(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）物品（１０）の製造のためにセラミック繊維（３０）を処理する方法であって、
フレーム（４０）のボイド（５０）を横断して延在するセラミック繊維を含むフレーム（４０）を用意するステップ、及び
フレーム（４０）のセラミック繊維（３０）上に化学蒸着（ＣＶＤ）工程によりコーティング（３６）を堆積するステップ、
フレーム（４０）のコーティングセラミック繊維（３０）に、セラミックマトリックス前駆体組成物を含むスラリー（２７、３８）を含浸させて、ＣＭＣプリプレグ（６０）を形成するステップ、
を含み、
コーティングセラミック繊維（３０）に含浸させるステップが、コーティングセラミック繊維（３０）をフレーム（４０）から取り外すステップ、及び取り外したコーティングセラミック繊維（３０）にスラリー（２７、３８）を含浸させるステップを含む、方法。
【請求項２】
基板（５６）をフレーム（４０）に連結するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ＣＶＤ工程が、フレーム（４０）をＣＶＤリアクター内に配置するステップを含み、ＣＶＤ工程がバッチＣＶＤ工程である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
フレーム（４０）を用意するステップが、セラミック繊維（３０）とフレーム（４０）とを連結するステップを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
セラミック繊維（３０）がセラミック繊維トウ（２０）を含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
セラミック繊維（３０）がセラミックフィラメント（２０）を含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
セラミック繊維（３０）が、ボイド（５０）を横断して延在する連続セラミック繊維を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
セラミック繊維（３０）が、ボイド（５０）を横断して延在する個別のセラミック繊維を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
セラミック繊維（３０）がＳｉＣを含む、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
コーティング（３６）が、窒化ホウ素、ケイ素ドープ窒化ホウ素、炭素、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含む層を含む、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は全体として、セラミック繊維を加工処理するための方法及び機器に関する。より詳細には、本開示は、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）物品の製造のためにセラミック繊維を加工処理するための方法及び機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）は一般に、セラミックマトリックス材料に組み込まれたセラミック繊維強化材料を含む。この強化材料は、マトリックス材料中にランダムに分散された不連続な短繊維又はマトリックス材料内で配向された連続繊維又は繊維の束であり得る。強化材料は、マトリックスのクラック事象においてＣＭＣの耐荷重性構成要素として機能する。同様に、セラミックマトリックスは、強化材料を保護し、その繊維の配向を維持し、強化材料に対する荷重を放散させるように機能する。マトリックス及び／又は強化材料として炭化ケイ素（ＳｉＣ）などのケイ素系ＣＭＣは、これらの高温性能のため、航空機のガスタービンエンジン及び陸上のガスタービンエンジンを含むガスタービン部品への使用など、高温適用の特別な対象となっている。ＳｉＣファイバーはまた、ＴｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4及びＡｌ2Ｏ3を含む様々な他のセラミックマトリックス材料のための強化材料として使用されてきた。
【０００３】
連続繊維強化セラミック複合材（ＣＦＣＣ）は、例えば、シュラウド、燃焼化ライナー、ベーン（ノズル）、ブレード（バケット）及びガスタービンの他の高温部品などにおける、様々な高温耐荷重用途に対して軽量、高強度及び高剛性をもたらす特定のタイプのＣＭＣである。ＣＦＣＣの注目に値する例は、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ＣｏｍｐａｎｙによりＨｉＰｅｒＣｏｍｐ（登録商標）という名称で開発されており、ＳｉＣ及び元素態ケイ素又はケイ素合金のマトリックス中に連続ＳｉＣ繊維を含有する。
【０００４】
化学気相浸透（ＣＶＩ）、ウェット・ドラム・ワインディング、レイアップ、積層、熱分解及び溶融浸透（ＭＩ）を含む、様々な技術をＣＭＣの製作に用いることができる。これらの製作技術は、ツーリング及びダイス型と組合せて使用され、様々な加工処理段階で熱及び化学的工程の適用を含む工程を通してニアネットシェイプ物品が製造されてきた。特にＳｉＣ／Ｓｉ−ＳｉＣ（繊維／マトリックス）ＣＦＣＣ材料に関するこのような工程の例は、米国特許第５０１５５４０号、第５３３０８５４号、第５３３６３５０号、第５６２８９３８号、第６０２４８９８号、第６２５８７３７号、第６４０３１５８号明細書及び第６，５０３，４４１並びに米国特許得出願公開第２００４／００６７３１６号明細書に開示されている。
【０００５】
ＣＭＣ製造の１工程は、ＣＭＣプリプレグの使用を伴い、このＣＭＣプリプレグは通常、マトリックス材料の前駆体及び１種以上の有機バインダーを含有するスラリーを含浸させた強化繊維を含む、シート上構造である。プリプレグは加工処理（例えば焼成）を経て、前駆体を所望のセラミックマトリックス材料に変換する必要がある。ＣＦＣＣ材料のためのプリプレグは、マトリックス前駆体を含浸させた一方向に並んだトウの単層（個々のフィラメントの束）を含む二次元繊維列を高頻度で含み、全体として二次元薄層を作り出す。得られたプリプレグの複数プライをその後積み重ね、減量（ｄｅｂｕｌｋｅｄ）して、積層プリフォームを形成し、この工程は「レイアップ」と称される。これらのプリプレグは通常、必ずしもそうではないが、隣接するプリプレグのトウが互いに横断（例えば、垂直）するように配向され、（最終ＣＭＣ物品の主要な（耐荷重）方向に対応する）プリフォームの層状面により大きな強度を提供する。例としては、図１は、複数薄層１２を含むＣＭＣ物品１０の表面領域を表し、各層は個別のプリプレグテープ又はシートから得られる。図１に示すように、各薄層１２は、セラミックマトリックス前駆体の変換（例えば、焼結後）により形成された、セラミックマトリックス１４内に封入された、一方向に並んだ繊維１７からなるセラミック強化材を含有する。
【０００６】
図２に例示するように、プリプレグＣＭＣプリフォームを作るために利用される１工程は、繊維２０（個々のフィラメント又はトウ）を一方向性のプリプレグテープに形成するワインディング技術を含み、該テープはその後複合材プリフォームのレイアップのために使用される。図２に表すように、いくつかのワインディング技術は繊維２０のコーティングを伴う。繊維２０は、複合材加工処理の間に該繊維を保護するため、繊維−マトリックス境界面の強度を改変するため、及び繊維とマトリックスとの機械的及び／又は化学的結合を促進又は防止するためなどのいくつかの目的のためにコーティングされる。多数の様々な技術、例えば、スラリー浸漬、ゾル−ゲル、スパッタリング及び化学蒸着（ＣＶＤ）が、セラミック繊維にコーティングを適用するために開発されてきた。これらの技術のうち、ＣＶＤが、均一な厚さ及び制御された組成の不浸透性コーティングの作製が最も成功すると思われる。典型的なＣＶＤ工程において、繊維及び反応物は、コーティング前駆体が分解し、コーティングとして堆積する昇温に加熱される。
【０００７】
連続繊維コーティング工程は、ワインディング技術により加工処理される複合材料に好まれてきた。連続コーティング工程において、図２に示すように、繊維２０は、コーティング前駆体２４を含有するＣＶＤリアクター２２を連続して通過し、コーティング繊維２６を形成する。図２にさらに示すように、連続繊維コーティング工程は、単繊維トウ又はフィラメント２０をＣＶＤリアクター２２に一度に通すステップを伴うことがある。コーティングは低圧力で実施され、繊維２０は、リアクター２２を通して低速で輸送され、コーティング繊維２６上に均一なコーティングを確保することができる。このようなＣＶＤコーティング工程は、スループット又はこの工程の収量を低下させる、大量の破断繊維及び繊維トウがコーティングされる場合「緩い」繊維（すなわち、「毛羽」）に悩まされる。このような繊維コーティング工程は有効なコーティング繊維２６を提供できるが、繊維２０をコーティングするＣＶＤの生産性をより高くする、さらなる改善の必要性が依然として存在する。
【０００８】
図２に例示するように、ワインディング技術は、コーティング繊維２６をマトリックス前駆体２７に含浸させることによって、コーティング繊維２６（フィラメント又はトウ）を一方向性プリプレグテープに形成することができる。例えば、コーティングセラミック繊維２６を含浸させるためのウェット・ドラム・ワインディング工程は、図２に示すように、適切なマトリックス前駆体材料、有機バインダー及び溶媒を含むマトリックス前駆体スラリー混合物のバス２７を通して該セラミック繊維２６を引くステップを伴うことができる。得られた前駆体含浸繊維２８は、その後ドラム２９の周りに巻回され、平面状の一方向性プリプレグテープが形成される。ドラム２９と接触させる前に、前駆体含浸繊維２８は通常、開口部を通って引き出され、取り出されるスラリーの量が調節される。ドラム２９（及び／又はバス２７及び開口部）を運転させることによって、前駆体含浸繊維２８は一定ピッチで巻き取られ、平面上一方向性プリプレグテープが得られる。前駆体含浸繊維２８が巻回される前に、ドラム２９を、得られたプリプレグテープがより容易にドラム２９から取り外せるように、離型シートで包んでもよい。ドラム２９上で、プリプレグテープは、溶媒を蒸発させることによって風乾され得る。又は、テープは、ドラム２９からカットされ、平たくひろげ、風乾させてもよい。
【０００９】
このようなウェット・ドラム・ワインディング工程により作製されたプリプレグテープは、ドラム２９上の繊維２８のピッチに対応して表面粗度又はうねりを有することがある。ピッチのために、テープ全体にわたる繊維及びマトリックスの分布が変動することもある。さらに、繊維はワインディング工程の間に張力を受けているので、含浸繊維２８は、ドラム表面上で引き下ろされる傾向があり、ドラム２９に接触するテープの表面に比例的により多くの繊維を有し、ドラム２９の外側のテープ表面に比例的により多くのマトリックス前駆体を有するプリプレグテープが得られる。
【００１０】
このようなウェット・ドラム・ワインディング工程もまた、トウが利用される場合、ちぎれて、開口部の封鎖の原因となり得る、大量の破断繊維及びばらばらに付着する繊維２０（すなわち「毛羽」）に悩まされる可能性がある。結論として、ドラム・ワインディング操作は、このような封鎖が起こった場合に、これらを取り除くことができるように、定期的なオペレーターによる監督が必要と思われる。
【００１１】
ドラム・ワインディング工程の別の複雑さは、ワインディング工程間に繊維２０をスラリー２７で完全に含浸させる（すなわち、ウェットアウト）必要性が中心である思われ、該ワインディング工程は、繊維１６が十分量の時間を費やして、スラリー２７中に沈水されることが必要である。この沈水時間は、ある工程では約５秒であり得、繊維１６をスラリー２７のバスの中に引き込むことができる測度に限度をもたらし得る。結論として、ドラムが繊維２０のトウを１００メートル巻回するために必要な時間は比較的長い可能性がある。
【００１２】
したがって、（プリプレグを形成するために）セラミック繊維をコーティング及び／又は含浸し、収量又はスループットが改善された、ＣＭＣ作製のための別の方法及び機器が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第７３１８９０６号明細書
【発明の概要】
【００１４】
一態様において、本出願は、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）物品の製造のためにセラミック繊維を加工処理するための機器を提供する。この機器は、ボイドを含むフレーム及びフレームのボイドを横断して延在する一方向性セラミック繊維の平面アレイを含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、セラミック繊維の１以上はセラミック繊維トウを含んでもよい。いくつかの実施形態では、セラミック繊維の１以上は非結束セラミックフィラメントを含んでもよい。いくつかの実施形態では、複数のセラミック繊維は、ボイドを横断して複数回延在する連続セラミック繊維の部分を含んでもよい。いくつかの実施形態では、セラミック繊維の１以上は、ボイドを横断して１回延在する１以上の個別のセラミック繊維の一部を含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、セラミック繊維は実質的にＳｉＣであってよい。いくつかの実施形態では、セラミック繊維は、窒化ホウ素、ケイ素ドープ窒化ホウ素、炭素、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含む１以上の層を含むコーティングを含んでもよい。いくつかのこのような実施形態では、一方向性コーティングセラミック繊維の平面アレイは、セラミックマトリックス前駆体組成物内に配置され、ＣＭＣプリプレグを形成することができる。
【００１７】
別の態様において、本開示は、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）物品の製造のためにセラミック繊維を加工処理するための方法を提供する。本方法は、フレームのボイドを横断して延在する一方向性セラミック繊維の平面アレイを含む１以上のフレームを用意するステップを含む。本方法は、化学蒸着（ＣＶＤ）工程により１以上のフレームのセラミック繊維上にコーティングを堆積するステップをさらに含む。
【００１８】
いくつかの実施形態では、本方法は、１以上のフレームのコーティングセラミック繊維を、セラミックマトリックス前駆体組成物を含むスラリーに含浸して、１以上のＣＭＣプリプレグを形成するステップをさらに含んでもよい。いくつかのこのような実施形態では、１以上のフレームのコーティングセラミック繊維に含浸させるステップは、基板と、ボイド内に少なくとも部分的に延在する１以上のフレームとを、コーティングセラミック繊維及びセラミックマトリックス前駆体組成物が１以上のＣＭＣプリプレグテープを形成するように、連結するステップを含んでもよい。いくつかのこのような他の実施形態では、コーティングセラミック繊維に含浸させるステップは、コーティングセラミック繊維を１以上のフレームの少なくとも一部分から取り外すステップ、及び取り外したコーティングセラミック繊維にスラリーに含浸させるステップを含んでもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、ＣＶＤ工程は、１以上のフレームをＣＶＤリアクター内に配置するステップを含み、このＣＶＤ工程はバッチＣＶＤ工程であってもよい。いくつかの実施形態では、１以上のフレームを用意するステップは、セラミック繊維と１以上のフレームとを連結するステップを含んでもよい。いくつかの実施形態では、セラミック繊維の１以上はセラミック繊維トウを含んでもよい。いくつかの実施形態では、セラミック繊維の１以上は、非結束セラミックフィラメントを含んでもよい。いくつかの実施形態では、セラミック繊維はボイドを横断して複数回延在する１以上の連続セラミック繊維を含んでもよい。いくつかの実施形態では、セラミック繊維は、ボイドを横断して１回延在する１以上の個別のセラミック繊維を含んでもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、セラミック繊維は実質的にＳｉＣであってよい。いくつかの実施形態では、コーティングは、窒化ホウ素、ケイ素ドープ窒化ホウ素、炭素、炭化ケイ素又は窒化ケイ素を含む１以上の層を含んでもよい。
【００２１】
本開示のこれら及び他の目的、特色及び有利性は、下記の本開示の様々な態様の詳細な説明と添付の図面と併せて理解することによって明らかになると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）物品の一部の横断面図である。
【図２】セラミック繊維コーティング及びセラミック繊維含浸工程を例示する図である。
【図３】本開示に従った、セラミック繊維を加工処理するための機器の斜視図である。
【図４】図３の機器の上面図である。
【図５】図３の機器の横断面図である。
【図６】本開示に従った、ＣＭＣ物品の製造のためにセラミック繊維を加工処理するための方法を例示するフローチャートである。
【図７】コーティング及び含浸工程後の、図３の機器の上面図である。
【図８】図７の機器の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「前記（ｔｈｅ）」及び「前記（ｓａｉｄ）」は、１以上の要素が存在することを意味することを意図している。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図し、記載の要素以外にもさらなる要素が存在してもよいことを意味する。パラメーターのどのような例も、開示された実施形態の他のパラメーターを排除するものではない。任意の特定の実施形態に関して、本明細書に記載、例示又は開示される部品、態様、特色、構造、配列、使用などは、本明細書に開示の任意の他の実施形態に同様に適用することができる。
【００２４】
図３〜図８は、本開示に従った例示的セラミック繊維加工処理機器３２を例示する。この機器３２は、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）物品の製造のためのセラミック繊維の加工処理を容易に、又は提供することができる。例えば、機器３２は、バッチ工程によるセラミック繊維のコーティング及び／又はバッチ工程によるコーティングセラミック繊維からのプリプレグテープの形成（例えば、浸透）を容易にすることができる。又は、複数の機器３２を１つに連結しても、又は個々の機器３２がより大きな構造の一部もしくは断片を形成してもよく、それにより連続工程によるセラミック繊維のコーティング及び／又は連続工程によるコーティングセラミック繊維を含むプリプレグテープの形成を容易にすることができる。
【００２５】
図３〜図５に示すように、加工処理機器３２はボイド５０を形成するフレーム４０及び該ボイド５０を横断して延在する複数のセラミック繊維３０を含むことができる。複数のセラミック繊維３０はそれぞれ、ボイド５０を横断して延在し、ボイド５０内又はボイド５０に隣接して配置され得る。この方法において、ボイド５０はセラミック繊維３０を露出していてよい。このセラミック繊維３０は、個別のセラミックフィラメント又はストランドの少なくとも部分、セラミック繊維トウ又は個別のフィラメント及びトウの組合せであってよい。本明細書において使用される「セラミック繊維トウ」又は単純に「トウ」が、複数の個別のセラミックフィラメント又は緩い（ｌｏｏｓｅ）ストランドの束を指すことは理解されよう。トウのフィラメントは、ランダムに混ざり合っても、もしくは一定のパターンで配列されてもよく、及び／又は連続していても、もしくは不連続であってもよい。例えば、トウは、破断フィラメント又はフィラメントの断片を含んでもよい。別の例としては、トウのフィラメントは、実質的に平行であっても、撚り合わされていても、又は他の配列であってもよい。トウは、単一又は個別のフィラメントと実質的に同じ様式で作用し得る。本明細書において使用する場合、「個別のセラミックフィラメント」又は単純に「個別フィラメント」が、１つ又は非結束の細長いセラミック部材を指すことは理解されよう。
【００２６】
セラミック繊維３０は、それぞれが、ボイド５０を横断して、フレームの第１部分４２から第２部分４４などの第１方向に実質的に延在してよい。この方法において、セラミック繊維３０は、（例えば、当技術分野で公知の一方向性ＣＭＣプリプレグテープの形成及び／又は一方向性ＣＭＣ物品の形成のために）一方向性であってよい。セラミック繊維３０は、ボイド５０を横断して延在する比較的小さい方向変化を含んでもよいが、セラミック繊維３０は、該繊維が実質的に第１方向に延在し、互いに公差することがないように一方向性であり得る。同様に、セラミック繊維３０は、小さい方向変化を含んでもよいが、セラミック繊維３０は、該繊維が実質的に第１方向に沿って延在する、及び／又は全体としてがたいに実質的に平行に延在するように、一方向性であり得る。セラミック繊維３０が１以上のトウを含む場合、該１以上のトウは全体として、一方向性（第１方向に沿って延在する）であり得るか、及び／又はトウを構成するセラミックフィラメントが一方向性であり得る。いくつかの他の実施形態では、セラミック繊維３０のトウのセラミックフィラメントは、第１方向とは異なる方向に延在してよいが（すなわち、撚り合わされた、もしくは織られたフィラメントなどの非一方向性）、トウは全体として、ボイド５０にわたるセラミック繊維３０が一方向性であるように、実質的に第１方向に延在し得る。
【００２７】
図３〜図５に示すように、フレーム４０のボイド５０を横断して延在する一方向性セラミック繊維３０は平面アレイ形成し得る。例えば、一方向性セラミック繊維３０は、ボイド５０を横断して平面に沿って配列又は配置されてよい。この方法において、加工処理機器３２は、フレーム４０のボイド５０を横断して延在する実質的一方向性セラミック繊維３０の実質的平面アレイを含み得る。セラミック繊維３０の平面配列は、比較的小さな変動又は外れ値を含んでもよいが、セラミック繊維３０は全体として、平面に沿って配列され得る。例えば、下記にさらに説明するように、セラミック繊維３０の１以上は、（図１に示すように）複数の個別のセラミックフィラメント、例えばトウを含んでもよい。いくつかのこのような実施形態では、個別のセラミックフィラメントは（少なくとも互い）面外であってもよいが、セラミック繊維３０がボイド５０を横断して、全体として実質的平面アレイを形成する（及びセラミック繊維３０は一方向性であり得る）ように、セラミック繊維３０は全体として実質的に平面上に配列されてもよい。
【００２８】
平面アレイを形成する一方向性セラミック繊維３０は全体として、図３〜図５に示すように互いに間隔をあけていてよい。セラミック繊維３０間隔配置は、該繊維３０（例えばトウを構成するフィラメント）の外表面の最大量を露出するように特に構成され、下記にさらに説明するように、該繊維上のコーティングの形成を確保することができる。別の例としては、セラミック繊維３０の間隔配置は、（下記にさらに説明するように）プリプレグ形成のためのセラミック繊維３０の材料及び／又は下記にさらに説明するように、最終的にセラミック繊維３０から形成されるＣＭＣの所望の性能又は適用を考慮して、個別に構成される。本明細書に開示のフレーム４０は、有効かつ一貫した比較的張力の低いセラミック繊維３０の配列を提供することができ、このことは、最大のコーティング被覆及び／又は含浸の際の繊維配列を容易にする。しかし、セラミック繊維３０が配列中に、均等でない間隔配置及び／又は繊維３０のいくつかの隣接又は交差をもたらすいくつかの小さな変動（例えばフィラメントの破断）を含み得ることに留意すべきである。しかし全体として、セラミック繊維３０は互いに間隔をあけていてよい。いくつかの実施形態では、一方向性セラミック繊維３０は（トウであっても、又は単一フィラメントであっても）全体として、平面アレイの間中実質的に均等に間隔をあけていても、又は間隔が変動してもよい。セラミック繊維部分３０がトウである場合、フレーム４０は、各トウを構成するセラミックフィラメントが互いに間隔をあけるように構成されてよい。このような実施形態では、隣接するトウの間隔配置（すなわち、隣接するトウの隣接するセラミックフィラメント間の間隔配置）は、トウの個別のフィラメントの間隔配置とほぼ同じ距離で間隔をあけてよい。いくつかの実施形態では、セラミック繊維３０は、これらのフィラメントの密度及び配列が、平面アレイの幅及び／又は長さ及び／又は厚さを通して実質的に均一であるように配置され、互いに間隔をあけることができる。
【００２９】
フレーム４０のボイド５０を横断して延在する一方向性セラミック繊維３０の１以上は、ボイド５０の外側に配置された１又は複数の部分をさらに含む、セラミック繊維の一部分であってよい。又は、セラミック繊維３０の１以上はより長いセラミック繊維の一部分ではなくてもよく、このようなセラミック繊維３０は潜在的にボイド５０を横断して完全に含まれてもよい。ボイド５０を横断して延在する一方向性セラミック繊維３０は、別々の異なるセラミック繊維（トウ又はフィラメント）、１又は複数の連続セラミック繊維（トウ又はフィラメント）の部分又は別々の異なるセラミック繊維と、１又は複数の連続セラミック繊維との組合せで形成されてよい。例えば、ボイド５０を横断して又はこれを通って伸びるセラミック繊維３０の少なくともいくつかは、連続セラミック繊維の部分であってよい。この方法において、ボイド５０を横断して延在するセラミック繊維３０は、ボイド５０を横断して複数回延在する１以上の連続セラミック繊維であってよい。ボイド５０を横断して延在するこのような連続セラミック繊維のそれぞれのパス又は部分は、平面アレイ３４の一方向性セラミック繊維３０の１つであってよい。いくつかのこのような実施形態では、ボイド５０を横断して延在する（及び平面アレイ３４の一方向性セラミック繊維３０を形成する）連続セラミック繊維の２以上のパス又は部分は、これらの近接した部分であってよい。別の例としては、ボイド５０を横断して、平面アレイ３４を形成するセラミック繊維３０の１以上は、唯一の、又は異なるセラミック繊維の少なくとも一部であってよい。ボイド５０を横断して延在し、平面アレイ３４を形成する一方向性セラミック繊維３０は、それによってボイド５０を横断して延在するか、又は１回通過する、１以上の個別のセラミック繊維を含む。この方法において、ボイド５０を横断して延在又は通過し、平面アレイ３４を形成する２つのセラミック繊維３０は、２つの別々で異なるセラミック繊維の少なくとも部分であってよい。
【００３０】
フレーム４０のボイド５０にわたる平面アレイ３４の一方向性セラミック繊維３０は、ＣＭＣプリプレグ及び最終的にＣＭＣ物品の製造に適切な任意のセラミック材料であってよい。例えば、セラミック繊維３０は、主に炭素（Ｃ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）及び／又はムライト（Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ２）系繊維であってよい。セラミック繊維３０は、基材又は主要材料、例えばＣ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂなどに加えて、他の元素及び／又は混入物を含有してもよい。いくつかの実施形態では、機器３２は炭化ケイ素繊維（すなわち純粋ＳｉＣ繊維又は主にＳｉＣ系繊維）のコーティング及び／又はこのようにコーティングされた炭化ケイ素繊維によるプリプレグの形成にとって、特に有利であり得る、このような実施形態では、機器３２は、フレーム４０のボイド５０を横断して延在する一方向性炭化ケイ素セラミック繊維３０の平面アレイ３４を含み得る。
【００３１】
フレーム４０は、スペース又はボイド５０を形成し、ボイド５０にわたる一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４を支持する任意のデザイン、構成又は機構であってよい。ボイド５０は、平面アレイ３４のサイズ又は形状に対応する任意のサイズ又は形状であってよい。ボイド５０は、平面アレイ３４が提供される、非遮蔽領域であってよい。いくつかの実施形態では、フレーム４０は、ボイドの周り（及びそれによってさらに、その中に配置される一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４の周り）が開放されるように、又は遮蔽されないように構成することができる。例えば、フレーム４０は、一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４より上及び／又はこれより下の領域が遮蔽されずに、セラミック繊維３０のコーティングが妨げられないように構成することができる。図５の横断面図に示すように、一方向性繊維３０の平面アレイ３４は、ボイド５０及び／又はフレーム４０の厚さの中間部分に配置されてよい。複数のフレーム４０を、厚み方向に互いに積み重ねた場合、平面アレイ３４は互いに間隔が開いており、ボイド５０は実質的に遮蔽されないままである。
【００３２】
フレーム４０は、任意の機構によりボイド５０にわたった一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４を支持でき、又はこれに連結することができる。いくつかの実施形態では、フレーム４０は、セラミック繊維３０の末端又は末端部分に連結するように構成することができ、平面アレイ３４及びセラミック繊維３０の一方向性の方向を維持するために十分な張力を提供する。いくつかの実施形態では、フレーム４０は、セラミック繊維３０の張力を調整するように構成された張力付与機構を含んでもよい。この方法において、張力付与機構は、セラミック繊維３０がフレーム４０に連結され、セラミック繊維３０の一方向性平面アレイ３４構造が形成（及び維持）された後で、セラミック繊維３０に張力を適用するために有効であり得る。平面アレイ３４及びセラミック繊維３０の一方向性の方向を形成及び／又は維持するために必要とされる張力は、例えば、特定の繊維組成に依存して変動し得る。
【００３３】
上で述べたように、フレーム４０はボイド５０を形成する任意の構成であってよく、任意の様式でセラミック繊維３０と連結して、ボイド５０において一方向性の平面アレイ３４を形成することができる。フレーム４０の構成の一例を、図３〜図５に示す。図３及び５に示すように、フレーム４０は、上部フレーム５２及び下部フレーム５４を備える。上部フレーム５２及び下部フレーム５４はそれぞれ、第１繊維支持部材４２及び第２繊維支持部材４４を備えていてよい。フレーム４０のボイド５０は、図３〜図５に示すように、第１繊維支持部材４２及び第２繊維支持部材４４の間に延在することができる。図３〜図５にさらに示すように、フレーム４０は第１及び第２繊維支持部材４２、４４の間に延在する第１間隔配置部材４６及び／又は第２間隔配置部材４８を備えることができる。フレーム４０のボイド５０はまた、第１及び第２間隔配置部材４６、４８の間に延在してもよい。第１及び第２繊維支持部材４２、４４及び第１及び第２間隔配置部材４６、４８は、フレーム４０（及び潜在的にボイド５０）が長方形又は正方形の形状であるように、互いに直角に配向されてよい。第１及び第２繊維支持部材４２、４４は、第１及び第２繊維支持部材４２、４４を強固に取り付け、間隔をあけるように作用可能である。
【００３４】
セラミック繊維３０の末端部分は、一方向性平面アレイ３４がボイド５０を横断して及び／又はこれを通って延在するように、第１及び第２繊維支持部材４２、４４に連結される。例えば、図３及び５に示すように、セラミック繊維３０の末端部分は、それぞれ、フレーム４０の上部５２の第１及び第２繊維支持部材４２、４４と、下部５４の第１及び第２繊維支持部材４２、４４との間でクランプされるか、又は固定することができる。この方法において、セラミック繊維３０の末端部分は、それぞれ、上部５２の第１及び第２繊維支持部材４２、４４と、下部５４の第１及び第２繊維支持部材４２、４４との間に配置され、上部５２及び下部５４は互いに取り付けられ、セラミック繊維３０をフレーム４０に固定することができる。フレーム４０の上部５２及び下部５４は、一方向性繊維３０の平面アレイ３４が（下記にさらに説明するように）加工処理された後で、上部５２及び下部５４が、選択的に分離され、セラミック繊維３０の末端部分を第１及び第２繊維支持部材４２、４４の間から取り外すことができるように、選択的に互いに連結又は取り付けられる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、図３〜図５に例として示されるフレーム４０は、ラッピング又はワインディング技術により形成することができる。例えば、１又は複数のセラミック繊維は、一対の重なり合う、又は積み重ねられた下部５４（又は上部５２）の第１及び第２繊維支持部材４２、４４を複数回ラッピング又は巻回して、一方向性繊維３０の２つの平面アレイ３４を形成することができる。この方法において、１つの平面アレイ３４は、積み重ねた一対の下部５４の「上の」下部５４の上面に最も近く形成することができ、もう１つのアレイ３４は、積み重ねた一対の下部５４の「下の」下部５４の下面に最も近く形成することができる。対応する上部５２（又は下部５４）は、それぞれの積み重ねられた下部５４に連結され、上部及び下部５２、５４の間の１又は複数のセラミック繊維をクランプ又は保持することができる。それぞれが一方向性繊維３０の平面アレイ３４を含む、２つの積み重ねられたフレーム４０はこれによって形成され得る。ひとたび上部及び下部５２、５４の間でクランプされたセラミック繊維を含む積み重ねられたフレーム４０が形成されたら、フレーム４０の間で延在するセラミック繊維の任意の部分を切断し又はトリミングして、フレーム４０を分離する。このようなワインディング技術は、これによって一対のフレーム４０を形成することができる。
【００３６】
上述のように、図３〜図５に示す例示的フレーム４０は、フレーム構成の単なる一候補である。例えば、上部５２と下部５４との間のセラミック繊維３０の末端部分を捕捉するのではなく、フレーム４０は、手動で係合可能なクランプ又はセラミック繊維３０の末端部分をフレーム４０に選択的に連結（及び取り外し）するように構成された締結機構などを含んでもよい。別の例としては、セラミック繊維３０の末端部分は、フレーム４０に付着又は接着することもできる。別の例において、フレーム４０は、１又は複数のフック、ピン、チャネル、開口又は１又は複数のセラミック繊維をその周り又はその中を通って十字交差に延在させるか、又はボイド５０を横断して蛇行した様式で延在させて、一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４を形成する、任意の他のブレース構造などを含むことができる。このような実施形態では、セラミック繊維は、ボイド５０を横断して（第１セラミック繊維部分３０を形成するように）フレーム４０の第１部分への第１方向に沿って第１パスを延在し、フレーム４０の第１末端においてブレース機構の周り又はこれを通って延在し、及びボイド５０を横断して（第２セラミック繊維部分３０を形成するように）フレーム４０の第２部分への、第１方向とは反対の第２方向に沿って、第１パスから間隔をあけて、遡って第２パスを延在できる。フレーム４０の第２部分は、同様にセラミック繊維３０に方向をかえさせ、（第３セラミック繊維部分３０を形成するように）ボイド５０を横断して第１方向に沿って遡って延在するブレース機構をさらに含み得る。フレーム４０の１又は複数のブレース機構は、ボイド５０にわたるセラミック繊維の隣接するパスの間隔をあけ、ボイド５０にわたるセラミック繊維のパスを一方向性繊維３０の平面アレイ３４に配列するように構成することができる。しかし、上で述べたように、このフレーム４０は、ボイド５０を形成して、ボイド５０を横断して一方向性繊維３０の平面アレイ３４を提供する任意の構成及びデザインであってよい。
【００３７】
図６のフローチャートに例示するように、図３〜図５の機器３２は、ＣＭＣ物品の製造のためにフレーム４０に連結されたセラミック繊維３０を加工処理する方法１１０を容易にする、又は提供することができる。例えば、機器３２は、工程１１０においてセラミック繊維３０のコーティングを容易にすることができる。図６に例示するように、セラミック繊維加工処理方法１００は、それぞれが、フレームのボイド５０を横断して延在する一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４を含む複数のフレーム４０を用意するステップ１０２を含む。いくつかの実施形態では、複数のフレーム４０を用意するステップ１０２は、セラミック繊維３０と複数のフレーム４０を、平面アレイ３４がこれらのフレームのボイド５０において形成されるように連結するステップを含んでもよい。いくつかの他の実施形態では、複数のフレーム４０を用意するステップ１０２は、これらのフレームのボイド５０において形成された平面アレイ３４を有するフレーム４０を含む、複数のあらかじめ作製された機器３２を得るステップを含んでもよい。
【００３８】
セラミック繊維加工処理方法１００は、図６に例示するように、少なくとも１種のコーティングを、化学蒸着（ＣＶＤ）工程により複数のフレーム４０のそれぞれの平面アレイ３４のセラミック繊維３０上に堆積するステップ１０４をさらに含んでもよい。例えば、１又は複数のフレーム４０は、ＣＶＤリアクター内に配置され、その中で加工処理され、平面アレイ３４のセラミック繊維３０上にコーティングを堆積可能である。このＣＶＤリアクターは、セラミック繊維３０上にコーティングを堆積するために有効な任意のＣＶＤリアクターであってよい。いくつかの実施形態では、複数のフレーム４０はＣＶＤリアクターに配置され、加工処理され、セラミック繊維３０上にコーティングを堆積可能である．堆積ステップ１０４は、例えば、１以上のフレーム４０をＣＶＤリアクター内に配置し、堆積を実行し、及びその後１以上のフレーム４０をＣＶＤリアクターから取り出すことによってバッチ工程として実行することができる。別の例としては、堆積ステップ１０４は、１以上のフレーム４０をＣＶＤリアクターの中を連続して通過させることによって、連続工程として実行することができる。このような連続工程において、複数のフレーム４０は互いに連結されてもよく、又は、例えばリアクターの中を連続して通過するより大きな構造の部分であってもよい。
【００３９】
図７及び８は、コーティング３６がＣＶＤ工程１０４によりセラミック繊維３０上に堆積された後のセラミック繊維３０を例示している。図８に示すように、コーティング３６は、平面アレイ３４のセラミック繊維３０の外表面を完全に覆っても、又は過度に覆ってもよい。いくつかの実施形態では、コーティング３６は、セラミック繊維３０上に堆積された単層の材料であってよい。他の実施形態では、コーティング３６は、セラミック繊維３０上に堆積された同じか、又は異なる材料の複数層を含んでもよい。
【００４０】
ＣＶＤ工程１０４によりボイド５０を横断して配置された平面アレイ３４のセラミック繊維３０上に堆積されたコーティング３６は、ＣＭＣプリプレグ及び／又は物品の製造のためセラミック繊維の加工処理に利用される任意のコーティング材料であってよい。例えば、コーティング３６は、セラミック繊維３０から得られたＣＭＣ物品の繊維−マトリックス境界面に作用する、セラミック繊維３０に対する表面改質であってもよい。これは、セラミック繊維３０が、ＣＭＣ物品のマトリックスと反応又は結合することを阻害する、適切なセラミック材料のコーティング３６により達成可能である。セラミックコーティング３６は、セラミック繊維３０をマトリックスから引き出すこと、及び／又はマトリックスに沿って滑らせることを可能にし、したがって、ＣＭＣ物品の破壊靱性を上げることができる。しかし、さらなる機能及び／又は異なる機能及び／又は他のコーティングタイプ（例えば非セラミック性）を提供するコーティング３６も利用可能である。いくつかの実施形態では、ＣＶＤコーティング工程１０４は、窒化ホウ素、ケイ素ドープ窒化ホウ素、炭素、炭化ケイ素、窒化ケイ素又はこれらの組合せを含む１以上の層を含む、ボイド５０を横断して配置された平面アレイ３４のセラミック繊維３０上にコーティング３６を堆積することができる。いくつかのこのような実施形態では、セラミック繊維３０はＳｉＣ繊維であってよい。
【００４１】
図６に表すように、セラミック繊維加工処理方法１００は、１又は複数のフレーム４０の、平面アレイ３４の３６をコーティングされた一方向性セラミック繊維３０に、セラミックマトリックス前駆体組成物を含むスラリー３８を含浸させ、１又は複数のＣＭＣプリプレグ６０を形成するステップ１０６をさらに含んでもよい。スラリー３８は、スラリー３８が、平面アレイ３４の３６をコーティングされたセラミック繊維３０のそれぞれの周りに延在するように、フレーム４０に導入することができる。３６をコーティングされた平面アレイ３４のセラミック繊維３０は、これによってスラリー３８内に封入又は完全に含有され得る。この方法において、スラリー３８及びフレーム４０の平面アレイ３４の３６をコーティングされた一方向性セラミック繊維３０（すなわち、ＣＶＤコーティングの後の機器３２）は、ＣＭＣプリプレグテープ６０を形成することができる。代替の実施形態では、セラミック繊維加工処理方法１００は、３６をコーティングされた一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４をボイド５０及び／又はフレーム４０の少なくとも一部分から取り外し、少なくとも部分的に取り外された、３６をコーティングされたセラミック繊維３０にスラリー３８を含浸させるステップ１０６を含んでもよい。この方法において、プリプレグテープ６０は、フレームのボイド５０の外側及び／又はフレーム４０からのこれらの分離後に形成され得る。
【００４２】
機器３２は、例えば、３６をコーティングされた一方向性セラミック繊維３０の複数の平面アレイ３４にスラリー３８をバッチとして含浸させるステップ１０６によってバッチ工程において（コーティングセラミック繊維３０を含む）プリプレグテープ６０の形成を容易にすることができ、又は平面アレイ３４は、１０６で１つずつ含浸されてもよい。別の例としては、含浸ステップ１０６は、例えば、複数のフレーム４０をスラリー３８のバッチの中を連続して通過させるか、又は一連又は複数のフレーム４０を連続して含浸させるステップ１０６によって、連続工程として実行することができる。このような連続工程において、複数のフレーム４０は互いに連結されてもよく、又は例えばスラリー３８含浸機構もしくは工程により１０６において連続して含浸されたより大きな構造の部分であってもよい。
【００４３】
ひとたび３６をコーティングされた一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４にスラリー３８を含浸させたら、得られたプリプレグ６０を乾燥／セットアップし、及び／又はより扱いやすい形態に加工処理することができる。この後、プリプレグ６０はフレーム４０から取り外すことができる（プリプレグ６０がフレーム４０において形成される場合）。例えば、プリプレグ６０は、あらかじめコーティングされた及び／又はあらかじめ含浸されたセラミック繊維３０をフレーム４０に連結するために先に利用された同じ機構により、フレーム４０から分離することができる。いくつかの実施形態では、プリプレグ６０は、コーティング及び含浸セラミック繊維３０を含む部分から延在する、非コーティング及び／又は非含浸セラミック繊維３０の部分を含んでもよい。このような実施形態では、非コーティング及び／又は非含浸セラミック繊維３０はトリミングされても、又はプリプレグ６０のコーティング及び含浸されたセラミック繊維３０部分から取り外されてもよい。
【００４４】
スラリー３８は、ＣＭＣプリプレグ６０及び最終的にＣＭＣ物品を形成するために有効な任意のセラミックマトリックス前駆体組成物を含んでもよい。例えば、ＣＭＣプリプレグ６０は、溶融浸透（ＭＩ）工程、化学気相浸透（ＣＶＩ）工程又は任意の他の工程を介してＣＭＣ物品の作製に利用することができる。スラリー３８は、ＳｉＣセラミック繊維３０に特に適切な組成物であり得る。いくつかの実施形態では、スラリー３８は、酸化物系セラミックマトリックス前駆体組成物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、スラリー３８は、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＴｉＢ、ＴｉＢ２、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＺｒＳｉＣ、ＴｉＳｉＣ、Ｃ、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２の少なくとも１種及びこれらの組合せを含んでもよい。例えば、セラミック繊維３０はＳｉＣ繊維であってよく、該スラリーはプリプレグ６０からＳｉＣ−ＳｉＣ  ＣＭＣ物品を形成する、ＳｉＣセラミックマトリックス前駆体組成物であってよい。
【００４５】
図７及び８はまた、スラリー３８に含浸させせる１０６の後のコーティングセラミック繊維３０を例示する。図８の横断面図に示すように、固体基板５６は、ボイド５０の片面が実質的に密封されるように、フレーム４０に連結することができる。いくつかの実施形態では、基板５６の少なくとも内表面はセラミック繊維３０に隣接し、このような内表面は実質的に平面であってよい。基板５６の少なくとも内表面は、その結果、セラミック繊維３０の平面アレイ３４と実質的に平行して延在し得る。フレーム４０は、基板５６の厚さ方向で上のボイド５０の領域が、さらに実質的に密封されるように構成されてもよい。厚さ方向は、平面アレイ３４に対して実質的に垂直に延在し得る。フレーム４０及び基板５６は、これによってボイド５０の一部を取り囲み、スラリー３８をその中に保持可能なウェル又は容器を形成することができる。スラリー３８は、これによってボイド５０内に導入され、フレーム４０及び基板５６によってボイド５０中に含有され得る。別の例としては、基板５６は、フレーム４０と並んで、又はこの上に配置されてよく、基板が平面アレイ３４及びスラリー３８のテープ成形を提供して、プリプレグテープを形成するように、平面アレイ３４に隣接してもよい。又は基板５６は、平面アレイ３４及びスラリー３８のテープ成形を提供して、プリプレグテープを形成するように構成されてもよい。
【００４６】
一例において、平面アレイ３４は、基板５６の上に間隔をあけてもよいが、図８に示すように、厚さ方向でフレーム４０の上面より下である。フレーム４０及び基板５６により形成されるウェルは、これによって平面アレイ３４を含有することができる。十分なスラリー３８を、スラリー３８がセラミック繊維３０の下、セラミック繊維３０の間及びセラミック繊維３０の上に延在するように、ボイド５０内に導入することができる。しかし、上で説明したように、ウェルは基板５６により形成されても、又はされなくてもよい。機器３２により形成されるプリプレグテープ６０の厚さは、基板５６とセラミック繊維３０との間のスペース及びセラミック繊維３０の上端を超えて延在するスラリー３８の量によりある程度調節できる。いくつかの実施形態では、例えば図８に示すように、機器３２は、セラミック繊維３０の平面アレイ３４が基板５６の上及び厚さ方向でフレーム４０の上面より下に均等に間隔をあけるように構成されてよい。このような実施形態ではスラリー３８は、ボイド５０に導入され、これを実質的に満たすことができる。フレーム４０の上面をへら付け又はスクリーニングの基準として使用して、セラミック繊維３０の平面アレイ３４の上下でマトリックス前駆体の量が等しいプリプレグ６０を形成可能である。他の実施形態では、セラミック繊維３０の平面アレイ３４は、フレーム４０の上面の下に間隔をあけなくてもよく、及び／又はフレーム４０の上面はへら付け又はスクリーニングの基準として使用されなくてもよい。
【００４７】
フレーム４０の３６をコーティングされた一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４にセラミックマトリックス前駆体スラリー３８を含浸させて、ＣＭＣプリプレグ６０を形成するステップ１０６に関する１つの例示的フレーム４０の実施形態を図７及び８に示すが、平面アレイ３４にスラリー３８を含浸させるステップ１０６に有効な任意の配列又は構成が利用可能である。例えば、上述のように、フレーム４０の少なくとも一部は、含浸ステップ１０６の前に３６をコーティングされた一方向性セラミック繊維３０の平面アレイ３４から取り外すことができる。別の例としては、第２裏当て板を利用して、ボイド５０の開放側を密封することができ、裏当て板の１以上はスラリー３８を密封されたボイド５０に導入するためのポートを含んでよい。
【００４８】
実施例
本明細書に開示のセラミック繊維を加工処理する機器及び方法の例を実施した。下記のように一対のグラファイトフレーム部分を、一方向性ＳｉＣ繊維の実質的平面アレイで構成した。実質的一方向性ＳｉＣ繊維の平面アレイをＣＶＤ工程でコーティングし、コーティングＳｉＣ繊維をＳｉＣ含有スラリーに含浸させて、プリプレグテープを作製した。
【００４９】
このフレーム部分は、外法寸法が、長さ約１０インチ、幅約１．２５インチ及び厚さ約０．０６２５インチであった。このフレーム部分は、長さ約８インチ、幅１インチ及び厚さ０．０６２５インチのボイドを形成した。２つのフレームを重ねてピンで１つにしっかり留めた、すなわち、上部フレームと下部フレームとを重ねて、１つのフレーム構築体を形成した。およそ１５ｍの単一の長さのＳｉＣ繊維トウを、ボイドに沿って縦に配向された２つの実質的一方向性平面アレイを形成するように、フレーム構築体の周りに巻回した。ＳｉＣトウは、直径およそ１３ミクロンのおよそ５００のフィラメントの束であった。トウの２つの自由端を、カーボン接着剤を使用してフレーム部分の間隔配置部材上でフレーム構築体に堅く留めた。
【００５０】
２つの実質的一方向性平面アレイを有するフレームを、バッチ工程として高温、低圧力のＣＶＤリアクター内に配置し、３種のコーティング：窒化ホウ素、ケイ素ドープ窒化ホウ素及び窒化ケイ素を、ボイドに隣接した、及びこれにわたるトウの繊維上に連続して堆積した。次いでフレーム構築体を、高温、大気性のＣＶＤリアクター内に配置し、熱分解炭素コーティングを繊維上に堆積させた。
【００５１】
フレーム構築体の２つのフレーム部分を、繊維のコーティング後に分離させた。フレーム部分の支持部材を越えて通る２つの繊維アレイの領域を、指示部材に堅く留め、これらの繊維を、該繊維がフレーム部分の長さの末端周りに巻回された点においてフレーム部分の上側及び下側で切断した。分離された個別のフレーム部分はそれぞれ、基板として作用し、コーティング繊維アレイを浸透させるためのスペースを画定する金属ブロックの上に配置した。Ｍｙｌａｒのシートを金属ブロックとコーティング繊維との間に配置した。ＳｉＣを含有するスラリーを、スラリーを分注するための開口を有するリザーバーを使用してフレーム部分内に配置した。スラリーは、フレーム部分の一方の長さ末端から他方の長さ末端へと導入した。スラリーを、フレーム部分に連結されたコーティング繊維アレイに含浸させた。スラリーを乾燥させ、これによってプリプレグテープを形成した。テープを、最終的にフレーム部分から取り外した。
【００５２】
上記の説明は例示を意図したものであり、制限的なものではないことを理解すべきである。多数の変更及び変形が、下記の特許請求の範囲及びこれらの等価物により規定される、本発明の一般的精神及び範囲から逸脱することなく、当業者により本明細書に為されると思われる。例えば、上記の実施形態（及び／又はこれらの態様）は、互いに組合せて使用されてもよい。さらに、多数の変形が、これらの範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を様々な実施形態の教示に適合させるために為されてよい。本明細書に記載の材料の寸法大きさ及びタイプは様々な実施形態のパラメーターを定義する意図のものであるが、これらは決して限定されず、単なる例示である。多数の他の実施形態が、上記の説明を再考察することにより当業者には明らかであると思われる。したがって、様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲と、このような特許請求の範囲が与える等価物の全範囲とを併せて参照して決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「ここで（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれ、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「そこで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」と同等の平易な英語として使用される。さらに、下記の特許請求の範囲において、「第１」、「第２」及び「第３」などの用語は単なる標識として使用され、これらの対象に数値的条件を与える意図のものではない。また、「動作可能に連結される」という用語は、本明細書において、直接又は間接的に連結される別々の異なる部品から得られる連結及び一体型に形成される部品（すなわち、モノリシック）の両方を指す。さらに、下記の特許請求の範囲の限定は、手段＋機能形式（ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｆｏｒｍａｔ）で記されておらず、特許請求の範囲におけるこのような限定が、「のための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」及びそれに続くさらなる構造を含まない機能の記載により構成される語句を明確に使用していない限り、特許請求の範囲の限定は、米国特許法第１１２条第６項に基づいて解釈されることを意図しない。上記のこのような目的又は有利性がすべて、任意の特定の実施形態に従って達成される必要がないことは理解すべきである。したがって、例えば、本明細書に記載の系及び技術が、本明細書に教示された１つの有利性又は有利性の群を、本明細書において教示又は示唆され得る他の目的又は有利性を必ずしも達成しなくても、達成又は最適化する様式で具体化又は実施され得ることを、当業者は認識すると思われる。
【００５３】
本発明を、わずかな限られた数の実施形態と併せて記載してきたが、本発明がこのように開示された実施形態に限定されないことは容易に理解されるはずである。むしろ、本発明は、前述されていないいくつもの変化、修正、置換又は等価な構成を組み込むように改変可能であるが、これらは本発明の精神及び範囲と同等である。さらに、本発明の様々な実施形態を記載してきたが、本開示の態様が、記載の実施形態のほんの一部を含み得ることを理解すべきである。したがって、本発明は、前述の説明により限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されると考えるべきである。
【００５４】
本明細書は、最良の様式を含む本発明を開示するため、及びどのような当業者も、任意の装置又は系の作製及び使用並びに任意の組み込まれた方法の実行を含む本発明の実践を可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許となり得る範囲は特許請求の範囲により規定され、当業者が思いつく他の実施例を含み得る。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文面と異ならない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文面とのわずかな相違を有する等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図する。
【符号の説明】
【００５５】
１０  ＣＭＣ物品
１２  薄層
１４  セラミックマトリックス
１７  一方向に並んだ繊維
２０  繊維、単繊維トウ、フィラメント
２２  ＣＶＤリアクター
２４  コーティング前駆体
２６  コーティングセラミック繊維
２７  バス、スラリー、マトリックス前駆体
２８  前駆体含浸繊維
２９  ドラム
３０  第１セラミック繊維部分、第２セラミック繊維部分、第３セラミック繊維部分、コーティングセラミック繊維、含浸セラミック繊維、非含浸セラミック繊維、一方向性炭化ケイ素セラミック繊維
３２  セラミック繊維加工処理機器
３４  一方向性平面アレイ
３６  セラミックコーティング
３８  セラミックマトリックス前駆体スラリー
４０  フレーム
４２  フレームの第１繊維支持部材、第１部分
４４  フレームの第２繊維支持部材、第２部分
４６  第１間隔配置部材
４８  第２間隔配置部材
５０  ボイド
５２  上部フレーム、上部
５４  下部フレーム、下部
５６  固体基板
６０  ＣＭＣプリプレグテープ、ＣＭＣプリプレ
【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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【図８】
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