(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化ケイ素を含む繊維網を形成する工程と、
炭化ケイ素を含むマトリックス材料を被覆として前記繊維網に堆積させる工程と、
を含み、前記被覆は、化学量論量よりも１０％〜２０％過剰なＳｉを含む、セラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法。
【請求項２】
前記堆積の間にアンモニアを導入する工程をさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記堆積の間にアルミニウムを導入する工程をさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記マトリックス材料を堆積させる前に、界面層を前記繊維網に堆積させる工程をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記界面層は窒化ホウ素を含む、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含む、請求項４に記載の製造方法。
【請求項７】
前記マトリックス材料を堆積させる前に、第１の界面層と第２の界面層を前記繊維網に堆積させる工程をさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
前記第１の界面層は、ホウ素がドープされた炭化ケイ素を含む、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記第２の界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含む、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記マトリックス材料は、化学的気相浸透法によって堆積される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記化学的気相浸透法は、３００℃〜２０００℃の温度で実施される、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記化学的気相浸透法は、０．１トル〜１０気圧の圧力で実施される、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１３】
ポリマー浸透及び熱分解によって前記セラミックスマトリックス複合材料を処理する工程を更に含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１４】
スラリー浸透によって前記セラミックスマトリックス複合材料を処理する工程を更に含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１５】
溶融浸透によって前記セラミックスマトリックス複合材料を処理する工程を更に含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記セラミックスマトリックス複合材料を熱処理する工程を更に含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記セラミックスマトリックス複合材料にプレストレスを与える工程を更に含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１８】
炭化ケイ素を含む複数の繊維を含む繊維プリフォームと、
前記プリフォームに被覆として堆積された炭化ケイ素を含むマトリックス材料と、
を含む、セラミックスマトリックス複合材料であって、
前記被覆は、化学量論量よりも１０％〜２０％過剰なＳｉを含み、
前記繊維は、前記マトリックス材料のクリープ率よりも特定の温度で低いクリープ率を有する、セラミックスマトリックス複合材料。
【請求項１９】
前記被覆は、０．２％〜２％の酸素含有物及び窒素含有物をさらに含む、請求項１８に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２０】
前記被覆は、０．０５％〜２％のアルミニウム含有物をさらに含む、請求項１８に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２１】
前記繊維と前記被覆の間に少なくとも１つの界面層をさらに含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２２】
前記界面層は、窒化ホウ素を含む、請求項２１に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２３】
前記界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含む、請求項２１に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２４】
炭化ケイ素を含む複数の繊維を含む繊維プリフォームと、
前記プリフォームに被覆として堆積された炭化ケイ素を含むマトリックス材料と、
を含むセラミックスマトリックス複合材料であって、
前記被覆は、化学量論量よりも１０％〜２０％過剰なＳｉを含み、
前記繊維は、前記マトリックス材料のクリープ率と特定の温度で同一のクリープ率を有する、セラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２５】
前記被覆は、堆積の間に導入された酸素及び窒素をさらに含む、請求項２４に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２６】
前記繊維と前記マトリックスの間に少なくとも１つの界面層を更に含む、請求項２４又は２５に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２７】
前記界面層は窒化ホウ素を含む、請求項２６に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【請求項２８】
前記界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含む、請求項２６に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、「セラミックスマトリックス複合材料及びセラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法（Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）」と題する、２０１３年３月１５日付けで出願された米国仮特許出願第６１／７８７，２３５号明細書に関し、その優先権を主張するものである。当該仮特許出願に開示される主題は、その全てが本出願にこれにより明確に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般的に、セラミックスマトリックス複合材料に関し、より詳細には、マトリックスの熱的及び機械的特性、並びに、繊維の熱的及び機械的特性が、主となるマトリックス成分の操作、及び／又は、マトリックスへの更なる元素の導入によって、所望の関係において合致するセラミックスマトリックス複合材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
セラミックスマトリックス複合材料（ＣＭＣ’ｓ）は、セラミックマトリックスに埋め込まれたセラミック繊維を含む材料である。通常、ＣＭＣ’ｓは、高温で望ましい機械的、化学的、及び物理的特性を示す。例えば、通常、ＣＭＣ’ｓは、金属と比べて、高温でより耐酸化性である。一般的に、ＣＭＣ’ｓは、積層セラミックよりも堅牢であり、耐損傷性を示す。ＳｉＣ／ＳｉＣのＣＭＣ’ｓは、優れた高温での機械的、物理的、及び化学的特性を示す複合材料の一例である。このような材料は、ガスタービンエンジンの熱いセクター部品の製造への使用などの、ある高温用途に適している。ＳｉＣ／ＳｉＣのＣＭＣのエンジン部品は、ガスタービンエンジンが、超合金金属部品を有するエンジンよりもはるかに高い温度で作動することを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＭＣ’ｓのマトリックス及び繊維成分の機械的及び熱的特性（例えば、クリープ、疲労強度、弾性率等）、並びにこれらの特性間の関係は、その性能に影響を及ぼす可能性がある。例えば、その他の材料のように、ＣＭＣ’ｓは、応力下でクリープを起こす。マトリックスと繊維の間のクリープの相対率は、ＣＭＣの自身が供される荷重に対する耐え方に影響を及ぼす。例えば、マトリックス及び繊維が、同一量のクリープを示す場合、マトリックス及び繊維は同一の比における荷重を共有することになる。しかしながら、繊維がマトリックスよりも耐クリープ性が高い場合、マトリックスが先にクリープを起こし始め、より程度が大きくなり、荷重がマトリックスから繊維にシフトすることになる。繊維の強度がマトリックスの強度よりも著しく高いことから、このことは、特定の用途において許容できる。例えば、繊維及びマトリックスにもよるが、繊維は、マトリックスより約４〜１０倍の強度を有することができる。又、異なったクリープ率は、より高いマトリックスの亀裂応力をもたらす。
【０００５】
ＣＭＣ’ｓは、様々なプロセスによって製造されることができる。ＣＭＣ’ｓを製造する一プロセスは、化学蒸気浸透（ＣＶＩ）を使用して、マトリックス材料を繊維網に堆積させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願は、添付の特許請求の範囲に列挙された１つ以上の特徴、及び／又は、特許性のある主題を単独で又は任意の組合せにおいて含むことができる以下の特徴を開示する。
【０００７】
セラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法は、繊維網を形成する工程と、第１の成分と第２の成分を有するマトリックス材料を繊維網に堆積させる工程と、を含むことができ、この場合に、第１の成分と第２の成分の一方は、他方の成分に対する化学量論量よりも過剰な量で堆積される。
【０００８】
いくつかの実施形態においては、この製造方法は、第２の成分に対する化学量論量よりも過剰な量で第１の成分を堆積させて、繊維の耐クリープ性よりも低い耐クリープ性のマトリックスを製造する工程を含むことができる。
【０００９】
いくつかの実施形態においては、第１の成分はケイ素であることができ、且つ、第２の成分は炭素であることができる。その他の実施形態においては、第１の成分は炭素であることができ、且つ、第２の成分はケイ素であることができる。
【００１０】
いくつかの実施形態においては、この製造方法は、マトリックス材料とともに第３の成分を堆積させて、繊維の耐クリープ性とほぼ同一の耐クリープ性を有するマトリックスを製造する工程を含むことができる。いくつかの実施形態においては、第３の成分は、繊維の成分であることもできる。
【００１１】
その他の実施形態においては、この製造方法は、マトリックス材料を堆積させる前に、界面層を繊維網に堆積させる工程を含むことができる。いくつかの実施形態においては、界面層は、窒化ホウ素を含むことができる。その他の実施形態においては、界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含むことができる。
【００１２】
その他の実施形態においては、この製造方法は、マトリックス材料を堆積させる前に、第１の界面層と第２の界面層を繊維網に堆積させる工程を含むことができる。いくつかの実施形態においては、第１の界面層は、ホウ素がドープされた炭化ケイ素を含むことができる。その他の実施形態においては、第２の界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含むことができる。
【００１３】
本発明のいくつかの実施形態においては、この製造方法は、化学的気相浸透法によってマトリックス材料を堆積させる工程を含むことができる。ある実施形態においては、化学的気相浸透法は、約３００℃〜約２０００℃の温度で実施される。ある実施形態においては、化学的気相浸透法は、約０．１トル〜約１０気圧の圧力で実施される。
【００１４】
本発明のある実施形態においては、この製造方法は、ポリマー浸透及び熱分解、スラリー浸透及び／又は溶融浸透によってセラミックスマトリックス複合材料を処理する工程を含むことができる。
【００１５】
その他の実施形態においては、この製造方法は、セラミックスマトリックス複合材料を熱処理する工程を含むことができる。
【００１６】
ある実施形態においては、この製造方法は、セラミックスマトリックス複合材料にプレストレスを与える工程を含むことができる。
【００１７】
セラミックスマトリックス複合材料は、特定の温度でクリープ率を有するマトリックスを含むことができ、マトリックスは、第１の成分と第２の成分を含み、第１の成分と第２の成分の一方は、他方の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で存在する。セラミックスマトリックス複合材料は、マトリックスに埋め込まれた複数の繊維をさらに含むことができ、繊維は、マトリックスのクリープ率よりも特定の温度で低いクリープ率を有する。
【００１８】
ある実施形態においては、第１の成分は、第２の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で存在する。ある実施形態においては、第１の成分はケイ素であってもよく、且つ、第２の成分は炭素であってもよい。その他の実施形態においては、第１の成分は炭素であってもよく、且つ、第２の成分はケイ素であってもよい。
【００１９】
ある実施形態においては、マトリックスは、繊維の成分でもある第３の成分を含むことができる。
【００２０】
その他の実施形態においては、セラミックスマトリックス複合材料は、繊維とマトリックスの間に少なくとも１つの界面層を含む。ある実施形態においては、界面層は、窒化ホウ素を含むことができる。その他の実施形態においては、界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含むことができる。
【００２１】
セラミックスマトリックス複合材料は、特定の温度でクリープ率を有するマトリックスを含むことができ、マトリックスは、第１の成分と第２の成分を含み、第１の成分と第２の成分の一方は、他方の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で存在する。セラミックスマトリックス複合材料は、マトリックスに埋め込まれた複数の繊維を更に含むことができ、繊維は、マトリックスのクリープ率と特定の温度でほぼ同一のクリープ率を有する。
【００２２】
ある実施形態においては、第１の成分は、第２の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で存在する。ある実施形態においては、第１の成分はケイ素であってもよく、且つ、第２の成分は炭素であってもよい。その他の実施形態においては、第１の成分は炭素であってもよく、且つ、第２の成分はケイ素であってもよい。
【００２３】
ある実施形態においては、マトリックスは、繊維の成分でもある第３の成分を含むことができる。
【００２４】
その他の実施形態においては、セラミックスマトリックス複合材料は、繊維とマトリックスの間に少なくとも１つの界面層を含む。ある実施形態においては、界面層は、窒化ホウ素を含むことができる。その他の実施形態においては、界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含むことができる。
【００２５】
第１の主成分と第２の主成分を有するマトリックスに埋め込まれた複数の繊維を有するセラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法は、繊維及びマトリックスの熱的又は機械的特性の間の所望の関係を決定する工程と、繊維網を形成する工程と、第１の主成分と第２の主成分を繊維網に堆積させる工程と、を含むことができ、この場合に、所望の関係を実現するために、第１の主成分は、第２の主成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で堆積される。
【００２６】
第１の主成分と第２の主成分を有するマトリックスに埋め込まれた複数の繊維を有するセラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法は、繊維及びマトリックスの熱的又は機械的特性の間の所望の関係を決定する工程と、繊維網を形成する工程と、所望の関係を実現するために、第１の主成分、第２の主成分、及び第３の成分を繊維網に堆積させる工程と、を含むことができる。
【００２７】
第１の主成分と第２の主成分を有するマトリックスに埋め込まれた複数の繊維を有する複合材料を製造する製造方法は、繊維及びマトリックスの熱的又は機械的特性の間の所望の関係を決定する工程と、繊維網を形成する工程と、所望の関係を実現するために、第１の主成分、第２の主成分、及び第３の成分を繊維網に堆積させる工程と、を含むことができる。ある実施形態においては、複合材料は、セラミックスマトリックス複合材料である。
【００２８】
第１の主成分と第２の主成分を有するマトリックスに埋め込まれた複数の繊維を有する複合材料を製造する製造方法は、繊維及びマトリックスの熱的又は機械的特性の間の所望の関係を決定する工程と、繊維網を形成する工程と、第１の主成分と第２の主成分を繊維網に堆積させる工程と、を含むことができ、この場合に、所望の関係を実現するために、第１の主成分は、第２の主成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で堆積される。ある実施形態においては、複合材料は、セラミックスマトリックス複合材料である。
【００２９】
本開示のこれらの及びその他の特徴は、例示される実施形態の以下の説明からさらに明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態によるＣＭＣ’ｓを製造するプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
開示の原則の理解を促進する目的のために、ここで、図面に示されるある例示的な実施形態を参照し、特定の言葉を使用してこれらを説明する。
【００３２】
本発明は、マトリックス及び繊維の機械的及び熱的特性が、所望の関係において合致するＣＭＣ’ｓを製造する。例えば、マトリックスの相対的なクリープ特性は、マトリックスの主成分の相対量の操作及びその他の元素の導入によって、所望の関係において繊維の相対的なクリープ特性に対して合致することができる。例えば、ＳｉＣ／ＳｉＣのＣＭＣでは、マトリックスは、（１）過剰な化学量論量でＳｉを堆積させる工程、（２）過剰な化学量論量でＣを堆積させる工程、（３）マトリックス堆積の間、酸素含有ガスを導入する工程、及び／又は（４）ハロゲン及び／又は有機金属のガス種を導入してＡｌ、Ｚｒ、Ｂ、Ｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｙ、Ｙｂ、及び／又はその他の元素などの所望の元素を組み込む工程などの、多様な方法で調整することができる。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態によるＣＭＣ’ｓを製造するプロセスを示すフローチャートである。プロセスの工程１において、繊維網が製造される。例えば、繊維網は、ガスタービンエンジンの部品などの、部品のニアネットシェイププリフォームであることができる。繊維体積は、約１５％〜約５０％の範囲であることができる。より詳しくは、通常、繊維体積は、約３０％〜約４０％の範囲になる。
【００３４】
繊維プリフォームは、１つ以上の界面被覆（工程２）で被覆されることができる。界面被覆は、亀裂の拡がりを抑えること、マトリックスの堅牢性を増加させること、マトリックスと繊維の間の結合を強化すること、或いは、その他の所望の結果をもたらすことなどの、ある機能を実施するように選択可能である。繊維は、ＣＶＩ又はその他の方法によって被覆してもよい。
【００３５】
主となるマトリックス材料及び更なる元素は、工程３で繊維に堆積される。ガスが炉に導入され、化学反応及び浸透を介して繊維プリフォームに堆積されるＣＶＩプロセスによって、材料は堆積される。ガスは、熱エネルギー、紫外線、マイクロ波、又はその他の手段によって活性化することができる。通常、堆積は、選択されるプロセス及び材料に応じて、約３００℃〜約２０００℃の温度で生じる。通常、炉圧は、約０．１トル〜約１０気圧の範囲である。マトリックス材料の厚みを調整して、繊維とマトリックスの間の初期荷重配分条件を変動させてもよい。
【００３６】
主となるマトリックス材料及び更なる元素の相対量は、繊維の組成、並びに、対象となるマトリックスと繊維の特性間の所望の関係に基づいて選択される。例えば、ほぼ同一の率のマトリックスと繊維のクリ−プであることが望ましい用途においては、マトリックスに導入される更なる元素は、繊維で見られる元素、又は、同様なクリープ特性を有する元素を含む。本発明の特定の実施形態においては、マトリックスのより高いクリープ性は、主となるマトリックス材料の１つの過剰な量を導入することによって達成される。
【００３７】
ＣＭＣは、マトリックス材料の堆積の後、更なる処理を受けることができる。（工程４）例えば、ＣＭＣは、ポリマー浸透及び熱分解（ＰＩＰ；ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）、スラリー浸透、溶融浸透、更なるＣＶＩ、熱処理によって更に処理されて、所望の材料ミクロ構造又は前述のものの組合せを得ることができる。場合によっては、高温で応力をかけてマトリックスの亀裂応力を増加させることによって、成分を予め調整することが望ましいときもある。マトリックスが繊維より高いクリープ性を示す場合に、これは特に望ましいときがある。
【００３８】
以下は、本発明の特定の実施形態によるＣＭＣ’ｓの理論的実施例及びＣＭＣ’ｓを製造する方法である。
【実施例】
【００３９】
実施例１：タービンエンジンのノズルガイドベーン用のプリフォームは、日本、東京の日本カーボン株式会社によって製造されるハイニカロン繊維などの、炭化ケイ素繊維から製造される。プリフォームは、約３６％の繊維体積である。約０．５μｍの厚さの窒化ホウ素（ＢＮ）界面被覆は、繊維プリフォームに塗布される。窒化ホウ素被覆は、最終製品においてマトリックスから繊維を隔離し、これにより、亀裂の拡がりを抑え、ＣＭＣの堅牢性を向上させる。その他の界面被覆は、同一の結果を実現するために塗布されてもよい。厚さ約６μｍのＳｉＣ被覆は、ＣＶＩによってプリフォームに塗布される。被覆は、化学量論量よりも約１０％〜約２０％過剰なＳｉを含む。アンモニア（ＮＨ３）を、ＣＶＩの間に導入し、ＳｉＣ被覆において約０．２％〜約２％の酸素及び窒素含有物を生成する。次いで、ＣＭＣマトリックスは、ＳｉＣ及び炭素粉末スラリー浸透、その後、Ｓｉ溶融浸透に供される。スラリー成分は、ケイ素と反応してセラミック組成物を形成する。溶融浸透プロセスは、少なくとも約９９％純粋であるＳｉを用いて、約０．１トルの圧力、及び約１４００℃〜約１５００℃の温度で実施される。得られたＣＶＩマトリックスは、繊維よりも約１０％高くクリープを起こす。ＣＭＣは、化学量論的ＳｉＣマトリックスを有するＣＭＣの応力破断寿命よりも約３０％高い１２００℃で空気中での応力破断寿命を有する。マトリックスの抗応力亀裂特性は、高温での応力に曝された場合（１００時間以内）について、約１５％向上する。
【００４０】
実施例２：ガスタービンエンジンの低圧タービンブレード用のプリフォームは、日本、東京の宇部興産株式会社によって製造されるチラノＳＡ３繊維などのアルミニウム含有炭化ケイ素繊維から製造される。プリフォームは、約３０％の繊維体積である。約０．８μｍの厚さのＳｉがドープされた窒化ホウ素界面被覆は、繊維プリフォームに塗布される。ＳｉのＢＮ被覆への添加は、耐酸化性を向上させる。その他の界面被覆は、同一の結果を実現するために塗布されてもよい。約８μｍ〜約１２μｍの厚さのＳｉＣ被覆は、ＣＶＩによってプリフォームに塗布される。被覆は、化学量論量よりも約１０％〜約２０％過剰なＳｉを含む。アルミニウムは、約９９．９％純粋なＡｌのクロル化を介してＣＶＩの間に導入される。これにより、ＳｉＣの堆積において約０．０５％〜約２％のアルミニウム含有物がもたらされる。次いで、ＣＭＣマトリックスは、ＳｉＣ及び炭素粉末スラリー浸透、その後、Ｓｉ溶融浸透に供される。スラリー成分は、ケイ素と反応してセラミック組成物を形成する。溶融浸透プロセスは、少なくとも約９９％純粋であるＳｉを用いて、約０．１トルの圧力、及び約１４００℃〜約１５００℃の温度で実施される。得られたＣＶＩマトリックスは、繊維より約１５％高くクリープを起こす。ＣＭＣは、化学量論的ＳｉＣマトリックスを有するＣＭＣの応力破裂寿命よりも約２０％高い１２００℃で空気中での応力破裂寿命を有する。マトリックスの抗応力亀裂特性は、応力及び温度に曝された場合（１００時間以内）について、約１５％向上する。
【００４１】
実施例３：ガスタービンエンジンの低圧タービンブレード用のプリフォームは、日本、東京の日本カーボン株式会社によって製造されるセラミックグレード（ＣＧ）ニカロン繊維などの炭化ケイ素繊維から製造される。プリフォームは、約４０％の繊維体積である。約０．１μｍ〜約０．２μｍのホウ素がドープされたＳｉＣ層は、ＣＶＩによってプリフォームに堆積される。次いで、約０．８μｍの厚さのＳｉがドープされた窒化ホウ素界面被覆が塗布される。ホウ素がドープされたＳｉＣ層は、繊維とＳｉがドープされた窒化ホウ素層の間の結合を強化する。その他の中間界面被覆は、同一の結果を実現するために塗布されることができる。約４μｍ〜約６μｍの厚さのＳｉＣ被覆は、ＣＶＩによってプリフォームに塗布される。被覆は、化学量論量よりも約１０％〜約２０％過剰なＳｉを含む。酸素及び窒素が、空気の導入によってＣＶＩの間に導入されて、Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、及びＮの堆積を形成する。次いで、ＣＭＣマトリックスは、ＳｉＣ及び炭素粉末スラリー浸透、その後、ポリマー浸透及び熱分解（ＰＩＰ）に供される。ＰＩＰは、ＮＨ3の存在下にて硬化によってＳｉＮＣ組成物に変換される。得られたＣＶＩマトリックスは、繊維とほぼ同一の率でクリープを起こす。ＣＭＣは、化学量論的ＳｉＣマトリックスを有するＣＭＣの応力破裂寿命よりも約２０％高い１０００℃で空気中での応力破裂寿命を有する。
【００４２】
本開示を前述の図面と説明で詳細に例示及び記述してきたが、それは例示的なものであって限定的性格のものではなく、単に本発明の例示的な実施形態を図示及び記述したのであり、本開示の趣旨の範囲内にあるすべての変更例及び改変例が保護されるものと理解される。
（付記）
（付記１）
繊維網を形成する工程と、
第１の成分と第２の成分を有するマトリックス材料を前記繊維網に堆積させる工程と、
を含み、前記第１の成分と前記第２の成分の一方は、他方の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で堆積される、セラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法。
（付記２）
前記第２の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で前記第１の成分を堆積させて、前記繊維の耐クリープ性よりも低い耐クリープ性のマトリックスを製造する工程を更に含む、付記１に記載の製造方法。
（付記３）
前記第１の成分はケイ素であり、且つ、前記第２の成分は炭素である、付記１に記載の製造方法。
（付記４）
前記第１の成分は炭素であり、且つ、前記第２の成分はケイ素である、付記２に記載の製造方法。
（付記５）
前記マトリックス材料とともに第３の成分を堆積させて、前記繊維の耐クリープ性とほぼ同一の耐クリープ性を有するマトリックスを製造する工程をさらに含む、付記１、３、又は４に記載の製造方法。
（付記６）
前記第３の成分は、前記繊維の成分でもある、付記５に記載の製造方法。
（付記７）
前記マトリックス材料を堆積させる前に、界面層を前記繊維網に堆積させる工程をさらに含む、付記１〜６のいずれか一つに記載の製造方法。
（付記８）
前記界面層は窒化ホウ素を含む、付記７に記載の製造方法。
（付記９）
前記界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含む、付記７に記載の製造方法。
（付記１０）
前記マトリックス材料を堆積させる前に、第１の界面層と第２の界面層を前記繊維網に堆積させる工程をさらに含む、付記１に記載の製造方法。
（付記１１）
前記第１の界面層は、ホウ素がドープされた炭化ケイ素を含む、付記１０に記載の製造方法。
（付記１２）
前記第２の界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含む、付記１１に記載の製造方法。
（付記１３）
前記マトリックス材料は、化学的気相浸透法によって堆積される、付記１〜１２のいずれか一つに記載の製造方法。
（付記１４）
前記化学的気相浸透法は、約３００℃〜約２０００℃の温度で実施される、付記１３に記載の製造方法。
（付記１５）
前記化学的気相浸透法は、約０．１トル〜約１０気圧の圧力で実施される、付記１３に記載の製造方法。
（付記１６）
ポリマー浸透及び熱分解によって前記セラミックスマトリックス複合材料を処理する工程を更に含む、付記１〜１５のいずれか一つに記載の製造方法。
（付記１７）
スラリー浸透によって前記セラミックスマトリックス複合材料を処理する工程を更に含む、付記１〜１６のいずれか一つに記載の製造方法。
（付記１８）
溶融浸透によって前記セラミックスマトリックス複合材料を処理する工程を更に含む、付記１〜１７のいずれか一つに記載の製造方法。
（付記１９）
前記セラミックスマトリックス複合材料を熱処理する工程を更に含む、付記１〜１８のいずれか一つに記載の製造方法。
（付記２０）
前記セラミックスマトリックス複合材料にプレストレスを与える工程を更に含む、請求項１〜１９のいずれか一つに記載の製造方法。
（付記２１）
特定の温度でクリープ率を有するマトリックスであって、第１の成分と第２の成分を含み、前記第１の成分と前記第２の成分の一方は、他方の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で存在するマトリックスと、
前記マトリックスに埋め込まれた複数の繊維であって、前記マトリックスのクリープ率よりも前記特定の温度で低いクリープ率を有する繊維と、
を含む、セラミックスマトリックス複合材料。
（付記２２）
前記第１の成分は、前記第２の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で存在する、付記２１に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記２３）
前記第１の成分はケイ素であり、且つ、前記第２の成分は炭素である、付記２１又は２２に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記２４）
前記第１の成分は炭素であり、且つ、前記第２の成分はケイ素である、付記２１又は２２に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記２５）
前記マトリックスは、前記繊維の成分でもある第３の成分を含む、付記２１〜２４のいずれか一つに記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記２６）
前記繊維と前記マトリックスの間に少なくとも１つの界面層をさらに含む、付記２１〜２５のいずれか一つに記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記２７）
前記界面層は、窒化ホウ素を含む、付記２６に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記２８）
前記界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含む、付記２６に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記２９）
特定の温度でクリープ率を有するマトリックスであって、第１の成分と第２の成分を含み、前記第１の成分と前記第２の成分の一方は、他方の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で存在するマトリックスと、
前記マトリックスに埋め込まれた複数の繊維であって、前記マトリックスのクリープ率と前記特定の温度でほぼ同一のクリープ率を有する繊維と、
を含む、セラミックスマトリックス複合材料。
（付記３０）
前記第１の成分は、前記第２の成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で存在する、付記２９に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記３１）
前記第１の成分はケイ素であり、且つ、前記第２の成分は炭素である、付記２９又は３０に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記３２）
前記第１の成分は炭素であり、且つ、前記第２の成分はケイ素である、付記２９又は３０に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記３３）
前記マトリックスは、前記繊維の成分でもある第３の成分を含む、付記２１〜３２のいずれか一つに記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記３４）
前記繊維と前記マトリックスの間に少なくとも１つの界面層を更に含む、付記２１〜３３のいずれか一つに記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記３５）
前記界面層は窒化ホウ素を含む、付記３４に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記３６）
前記界面層は、ケイ素がドープされた窒化ホウ素を含む、付記３４に記載のセラミックスマトリックス複合材料。
（付記３７）
第１の主成分と第２の主成分を有するマトリックスに埋め込まれた複数の繊維を有するセラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法であって、
前記繊維及び前記マトリックスの熱的又は機械的特性の間の所望の関係を決定する工程と、
繊維網を形成する工程と、
前記第１の主成分と前記第２の主成分を前記繊維網に堆積させる工程と、
を含み、前記所望の関係を実現するために、前記第１の主成分は、前記第２の主成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で堆積される製造方法。
（付記３８）
第１の主成分と第２の主成分を有するマトリックスに埋め込まれた複数の繊維を有するセラミックスマトリックス複合材料を製造する製造方法であって、
前記繊維及び前記マトリックスの熱的又は機械的特性の間の所望の関係を決定する工程と、
繊維網を形成する工程と、
前記所望の関係を実現するために、前記第１の主成分、前記第２の主成分、及び第３の成分を前記繊維網に堆積させる工程と、
を含む製造方法。
（付記３９）
第１の主成分と第２の主成分を有するマトリックスに埋め込まれた複数の繊維を有する複合材料を製造する製造方法であって、
前記繊維及び前記マトリックスの熱的又は機械的特性の間の所望の関係を決定する工程と、
繊維網を形成する工程と、
前記所望の関係を実現するために、前記第１の主成分、前記第２の主成分、及び第３の成分を前記繊維網に堆積させる工程と、
を含む製造方法。
（付記４０）
第１の主成分と第２の主成分を有するマトリックスに埋め込まれた複数の繊維を有する複合材料を製造する製造方法であって、
前記繊維及び前記マトリックスの熱的又は機械的特性の間の所望の関係を決定する工程と、
繊維網を形成する工程と、
前記第１の主成分と前記第２の主成分を前記繊維網に堆積させる工程と、
を含み、前記所望の関係を実現するために、前記第１の主成分は、前記第２の主成分に対するその化学量論量よりも過剰な量で堆積される製造方法。
（付記４１）
前記複合材料は、セラミックスマトリックス複合材料である、付記３９に記載の製造方法。
（付記４２）
前記複合材料は、セラミックスマトリックス複合材料である、付記４０に記載の製造方法。
【図１】
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