(57)【要約】  本発明は、部分的に高密度化された多孔質基材の熱的特徴を使用するために、高密度化されていない多孔質基材と部分的に高密度化された多孔質基材の特別な配置および混合体が特別な様式で並べられ、ＣＶＩ炉中で熱をより良好に拡散し、そしてそれによって高密度化を改善するＣＶＩ高密度化法を記載する。
2010508223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＶＩ炉において、化学気相浸透（’’ＣＶＩ’’）を使用して、多孔質基材を高密度化する方法、該ＣＶＩ炉は、前駆体ガス予熱区画および該多孔質基材が高密度化される反応チャンバーを含み、該ＣＶＩ炉は、該前駆体ガス予熱区画と該反応チャンバーとを分離する底部壁を含み、該底部壁は、該多孔質基材のスタックが置かれた複数の位置に対応して、該底部壁を通って形成された複数の開口を有しており、
該高密度化する方法は、
該反応チャンバー中に多孔質基材の少なくとも第１の複数のスタックを並べること、
該反応チャンバーの外周に配置された多孔質基材のスタックは、高密度化されていな
い多孔質基材、部分的に高密度化された多孔質基材、または高密度化されていない多
孔質基材と、部分的に高密度化された多孔質基材との組み合わせであり、そして部分
的に高密度化された基材の１つまたは２つ以上のスタックは、多孔質基材の該第１の
複数のスタック中の、中央の位置に配置される、そして、
化学気相浸透法を使用して、少なくとも該第１の複数のスタックの多孔質基材を高密度化すること、
を含んで成る。
【請求項２】
該高密度化されていない多孔質基材が、０.３５ｇ/ｃｃ〜０.６０ｇ/ｃｃのかさ密度範囲を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該部分的に高密度化された多孔質基材が、１.２５ｇ/ｃｃ〜１.７７ｇ/ｃｃのかさ密度範囲を有する、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
該多孔質基材の第１の複数のスタックの中の、該中央の位置に配置された部分的に高密度化された基材の該１つまたは２つ以上のスタックが、約１６００ｋｇ〜約８０００ｋｇの全質量を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
スペーサーまたはシムを使用して、所与のスタック中に離間した隣接した多孔質基材を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
金網メッシュ材料で作られた単一のシムを使用して、所与のスタック中に離間した隣接した多孔質基材を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
該単一のシムが、約１ｍｍ〜約６ｍｍの実効厚みを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
複数の装填トレイのそれぞれ１つの上に、多孔質基材の複数のスタックを並べること、そしてそれらの上に並べられた複数の多孔質基材を有する該複数の装填トレイを、該反応チャンバー中に配置すること、を含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
該多孔質基材のスタックの少なくともいくつかが、交互の積み重なった高密度化されていない基材および部分的に高密度化された基材を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
該部分的に高密度化された多孔質基材が、それらの厚みを減少させるように、予め機械加工されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化カーボンプレフォーム内で化学気相浸透法によってなされる、炭素マトリックス高密度化の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のブレーキを製造するための従来の化学気相浸透（’’ＣＶＩ’’）法において、（しばしば’’プレフォーム’’と技術的に呼ばれる）大量の多孔質基材は、約９００℃〜約１０００℃の温度に、誘導熱源または抵抗熱源によって加熱されたグラファイト反応チャンバー中に置かれる。１種または２種以上の炭素前駆体（典型的には、メタンおよび／またはプロパン等の炭化水素ガス）を含有する前駆体ガスは、グラファイト反応チャンバーに入れられる。前駆体ガス（単数または複数）は、好ましくは、反応チャンバーに入る前に、前駆体ガスによる熱損失を最小化するために、約５００℃〜９５０℃、そして特別な場合には、約５００℃〜７５０℃の温度範囲に、ガス予熱器によって予め加熱される。これに関する適当なガス予熱器の例は、米国特許第６９５３６０５号明細書中に記載されている。
【０００３】
従来のＣＶＩ法では、基材は、数週間もの連続した浸透処理を必要とする場合があった。１または２以上の中間機械加工ステップは、基材の表面を塞ぐ’’密閉被膜’’を除去することによって、基材の気孔を再度開くのに必要であり、そして、その内側領域の中への反応ガスのさらなる浸透を防ぐことができるＣＶＩ法における重要な工程の変数は、基材温度および気孔率；（単数または複数の）前駆体ガスの流量、温度、および圧力；ならびに反応時間を含む。特に重要なパラメーターは、基材温度である。ＣＶＩ高密度化における共通の問題は、プレフォームが内部的に一様に高密度化されないことである。これは、プレフォーム基材温度が大きい勾配を有する場合に、しばしば生じる。
【０００４】
さらに、従来のガス予熱器の効率は、望むほど良好でない場合がある。
【０００５】
従来の高密度化法の例は、環状のプレフォーム等の高密度化されていない基材および／または（環状のプレフォームを含む）部分的に高密度化された基材を高密度化することに関する。高密度化されていない基材は、第１の浸透ステップまたは略して’’Ｉ−１’’ステップを受ける観点から、時々言及される。同様に、部分的に高密度化された基材は、第２の浸透ステップ、または’’Ｉ−２’’ステップを受ける。環状の基材は、反応チャンバー中、例えば、従来のガス予熱器上のいくつかのスタック中に並べられる。
【０００６】
炉中で所与のトレイが、全てのＩ−１または全てのＩ−２基材のいずれかを用いて積み重ねられている従来の装填の例が、図１および２で具体的に説明される。図３および４は、それぞれ、図１および２に対応するヒストグラムであり、所与の密度を達成するトレイ上の基材の数を具体的に記載する。幾つかのトレイ（それぞれがそれらの上に並べられた多孔質基材の幾つかのスタックを有する）が、炉中で順々に積み重ねて並べられている。例えば、７つのトレイを提供できる。
【０００７】
全てのＩ−１および全てのＩ−２装填の設定（従来技術）；
図１および２の配置において、合計で約１１００±１００の多孔質基材を、炉の中に提供できる。高密度化時間は、約４７５時間〜５２５時間であることができる。Ｉ−１部分のみまたはＩ−２部分のみが、一度に処理される。初期のＩ−１の高密度化の後に、別々のミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）ステップが、Ｉ−１の高密度化ステップ後の基材の気孔を’’再び開く””のに必要である。
【０００８】
繊維プレフォームの不充分な熱伝導度および低い熱質量が理由で、大きな熱勾配が、水平のまたは横の平面内で生じる。底部および上部にあるトレイ上で、基材は、比較的不充分に高密度化され、一方、中間トレイ２〜６上の側部スタックは、最も良く高密度化される。Ｉ−１部分の３０％〜４０％は、１.３０ｇ/ｃｃ〜１.４０ｇ/ｃｃのかさ密度範囲を有する。例えば、図２を参照のこと。予め高密度化されたディスクのＩＤおよびＯＤの周りの繊維の抜けまたは剥離は、Ｉ−１密度が低すぎるので、主に中間の機械加工操作で、一般的にみられる。
【０００９】
しかし、（半径または水平での）中央のスタック中の基材近傍の温度が、側部（すなわち、半径で外側の）スタックの温度より少なくとも数十度低いことができるように、温度勾配は、垂直平面および水平平面の両方において、反応チャンバー内で観察され。例えば、反応チャンバーの（水平での）中央部分に配置されたスタックは、内部側壁のサセプターに近いスタックほど、サセプターから放射された熱の恩恵を受けていない場合がある。これは、大きな温度勾配、したがって、同じ装填板上に積み重なった基材間での大きな高密度化勾配を生じる。図５および図６は、それぞれ水平方向および垂直の方向において通常存在する温度勾配の例を具体的に示す。
【００１０】
従来のアプローチを使用してこの問題を解決するために、ガス予熱器のサイズは、基材の加熱をさらに改善するように増加できる。しかし、ガス予熱器が（反応チャンバーと比較して）内部装置である場合、このアプローチは、炉中の有用な装填容量を減少させ、次いで、処理される基材の数を減少させる。
【００１１】
別の問題は、滑らかな薄層状炭素、すす、およびタール等の望ましくない炭素微細構造物の形成である。これらのタイプの微細構造物は、それらの不充分な熱機械的特性および摩擦特性により、望ましくない。こうした種類の問題は、長い前駆体ガスの滞留時間および堆積環境中の温度変化による場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
最終的に、前駆体ガスの温度反応（すなわち、堆積）温度の近くまで高められた場合、ガスの予熱は、実際、望ましくない効果を生じる場合がある。特に、前駆体ガス（単数または複数）は、時期尚早に分解し、そして処理装置の表面上、またはプレフォームの外側の上までもに、炭素すす、およびその同類のものを堆積させる場合がある。全てのこれらの結果は、工程の効率および得られた物品の品質にマイナスに影響する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、炉の装填中の熱分布を改善し、従って高密度化の勾配を減少させるための種々の方法を提供する。本発明は、さらに特に、製造工程の種々のステージにおける多孔質物品のある配置の使用を含む、多孔質物品または基材（特に、環状のブレーキプレフォーム）の高密度化の方法に関する。
【００１４】
本発明の一部は、高密度化されたＩ−１部分と組み合わせたＩ−２部分を提供することを含めて、反応チャンバー中に、受動的な熱分布要素の様な役割を果たす部分的に高密度化された基材（Ｉ−２部分）を提供することに関する。Ｉ−２基材は、本明細書中で説明されるように高密度化されたＩ−１およびＩ−２基材のスタック中の温度勾配を減少させることを助ける。Ｉ−２部分は、例えば、約１、２５０ｇ/ｃｃ〜約１.７７０ｇ/ｃｃのかさ密度を有する部分的に高密度化された環状のブレーキディスクのプレフォーム。高密度化の間に、Ｉ−２部分は、炉から熱を吸収し、そして周囲のプレフォームに吸収された熱を一様に放射し、それによって、望ましくは炉中の温度勾配を減少させる。１２％〜３０％のサイクル時間の減少は、主に種々の装填の配置による温度改善により達成できる。
【００１５】
本発明は、炭素/炭素でできた使い古した複合ブレーキディスクを修理調整する分野においてさらに適用できる。典型的には、機械加工された部分の厚みが元の物品の厚みのいくらかの割合であるように、使い古したブレーキディスクは、再高密度化される前に使い古した表面を除去するように機械加工される。そうした場合、２種または３種以上の部分的な厚みの部分を’’再び組み立てて“”正確な寸法で修理調整された部分を得ることは一般的なことである。もちろん、そうしたより薄い機械加工された部分を再高密度化することは、より厚い物品に比較すると、比較的容易でありかつ速く、そして高密度化は、予測可能に単一ステップで完了でき、高密度化パラメーターの正確な制御を与える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、添付の図を参照して、さらに明らかに理解されるであろう；
【図１】図１は、ＣＶＩ高密度化のために並べられた多孔質基材のスタックの配置の図式平面図であり；
【図２】図２は、図１の配置中で所与の密度を達成する部分の数を具体的に示すヒストグラムであり；
【図３】図３は、ＣＶＩ高密度化のために並べられた多孔質基材のスタックの配置の図式平面図であり；
【図４】図４は、図３の配置中で所与の密度を達成する部分の数を具体的に示すヒストグラムであり；
【図５】図５は、従来のＣＶＩ装置における横（水平）のおよび垂直の温度勾配を具体的に示し；
【図６】図６は、従来のＣＶＩ装置における横（水平）のおよび垂直の温度勾配を具体的に示し；
【図７】図７は、全体的に、図７による配置が炉の上部および底部に提供され、そして図によるトレイが炉の中間部分に提供されている本発明による図式のスタック配置であり；
【図８】図８は、図７に対応した密度ヒストグラムであり；
【図９】図９は、全体的に、図７による配置が炉の上部および底部に提供され、そして図によるトレイが炉の中間部分に提供されている本発明による図式のスタック配置であり；
【図１０】図１０は、図９に対応した密度ヒストグラムであり；
【図１１】図１１は、本発明の態様による組み合わせで使用される本発明による図式のスタック配置であり；
【図１２】図１２は、Ｉ−１部分について、図１１に対応する密度ヒストグラムであり；
【図１３】図１３は、本発明の態様による組み合わせで使用される本発明による図式のスタック配置であり；
【図１４】図１４は、Ｉ−２部分について、図１３に対応する密度ヒストグラムであり；
【図１５】図１５は、本発明の態様で使用される本発明による図式のスタック配置であり；
【図１６】図１６は、Ｉ−１部分について、図１５に対応する密度ヒストグラムであり；
【図１７】図１７は、本発明の態様で使用される本発明による図式のスタック配置であり；
【図１８】図１８は、Ｉ−２部分について、図１７に対応する密度ヒストグラムであり；
【図１９】図１９は、部分的に高密度化された多孔質基材が、高密度化されていない多孔質基材と交互に積み重なっている本発明の態様を具体的に示し；
【図２０】図２０は、Ｉ−１（高密度化されていない）部分およびＩ−２（部分的に高密度化された）部分について、図１９中で具体的に説明されたスタック配置に対応する密度ヒストグラムであり；
【図２１】図２１は、Ｉ−１（高密度化されていない）部分およびＩ−２（部分的に高密度化された）部分について、図１９中で具体的に説明されたスタック配置に対応する密度ヒストグラムであり；
【図２２】図２２は、本発明を用いて使用できるＣＶＩ炉の断面の正面図であり；
【図２３】図２３は、全体的に図２２に対応する断面の斜視図であり；そして、
【図２４】図２４は、複数の多孔質基材を積み重ねる種々の形態を具体的に示し；
【図２５】図２５は、複数の多孔質基材を積み重ねる種々の形態を具体的に示し；
【図２６】図２６は、複数の多孔質基材を積み重ねる種々の形態を具体的に示し；
【図２７】図２７は、複数の多孔質基材を積み重ねる種々の形態を具体的に示し；
【図２８】図２８は、複数の多孔質基材を積み重ねる種々の形態を具体的に示し；そして、
【図２９】図２９は、複数の多孔質基材を積み重ねる種々の形態を具体的に示す；。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
全般的に、本発明は、密度化およびスループットを高める様式で、この部分の物理的な挙動を利用するために、ＣＶＩ炉内で、ある配置にあるブレーキのプレフォーム等の高密度化されていない多孔質基材と、部分的に高密度化された多孔質基材との混合体を提供することに関する。特に、本発明は、熱を’’保ち’’、そして炉内の温度分布を高めるように、反応チャンバーの中央部分において、受動的な熱吸収要素として、部分的に高密度化された多孔質基材を使用することを意図し、そしてそれによって得られた高密度化を改善する。この熱を保持するための容量は、反応チャンバーの中央部分に位置する部分的に高密度化された多孔質基材の質量の関数である。ブレーキディスクに使用されるプレフォーム等の基材のサイズによって、質量は、約１６００ｋｇ〜約２４００ｋｇであることができる。より大きいプレフォームでは、反応チャンバーの中央部分に提供される質量は、約８０００ｋｇまでも、であることができる。
【００１８】
本発明は、本明細書中に記載され、そして具体的に説明される幾つかの異なる配置によって説明されるであろう。一般的に、ＣＶＩ炉の運転パラメーターは、本明細書中で具体的に挙げない程、当該技術分野で知られている。
【００１９】
例１：（図７および９を参照のこと）
ａ．標準のＣＶＩ装填において、約１１００±１００の基材。
ｂ．全ての装填は、約５０％のＩ−１部分および約５０％のＩ−２部分である。
ｃ．サイクル時間は、通常の従来のサイクルに比較して、約１２％減少できた。
ｄ．Ｉ−２部分のために、（底部で）トレイ１、（上部で）２および７（図７を参照のこと）、ならびにＩ−１部分のために、トレイ３、４、５、および６（図９を参照のこと）を使用する。
ｅ．特に、Ｉ−２部分（すなわち、トレイ１および７）のための上部および底部の区画のより低い温度を利用する。
ｆ.全てのＩ−１装填の設定において大きな密度勾配を最小化する。１.３５ｇ/ｃｃ〜１.５５ｇ/ｃｃのかさ密度を有するＩ−１部分が、得られる。
【００２０】
例２：（図１１および１３を参照のこと）
ａ．標準のＣＶＩ装填において、約１１００（±１００）の基材。
ｂ．装填は、５０％のＩ−１部分および５０％のＩ−２部分からなる。
ｃ．サイクル時間は、約２４％減少できた。
ｄ．Ｉ−１部分のためのトレイ２〜６中で側部のスタック（図９を参照のこと）を、そしてＩ−２部分で残りの部分（図１１を参照のこと）を使用する。図１２および１４を参照のこと。
ｅ．水平平面中で、特にトレイ２〜６中に装填されたＩ−１プレフォームの周辺でより良好な温度分布を提供する。中央のＩ−２スタックは、この設定において受動的な熱要素として使用される。
【００２１】
例３：（図１５および１７を参照のこと）
ａ．標準のＣＶＩ装填において、約１１００（±１００）の基材。
ｂ．装填は、５０％のＩ−１部分および５０％のＩ−２部分からなる。
ｃ．それぞれのトレイ上の個々のスタックは、全てＩ−１部分か、または全てＩ−２部分かのいずれかを含む。Ｉ−１部分のスタックおよびＩ−２部分のスタックは、トレイの外周の周りに交互の様式で並べられ、一方、中央（例えば、３つの）スタックは、全てＩ−１部分（図１７を参照のこと）または全てＩ−２部分（図１５を参照のこと）のいずれかである。トレイはまた、交互に積み重なっている。例えば、図１５による配置トレイ１、３、５、および７として使用でき、一方、図１７による配置は、トレイ２、４、および６として使用できる。
ｄ．２８％のサイクル時間の減少が可能である。
ｅ．水平のおよび垂直方向の両方において改善された温度均一性を提供し、望ましい密度を達成する大量の部分を生じる。Ｉ−２スタックは、この設定中で受動的な熱要素として使用される。（（Ｉ−１部分に対して）図１６および（Ｉ−２部分に対して）図１８を参照のこと。）
【００２２】
例４：（図１９を参照のこと）
ａ．標準のＣＶＩ装填において、約１１００（±１００）の基材。
ｂ．装填は、合計で３５％のＩ−１部分および６５％のＩ−２部分からなる。
ｃ．トレイ１および７は、積み重なったＩ−２部分のみを有する。トレイ２、３、４、５および６は、全般的に、図１９で具体的に説明したように、Ｉ−１とＩ−２部分との混合体を有する。特に、Ｉ−１部分１００およびＩ−２部分１０２は、同じスタックにおいて、相互の上に積み重ねられる。好ましくは、Ｉ−１およびＩ−２部分は、ブロック、スペーサー、またはシムを使用して、相互からわずかに間隔を開けて保持される。シム１０４の非限定の例が、米国特許第７０６０１３４号明細書中に開示されている。
ｄ．３０％のサイクル時間の減少が可能である。
ｅ．水平（すなわち、横）の温度均一性を改善する。Ｉ−２部分は、この設定において、受動的な熱要素として役立つ。
ｆ．密度勾配は、ＣＶＩ装填において、大幅に制御された。図２０および２１を参照のこと。
【００２３】
具体例：
実験#１：トレイ１において、全てＩ−１プレフォームで装填
底部の区画制御：１０５０℃±１０℃
ガス予熱なし
【００２４】
【表１】
2010508223.tif 000003
【００２５】
表１
例#２：トレイ１をすべてＩ−１のプレフォームで装填
底部の区画制御：１０５０℃±１０℃
ガス予熱温度：５５０℃〜７５０℃
【００２６】
【表２】
2010508223.tif 000004
【００２７】
表２
例#３：トレイ１の側部をＩ−１プレフォーム１で、中央のトレイ１をＩ−２のブランクで装填、
底部の区画制御：１０５０℃±１０℃
ガス予熱温度：５５０℃〜７５０℃
【００２８】
【表３】
2010508223.tif 000005
【００２９】
表３
例#４：トレイ１をＩ−２のブランクで装填
底部の区画制御：１０５０℃±１０℃
ガス予熱温度：５５０℃〜７５０℃
【００３０】
【表４】
2010508223.tif 000006
【００３１】
表４
本発明は、幾つかの望ましい効果を生じた。
従来技術では、主に縦方向および側部方向の両方で観察された、より大きい熱勾配により、炉の装填において、より高い高密度化勾配が観察された。本発明では、従来のＣＶＩ炉内の熱勾配を最小化する幾つかの新規な装填の設定が開示される。
【００３２】
さらに、加工基材を処理するために、犠牲となる内部の間隔なしで、炉中で制御可能な均一の温度条件を維持できる。対照的に、従来のガス予熱器のサイズを増大させる等の従来の解決では、さらに基材を生産するために使用できるであろう空間を占めてしまう。
【００３３】
本発明は、多孔質プレフォーム内および多孔質プレフォームにわたって、本質的に等温の条件を確立する。
【００３４】
従来方法と比較して、１２％〜３０％のサイクル時間の減少が、生産能力を失うことなく可能であることができる。
【００３５】
ブレーキディスクおよびその同類のものを製造するための、環状のプレフォームを高密度化するための好適な装置が、例えば、米国特許第６、５７２、３７１.号明細書中に開示されている。
【００３６】
図２２は、完全に装填したＣＶＤ/ＣＶＩ炉１０の詳細な概略図である。示されているように、ハードウェアの集成体は、炉の内部容積２６を画定する、グラファイトサセプター１２、サセプターの底部１４、およびサセプターの上部１６を含む。炉の内部容積２６は、環状の基材またはカーボンファイバーでできた予め高密度化されたブランク３０の装填を含む。装填は、内部空間を規定するように、全般的に垂直に位置合わせされたそれらのそれぞれの中央通路を有する基材のスタック３２の形態である。スタック３２は、１つまたは２つ以上の中間装填トレイ４２によって分離された複数の重複したスタックの区画によって構成されていることができ。複数の装填トレイは、ガス予熱区画２４およびサセプター底部１４の上に並べられている。
【００３７】
図２２はまた、ＣＶＤ/ＣＶＩ炉１０の内側のハードウェアの集成体を具体的に示す。炉の絶縁材２０は、誘導コイル１８とグラファイトサセプター１２との間に入っている。さらに、上部の炉の絶縁材８および底部の絶縁材２２は、グラファイトサセプターの筐体の外側に配置されている。筐体２６を画定するのに役立っている例えば、グラファイトでできたサセプター１２の手段によって、炉１０の内部容積は加熱される。誘導コイル１８は、グラファイトサセプター１２を加熱する複数の区画を提供する。変形として、サセプター１２の加熱は、抵抗で加熱してもよい。ジュール効果を使用した抵抗熱等の他の加熱方法を用いることができる。
【００３８】
炉２６の内部容積は、炉の底部に配置されたガス予熱区画２４、および環状の基材が置かれるグラファイトサセプター１２の内側の反応チャンバーによって、画定される。環状の基材３０は、底部の装填トレイ４０にある複数の環状の垂直スタックを形成するように、並べられている。基材の個々のスタックは、１つまたは２つ以上の中間トレイ４２によって分離されている複数の重複した区画に、さらに分割できる。トレイ４０および４２は、グラファイトまたは炭素/炭素複合物でできていることができる。それらは、基材の内部通路と位置合わせされ、そこを通って形成される通路４０ａおよび４２ａを有する。中間トレイは、柱４４によって支えられている。柱４４は、例えば、グラファイトでできていることができるであろう。
【００３９】
図２２は、トレイの外周周りで一定に間隔をあけた９つの側部スタック、および中央に配置された３つのスタックを有する、装填トレイ４２上に位置した、１２スタックの基材の例を具体的に示す。ほかの配置を提供してもよい。例えば、トレイの外周に７つのスタック、および中央の位置に１つのスタックを有する８つのスタックを提供できる。
【００４０】
個々の環状のスタック３２は、図２２に示すようにグラファイトのカバー３４によって、上部で閉じられており、それによって反応チャンバー２６の内部容積が、複数のスタックの内部容積３６およびスタックの外部容積２８にさらに分割される。個々のスタックの内部容積は、基材３０および中間トレイ４２の位置合わせした中央通路によって、形成されている。
【００４１】
図２７は、米国特許出願公開第２００４/０１７５５６４号明細書において開示されたスペーサー３８または１ピースのシムによって、相互から分離された１２スタックの基材を示す。スペーサーは、外部容積２８と通じるために、全般的に位置合わせした基材の中央通路によって構成されるように、スタックの内部容積３６を可能にしながら、隣接した基材間の全てのスタックにおいて、実質的に一定の高さ隙間を提供する。
【００４２】
スタック３２中の個々の基材３０は、基材との間に隙間３９を残すスペーサー３８によって、適当に隣接した基材から、または装填トレイ４０、４２またはカバー３４から、離間している。スペーサー３８は、容積３６と２８の間を通過する前駆体ガスのための通路を残すように並べられていることができる。これらの通路は、米国特許第５、９０４、９５７号明細書に記載されたような、容積３６および２８中の圧力が平衡にあることを確かにするような、または、容積３６と２８との間に圧力勾配を作りだし、そして維持するような様式で提供できる。
【００４３】
前駆体ガスを予熱するのに使用される内部のガス予熱区画２４（図２２および２３を参照のこと）は、例えば、米国特許第６、５７２、３７１号明細書に記載されたようであることができ、そして図２３に示すような、予熱チャンバー５４、ガス分配板６０、および穴あき板６６でできている。
【００４４】
前駆体ガスは、通路６２ａに到達する前に、入口５６を通して入る。予熱は、複数の離間した穴あき板６６を通して、前駆体ガスを送ることによって行われる。従って、予熱用のハードウェアの集成体は、検査及びメンテナンスのために、装填することおよび取り外すことが容易である。
【００４５】
ガス予熱チャンバー５４は、ガス分配板６０によって覆われている。ガス分配板は、通路４０ａおよび３６のスタック３２の内部容積に対して位置決めされ、ガス分配板を通って形成されている通路６２ａを有する。
【００４６】
入口５６に入ったガスは、通路６２ａに到達する前に、予熱チャンバー５４内で予め加熱される。予熱は、前駆体ガスを、サセプター底部壁１４とガス分配板６０との間の水平に延びる複数の離間した穴あき板６６を通して流すことによって、行われる。
【００４７】
ガス分配板６０の通路６２ａを通って出るガスは、通路７６に挿入されている煙突７４を通って導かれる。板７８は、柱８２によりガス分配板６０によって支えられている。
【００４８】
煙突７４は、底部装填トレイ４０の通路４０ａと連通している。グラファイトリング８４が通路４０ａに挿入され、そして板７８と４０との間にガス流を導くために、煙突７４の上端にある。板４０は、柱８６によって、板７８により支えられている。
【００４９】
炉の装填内が所望の温度に到達した後で、前駆体ガスが、ガスの入り口５６を通して入れられる。前駆体ガスは、予熱チャンバー５４中で穴あき板６６を通して導くことによって、予め加熱されている。
【００５０】
予め加熱したガスは、ノズル６２を通って、予熱チャンバー５４を離れ、そして基材のスタックの内部容積に到達する前に、煙突７４および挿入物８４の壁を有する熱交換機によってさらに加熱される。
【００５１】
基材のスタックの内部容積３６に入ったガスは、基材の気孔を通って拡散することによって、反応チャンバーの容積２８に到達し、そして所望のマトリックスを構成する堆積物を形成し、そして最終的には隙間３９を通過する。排ガスは、サセプターの上部の壁１６中に形成されており、そしてポンプ装置（図示されていない）に接続されている排気口１７を通して反応チャンバーの容積２８から抽出される。上部の熱シールド５は、炉の運転の間に放射を遮断する目的で、排気口１７の上部に位置する。
【００５２】
必要な厚みを有する終局製品を得るために、１種または２種以上のそうした多孔質基材（それぞれが減少した厚みを有する）が（例えば、縫合（ｎｅｅｄｌｉｎｇ）または機械的な固定具によって）組み立てられるように、一般的に、何らかの手段によって、一般的に加工されるより薄い厚みを有する多孔質基材を加工する方法がまた知られている。例えば、使用されたブレーキディスクが修理調整される場合、ブレーキディスクは、時々再高密度化される前に、加工されることができ、それによって再高密度化される減少された厚み部分を作り出す。他の場合では、プレフォームは、最初から従来の意味で縫われたより少数の織物層を使用して作られていてもよい。
【００５３】
このような減少された厚みを有する基材を使用する利点は、一般的に基材が’’充分な’’厚みの物品よりも、複数のサイクルの代わりに単一の高密度化サイクルで高密度化される程度までもに、速く高密度化できることである。
【００５４】
本発明を具体的に示し、そして説明する目的で、ある具体例を参照して、本発明を上記に記載したが、当然のことながら、本発明は、これらの例の具体的な詳細を参照することによってのみでは、限定されない。さらに具体的に言うと、付属の請求項に規定された本発明の範囲を離れることなく、改変および開発が好ましい態様において行うことができることを当業者は容易に理解するであろう。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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