％、特に好ましくは水１５〜２５質量％、炭化ケイ素粉末４５〜５５質量％及び樹脂２７〜３３質量％を含有する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記炭化可能な接着剤が、炭素材料からなる充填剤を１０質量％未満、特に３質量％未満含有し、特に炭素材料からなる充填剤を含有しない、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記珪化の工程Ｓ４の前の前記成形体配列が、前記成形体配列からの炭素材料の除去により、予め定義された形を有する炭素材料からなる予備成形体が生じるように加工される、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記予備成形体が前記珪化の前に炭化される、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記炭素繊維が、ビスコース繊維及び／又はセルロース繊維を粉砕し、かつ炭化する、特にまず最初に粉砕し、引き続き炭化することによって製造されている、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性の構造要素に適しており、かつ前記材料成分の密度及びさらなる化学的性質及び物理的性質に関して特に高レベルの均質性を有するセラミック材料の製造方法に関する。
【０００２】
発明の背景
セラミック材料は、多数の有利な物理的性質、特に機械的性質、及び化学的性質を有する。これらの性質に基づいて、この種の材料組成物及び素材は、多くの工業的な応用分野において有利には使用されることができる。
【０００３】
しかしながら、現行のセラミック材料の場合に問題となるのは、高レベルの均質性を保証することができるためにはしばしば特に多くの労力が必要であることである。しばしば、これはまさに複雑な三次元構造の場合に満足のいくやり方では全く不可能である。
【０００４】
しかしながら、高レベルの均質性は、高い品質要求を保証することができるためにはこの種のセラミック材料の場合に不可避である。
【０００５】
本発明には、特に単純かつ信頼できるやり方で、前記セラミック材料の及び前記さらなる化学的性質及び物理的性質の高レベルの均質性が達成されることができる、セラミック材料の製造方法を開発するという課題が基礎となっている。
【０００６】
本発明の基礎となる課題は、独立特許請求項１の特徴を有するセラミック材料の製造方法を用いて解決される。有利なさらなる展開は、従属請求項の対象である。
【０００７】
本発明はセラミック材料の製造方法であって、それも以下の工程を有する：
（Ｓ１）（ａ）Ｄ50  ＜１５μｍの繊維長分布を有する炭素繊維並びに
（ｂ）少なくとも１種の粉末状で炭化可能なバインダー（２０）
を含有する均質混合物を製造し、
（Ｓ２）前記均質混合物を圧力（３０）の作用下に圧縮し、
（Ｓ３）前記圧縮された均質混合物を炭化のため又は炭化及び黒鉛化のために熱処理して炭素材料を得て、かつ
（Ｓ４）前記炭素材料を珪化して(Silizieren)前記セラミック材料を得る。
【０００８】
前記供給すべきバインダーとの強力混合により、前記混合物の特に高レベルの均質性が達成される。
【０００９】
確かに、しばしば厳密な除外サイズを有する繊維長分布、すなわちそれらの直径が特定の限度を超えるか又は下回る粒子が生じない分布が製造されることができる。しかしながら、繊維長分布を特定のＤ値に基づいて示すことでもしばしば十分である。特定の実施態様及び応用分野には、繊維長分布が１５μｍ未満のＤ50値を有するという境界条件でしばしば十分である。
【００１０】
好ましくは、炭素繊維（１０）は、Ｄ95  ＜３０μｍの繊維長分布を有する。
【００１１】
製造すべきセラミック材料の均質性に関するさらなる利点は、複数の境界条件が互いに独立したＤ値の記載の意味で設定される場合にもたらされる。その際に、前記Ｄ95値の記載は、さらに前記のＤ50値又は他のＤ値の記載に対して選択的又は付加的とみなされることができる。
【００１２】
前記粉末状バインダー（２０）が、粉末状樹脂、特に粉末状フェノール樹脂を含有することが好ましい。
【００１３】
好ましくは、前記粉末状バインダーは、Ｄ50  ＜１００μｍの粒度分布を有する。
【００１４】
製造すべきセラミック材料の均質性は特に、繊維長分布についての前記の性質が前記１種又は複数の出発物質にだけでなく、前記混加物、すなわち特に前記１種又は複数のバインダーにも要求される場合にもたらされる。
【００１５】
好ましくは、前記均質混合物中の混合比、及び場合により前記圧縮（Ｓ２）の際の圧力及び／又は前記熱処理（Ｓ３）の際の温度は、前記炭素材料が約０．５ｇ／ｃｍ3〜約０．８５ｇ／ｃｍ3の範囲内の材料密度を有するように選択されている。
【００１６】
好ましくは、これは、図５の第２表及び図６のグラフ２に示されている関係の少なくとも１つに基づいて行われることができる。
【００１７】
前記混合又は前記強力混合の工程（Ｓ２）の際に、１種又はそれ以上の混加物(Zusatzstoffe)、特に添加剤(Additive)及び／又は充填剤は、前記均質混合粉末の形成のために添加されることができる。
【００１８】
相応するバインダー、添加剤及び／又は充填剤の使用、それらの量による調節及び濃度及び製造すべきセラミック材料の構造へのそれらの組込みにより、それらの性質の決定に広い範囲にわたって関与されることができる。
【００１９】
好ましくは、前記珪化の際に前記セラミック材料の密度は約２．８ｇ／ｃｍ3〜約３．１ｇ／ｃｍ3の範囲内に調節される。
【００２０】
好ましくは、これは方程式（３）
【数１】
2013534505.tif 000003
図７の第３表及び図８のグラフ３に示されている関係の少なくとも１つに基づいて行われることができる。
【００２１】
ここで、ρsil及びρは、得られた圧縮された均質混合物の珪化された形もしくは珪化されない形の密度を呼ぶ。
【００２２】
前記成形に関連して上記で詳細に説明されたように、前記珪化の過程の際にも、閉論理式表現を通じた前記制御の可能性、又はグラフによる評価を用いるか又は表読み取り法又はテーブルルックアップ法を用いる実験的な値を通じた制御が存在する。
【００２３】
好ましくは、得られたセラミック材料（１００）の  −  特に珪化された形の  −  密度は、方程式（４）
【数２】
2013534505.tif 000004
に記載されているか、又は図５の第４表又は図１０のグラフ４に示されている関係の少なくとも１つに基づいて直接又は間接的に調節されることができる。
【００２４】
ここで、Ｅは、得られたセラミック材料又は前記セラミック材料の予備生成物の  −  特に珪化された形の  −  弾性率を呼ぶ。
【００２５】
前記弾性率の前記制御の際にも、前記成形プロセスの際又は前記珪化の際のように相応する制御可能性が提供される。
【００２６】
前記弾性率の制御に加え、他の機械的性質、例えば硬さ又は伸び挙動及び圧縮挙動、しかしまた熱的性質又は電気的性質、例えば熱膨張挙動又は熱伝導率も、相応して前記成形のプロセスを通じて、すなわち最終的に前記圧力比を通じて、しかしまた前記炭化及び／又は珪化のやり方を通じて及び最終的に前記出発物質の割合を通じても、調節されることができる。
【００２７】
前記均質混合物が、バインダー２０〜５０質量％及び炭素繊維５０〜８０質量％、好ましくはバインダー３０〜４０質量％及び炭素繊維６０〜７５質量％を含有することが好ましい。
【００２８】
好ましくは、前記圧縮（Ｓ２）の工程の際に、約１．０ＭＰａ〜約４．０ＭＰａの範囲内のプレス圧（ｐ）に調節される。
【００２９】
前記圧縮（Ｓ２）の工程の際に、前記均質混合物は好ましくは型中で成形圧縮体(Formpressling)に成形され、かつ前記成形圧縮体は熱処理工程（Ｓ３）において前記炭素材料からなる成形体に変換される。
【００３０】
前記混合又は前記強力混合の工程（Ｓ２）の後及び前記成形の工程（Ｓ３）の前に、脱じん（Ｔ１）、粒状化（Ｔ２）及び／又は中間貯蔵（Ｔ３）の過程が実施されることができる。
【００３１】
前記成形の工程（Ｓ３）の後に、得られた圧縮された均質混合物又は前記均質な材料組成物の予備成形物の前記炭化の工程（Ｕ１）が、特に熱分解により行われることができる。
【００３２】
前記成形の工程（Ｓ３）後に及び特に前記炭化の工程（Ｕ１）の後に、得られた圧縮された均質混合物の前記珪化の工程（Ｕ４）又は（Ｖ３）が行われることができる。
【００３３】
前記脱じんの過程、すなわち粒子割合の除去により、得られた混合粉末の取扱適性は上昇されることができ、かつ前記混合粉末の取扱の際の爆発の危険が低下されることができる。前記取扱適性の一面は、ダストの前記除去による作業環境の不純物の減少でもある。
【００３４】
前記粒状化は本質的には、本質的に固体の形の、例えば数１００μｍ〜数ｍｍの範囲内の、メゾスコピックな粒子、クラスター又はアグリゲートの形成にあるが、しかしながらこれらは混合粉末中に均質に混合されて調製された出発物質の均質分布を有する。この種の粒状物は、混合粉末それ自体がそれに適していない場合には、中間貯蔵されることができ、かつ必要に応じて特に適している方法で取り扱われ、分配され、かつさらに加工されることができる。
【００３５】
好ましくは、前記成形圧縮体は前記炭化の前に硬化される。
【００３６】
炭素材料からなる複数の成形体が製造され、これらが前記珪化（Ｓ４）の工程の前に接着剤、特に炭化可能な接着剤を用いて、成形体配列を得るために互いに接合されることが好ましい。
【００３７】
好ましい実施態様において、前記炭化可能な接着剤は、樹脂、特にフェノール樹脂及び炭化ケイ素粉末を含有する。
【００３８】
前記炭化ケイ素粉末は、１〜５０μｍ、好ましくは３〜２０μｍ、特に好ましくは５〜１０μｍの平均粒径を有する。
【００３９】
前記炭化可能な接着剤は、水５〜５０質量％、炭化ケイ素粉末２０〜８０質量％及び樹脂１０〜５５質量％、好ましくは水１０〜４０質量％、炭化ケイ素粉末３０〜６５質量％及び樹脂２０〜４５質量％、特に好ましくは水１５〜２５質量％、炭化ケイ素粉末４５〜５５質量％及び樹脂２７〜３３質量％を含有する。
【００４０】
前記炭化可能な接着剤は、炭素材料からなる充填剤を１０質量％未満、特に３質量％未満含有し、特に炭素材料からなる充填剤を含有しない。
【００４１】
セラミック材料（１００）又はセラミック材料（１００）の予備生成物（５０）の工程（Ｓ３）は、前記プレス又は圧縮成形及び場合により前記硬化の工程を有することができる。得られた混合粉末又はその粒状物は、すなわち相応する成形プロセスにより本発明によるセラミック材料へ変換され、その際に場合により硬化過程が含められる。前記プレスの過程を通じた、すなわち機械的な圧力の適用を通じた前記成形は、前記粉末又は粒状物中に既に均質混合物として存在している材料分布の圧縮をもたらす。前記プレス過程の形態を通じて、すなわち時間及び空間を介する圧力分布及び／又は温度分布を通じて、ついで広い範囲にわたって、完成した成形された均質な材料組成物の相応する物理的性質及び化学的性質も、しかも同様に均質なやり方で決定されることができる。
【００４２】
これは例えば、以下の方程式（１）及び（２）
【数３】
2013534505.tif 000005
により、図３の第１表により及び／又は図４のグラフ１により示される関係の少なくとも１つに基づいて行われることができる。
【００４３】
ここで、ρ1、ρ2は、得られたセラミック材料（１００）又は前記セラミック材料（１００）の予備生成物（５０）の  −  特に炭化後の  −  密度を呼び、かつｐは、前記成形の工程（Ｓ３）の際の圧力を呼ぶ。
【００４４】
ここで示された関係を通じて、これらは閉じた形で記載可能であるか又は専ら実験的に与えられることができ、所望の材料密度で相応する成形プロセスが構成されることができ、これらがまさに前記成形プロセス後の所望の材料密度の結果となる。それぞれ所望の材料密度は、その際に場合により他の物理化学的な関係から誘導されることもできるので、一連の実験的な帰結において本発明による均質な材料組成物の場合の所望の性質プロフィールをもたらす圧力パラメーターが決定されることができる。
【００４５】
相応する方法の制御の場合に、すなわち前記閉じた数学的関係又はまた前記実験的な値がグラフ又は表から提供され、その際にいわゆる表読み取り法又はテーブルルックアップ法も考慮されることができる。
【００４６】
しばしば、本発明によるセラミック材料の予備生成物（５０）の炭素材料の特定の加工過程を実施することが望ましい。このことは、特に接合のプロセス又はまた穴あけ、フライス削り、研削、平削りによる機械的加工のプロセスに該当する、それというのも、これらのプロセスは本発明によるセラミック材料の予備生成物（５０）の炭素材料について、例えばそこで生じるより低い硬さ又は脆さのためにより容易に実現されることができるからである。
【００４７】
しかしながら前記成形の直後、すなわち予備生成物（５０）について直接、一連のさらなる変換プロセス、とりわけ前記炭化及び／又は前記珪化が続けられることができ、これらは上記で既に指摘された構造再構成をもたらす。
【００４８】
前記成形体配列が前記珪化の工程Ｓ４の前に、前記成形体配列からの炭素材料の除去により、予め定義された形を有する炭素材料からなる予備成形体(Vorkoerper)が生じるように加工されることが特に好ましい。
【００４９】
好ましくは、前記予備成形体は前記珪化の前に炭化される。
【００５０】
これらの手順により、前記材料組成物の物質特性は相応して、すなわち前記密度、炭素、ケイ素及び場合により他の成分の割合を通じて及び前記構造特性の形成及び調節を通じて、調節されることができるので、幅広い範囲において弾性、強さ、硬さ、熱伝導率及び他の材料特性が目標に向けられ、かつそれぞれの用途及び使用に向けられて調節されることができる。
【００５１】
好ましい実施態様において、前記炭素繊維は、ビスコース繊維及び／又はセルロース繊維を粉砕し、かつ炭化する、特にまず最初に粉砕し、引き続き炭化することによって製造される。
【００５２】
本発明のさらなる態様によれば、本発明による方法により前に記載されたやり方で形成されるか又は形成された、セラミック素材用、特に高剛性の構造部材等用のセラミック材料も提案される。
【００５３】
本発明によるセラミック材料は、一度前記成形プロセスの範囲内で相応する形に仕上げられた場合に、用途において直接使用されることができる。しかしながら、前記セラミック材料をまず最初にプレート形で形成し、これらのプレートをついで平面的に互いに接合し、より大きな三次元構造用の包囲体(Einhuellungskoerper)又はより大きく拡張された平面体を形成することも提供され、これらはついで場合により炭化及び／又は珪化後に、相応して所望の三次元構造又は平面形を作り出すことによる製品の製造のためのベースとして利用される。
【００５４】
これらの態様及びさらなる態様は、添付された図面に基づいて説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様についての詳細を略示的な流れ図のように示す図（Ａ〜Ｃ）。
【図２】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合に達成される多様な中間段階を示す図（Ａ〜Ｈ）。
【図３】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合にどのように本発明による炭素材料の密度が成形プロセスの際の圧力によって調節されることができるかを表に基づいて示す図。
【図４】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合にどのように本発明による炭素材料の密度が成形プロセスの際の圧力によって調節されることができるかをグラフに基づいて示す図。
【図５】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合にどのように前記珪化の過程の際のケイ素の吸収量が前記セラミック材料の予備生成物の密度を通じて制御されることができるかを表に基づいて示す図。
【図６】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合にどのように前記珪化の過程の際のケイ素の吸収量が前記セラミック材料の予備生成物の密度を通じて制御されることができるかをグラフに基づいて示す図。
【図７】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合にどのように本発明によるセラミック材料又はその予備生成物の前記珪化のプロセス後の密度が前記炭素材料又はその予備生成物の珪化されない形の密度を通じて制御されることができるかを表に基づいて示す図。
【図８】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合にどのように本発明によるセラミック材料又はその予備生成物の前記珪化のプロセス後の密度が前記炭素材料又はその予備生成物の珪化されない形の密度を通じて制御されることができるかをグラフに基づいて示す図。
【図９】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合にどのように本発明によるセラミック材料又はその予備生成物の実施態様の弾性率が前記炭素材料又はその前駆物質の珪化された形の密度を通じて制御されることができるかを表に基づいて示す図。
【図１０】セラミック素材用のセラミック材料を製造する本発明による方法の実施態様の場合にどのように本発明によるセラミック材料又はその予備生成物の実施態様の弾性率が前記炭素材料又はその前駆物質の珪化された形の密度を通じて制御されることができるかをグラフに基づいて示す図。
【００５６】
実施態様の詳細な説明
以下に、本発明の実施態様が記載される。本発明の全ての実施態様及びまたそれらの技術的な特徴及び特性は、個々に切り離されることができ、又は自由選択で構成されて互いに任意にかつ限定されることなく組み合わされることができる。
【００５７】
構造的及び／又は機能的に同じ、類似の又は同じく作用する特徴又は要素は、以下に図に関連して同じ参照符号で呼ぶ。いずれにせよこれらの特徴又は要素の詳細な説明は繰り返されない。
【００５８】
まず最初に図面が一般的に参照される。
【００５９】
本発明はとりわけ、高剛性の構造部材の製造に適しているセラミック材料の製造方法にも関する。
【００６０】
高剛性の部材の製造のために、均質な出発物質が必要とされる。
【００６１】
フェルト系材料は、その構造化に基づいて、すなわちそれらの場合により設けられた層構造に基づいて、不均質な機械的性質を示す。スリップ鋳込みされたＳｉＳｉＣ部材の場合にはこれまで僅かな又は薄い壁厚でのみ実現可能である。より厚い壁厚を有する部材又はより厚い部材は、加熱及び冷却の際に比較的著しい温度勾配を発生し、これらは前記部材の破壊をまねきうる。木材系セラミックは、製造プロセスにおいて７０％までの高い縮み値を有し、かつこの理由から複雑なジオメトリーのためには出発物質として適していない。
【００６２】
本発明によれば、故に、極めて均質なセラミック部材の製造のために均質な微細な粉末を、バインダーとの、例えばフェノール樹脂粉末の形での混合物のための原料品として使用することが提案される。前記出発成分は、インテンシブミキサー中で均質に混合され、引き続き例えばプレートにプレスされる。
【００６３】
前記出発成分の用意された混合物を加工し、かつ取り扱うことができるように、これらは粒状化される及び／又は脱じんされることができる。
【００６４】
プレスされたプレートの材料密度は、化学的及び物理的な点、特に機械的な点で後の材料特性に影響を及ぼす。それゆえ、前記材料密度及びそれらの均質性の意図的な制御を通じて、前記物理的性質及び化学的性質の全てが一部には制御されることができる。
【００６５】
セラミック素材(keramischer Werkstoff)１００′用のセラミック材料(Keramikmaterial)（１００）の製造のために、１５μｍを下回る繊維長分布Ｄ50を有する均質な粉末として少なくとも１種の出発物質（１０）を、粉末として少なくとも１種のバインダー（２０）と、圧力（Ｓ２）の作用下に前記均質混合物の圧縮により均質な混合粉末（３０）へ変換して、ついでそれらから相応する成形プロセス（Ｓ３）により所望の炭素材料を形成することが提案される。
【００６６】
目下、詳細に図面が参照される。
【００６７】
図１Ａは、セラミック素材（１００′）用のセラミック材料（１００）を製造する本発明による方法の実施態様を略示的な流れ図のように示す。
【００６８】
導入部の予備工程Ｓ０の後に、工程Ｓ１ａ及びＳ１ｂにおいて、出発物質（１０）及び１種又はそれ以上の混加物、特にバインダー（２０）及び場合によりさらなる添加剤又は充填剤も、準備工程Ｓ１において準備される。工程Ｓ１ａ及びＳ１ｂは、連続して又は互いに並行して実施されることができる。
【００６９】
次の工程Ｓ２において、準備された出発物質、すなわち出発物質（１０）及び１種又はそれ以上の混加物（２０）は、混合又は強力混合の過程で圧力の作用下に圧縮された均質混合物を得ることになる。
【００７０】
ついで任意に中間加工Ｚが続けられることができる。
【００７１】
ついで、工程Ｓ３において、前記炭素材料の形成が、それも圧縮された均質混合物の炭化のため又は炭化及び黒鉛化のための熱処理により行われる。
【００７２】
工程Ｓ３の後に、さらなる加工Ｗが続けられることができ、それらの範囲内で前記成形Ｓ３の工程からの材料結果物はさらに処理される。
【００７３】
工程Ｓ４において、本発明による製造方法は、前記炭素材料の前記珪化と共に終わる。
【００７４】
図１Ｂによれば、本発明による製造方法の実施態様の場合に中間加工過程Ｚは脱じんＴ１、粒状化Ｔ２及び／又は中間貯蔵Ｔ３の１種又はそれ以上のプロセスを含むことができる。これらの中間工程の手順及び利点は、発明についての一般的な説明の範囲内で既に説明されている。
【００７５】
図１Ｃによれば、さらなる加工Ｗは、得られたセラミック材料（１００）のさらなる処理及び精製(Veredeln)Ｕの過程並びに最終的なさらなる加工工程Ｖを有することができ、この工程は、得られたセラミック材料１００から最終的に製造のために準備のできたセラミック素材１００′を供給する。
【００７６】
実際のさらなる加工部分及び精製部分Ｕは、炭化Ｕ１、高温処理Ｕ２、場合により機械的加工プロセスＵ３の工程及び場合により珪化Ｕ４の過程を含む。
【００７７】
機械的加工Ｕ３及び珪化Ｕ４はこの箇所では、前記プレス後に得られた中間生成物が正確な形を有する及び／又は早すぎる珪化がさらなる加工の際にむしろ妨げになる場合に、任意であってよい。前記さらなる加工部分及び精製部分Ｕ４により、このやり方でプレートは中間生成物として本発明によるセラミック材料（１００）を用いて準備されることができる。
【００７８】
実際のさらなる加工工程Ｖにおいて、ついでこうして製造された中間製品、例えばプレート等は、第一の工程Ｖ１において互いに接合されることができる。これは、例えば接着によるか又は互いにプレスすることによっても、場合によりプレート又は中間製品のための本発明による炭素材料と同じ種類の材料からなる粉末を散布しながら、行われる。接合Ｖ１により、包囲体が生み出され、これからついで場合により機械的加工Ｖ２により実際の製品が作り出されることができ、この製品はついで最終的に場合により珪化Ｖ３により前記構造中へのケイ素吸収量を通じて相応する機械的性質を有して形成される。
【００７９】
図２は、セラミック素材用のセラミック材料（１００）を製造する本発明による方法の実施態様の場合に達成される中間段階Ａ〜Ｈをもう一度より良好な説明のために示す。
【００８０】
図２の中間状態Ａにより、まず最初に出発物質１０及び粉末状で炭化可能なバインダー２０は、均質な形で準備され、その際に相応する基準は前記繊維長分布に置かれるべきであり；このことは、一方では出発物質１０、特にしかしまたバインダー２０に該当する。
【００８１】
図２Ｂに示された中間状態により、出発物質１０及び混加物２０は容器４０中で、ミキサー４１を用いて強力混合される。
【００８２】
中間生成物として図２Ｃの中間状態による均質混合物３０がもたらされる。
【００８３】
この均質混合物３０はついで図２Ｄにより、プレス装置４２、４３の容器４２へ充填され、図２Ｅの中間状態により、プランジャ４３を介して圧力ｐ、プレス圧でここでは片面で押し込まれる。
【００８４】
図２Ｆの状態への移行において、このやり方で圧力ｐ下でプランジャ４３の作用により均質混合物（３０）は容器４２の型中で圧縮されるので、図２Ｇにより、本発明によるセラミック材料（１００）用の予備生成物（５０）がもたらされる。この混合物は、ついで炭化及び／又は珪化による中間加工工程の後に得られる。
【００８５】
図３及び４は、第１表もしくはグラフ１の形で、本発明による方法の実施態様の場合に、均質混合物（３０）の圧縮の際のプレス圧ｐと、特に炭化後の、セラミック材料（１００）の密度ρの間の関係を示す。
【００８６】
図３の第１表には、１．０ＭＰａ〜４．０ＭＰａの圧力についての２個の実験的な測定系列が示されており、それらのデータは前記グラフ中で四角によりもしくは菱により書き込まれている。より正確な分析は、前記測定系列の密度ρ1及びρ2が、使用される圧力範囲内でそれぞれ二次の多項式により記載されることができることを明らかにする。
【００８７】
第１表の数値、グラフ１からの記載及びρ1及びρ2についての適合曲線からの関数の関係は、前記密度ρの制御のためにプレス圧ｐを通じて使用されることができ、このことは上記で既に詳細に説明されたとおりである。
【００８８】
第２表もしくはグラフ２を伴う図５及び６は、前記珪化の前の前記炭素材料の密度の関数としての炭化後の、本発明による方法の実施態様におけるケイ素吸収量を記載する。
【００８９】
図５の第２表は、図６のグラフ２に菱、丸、三角もしくは四角により表されている４個の実験的な測定系列を示す。
【００９０】
そしてまた、第２表からの数値の記載もしくはグラフ２からの記載は、炭化後の本発明による炭素材料の場合に前記密度を通じてケイ素吸収量の制御のために使用されることができる。
【００９１】
また、第２表のデータに基づいて、そしてまた適合曲線が  −  例えば多項式表現の形で  −  算出され、そのパラメーターがついで直接、ケイ素吸収量と密度の間の関係の制御のために製造プロセスにおいて使用されることができることが考えられる。
【００９２】
図７もしくは８の第３表及びグラフ３は、ＣＳｉＣ材料、すなわち炭素繊維強化炭化ケイ素の密度を、前記ＣＦＣ材料、すなわちプレス後及び場合により炭化後の本発明による炭素材料の密度の関数として記載する。
【００９３】
図７の第３表及び図８のグラフ３の関係から、珪化の際のケイ素吸収量を、本発明による炭素材料又は前記予備生成物の密度を通じて、ひいては相応するプレス圧及び互いに混合される成分及びそれらの粒度を通じて制御するという可能性がもたらされる。この場合にも、第３表の数値、図８のグラフ及び特に前記数値適合のパラメーターが、ここでは再び二次の多項式の形で、用いられることができる。
【００９４】
図９もしくは１０の第４表及びグラフ４は、どのように本発明によるセラミック材料（１００）の弾性率Ｅが母体となる珪化された材料の密度を通じて制御されることができるかことを示す。
【００９５】
図９の第４表には、炭素繊維強化炭化ケイ素の測定系列が示されている。異なる密度を有する多様な炭素繊維強化炭化ケイ素材料を製造し、その際にそれぞれ弾性率を測定した。
【００９６】
前記測定結果は、前記表及び図１０のグラフ４に示されており、その際に本質的には線形関係が考慮された密度範囲内でもたらされる。ここでも、再び図９からの第４表の数値、図１０からのグラフ４のグラフによる記載及び最終的に前記適合曲線からの数値パラメーターは、前記性質、特に本発明によるセラミック材料（１００）又はそれらの予備生成物（５０）の弾性率の制御のために使用されることができる。
【００９７】
全体として、本発明により、前記成形プロセス後の密度及びそれらの均質性を通じて、本発明によるセラミック材料（１００）又はそれらの予備生成物（５０）についての物理的性質、機械的性質、しかしまた熱的性質及び電気的性質の大部分が制御されて調節されることができることがもたらされるが、その際にしかしながら前記出発物質、すなわち炭素系又は炭素繊維系のあるいは炭素強化又は炭素繊維強化された出発物質（１０）及びバインダー（２０）の前記種類、及びそれらの繊維長分布も採用される。
【符号の説明】
【００９８】
１０  出発物質
２０  混加物、添加剤、バインダー、充填剤
３０  混合粉末、混合物
３０′  粒状物
４０  容器、混合容器
４１  ミキサー
４２  容器、プレス型
４３  プランジャ
５０  本発明によるセラミック材料の予備生成物
１００  本発明による均質なセラミック材料
１００′  素材
ｐ  圧力、プレス圧
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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