(57)【要約】  少なくとも、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）を有する炭素を含む第１の粉末材料（ＰＭ１）、炭素を含み第１の粉末材料とは異なる第２の粉末材料（ＰＭ２）であって、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）より小さい第２の平均微粒子径（ＰＳ２）、および第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）より多いアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有する第２の粉末材料で作製される混合物を形成することを含み、かつ、混合物から素地体を形成することと、素地体を焼結させて、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約８倍以下の平均粒子径を有する第１の粒子型を有するセラミック体を形成することとを更に含む、セラミック体を形成する方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック体を形成する方法であって、
第１の平均微粒子径（ＰＳ１）を有する炭素を含む第１の粉末材料（ＰＭ１）と、
炭素を含み、かつ前記第１の粉末材料とは異なる第２の粉末材料（ＰＭ２）であって、前記第１の平均微粒子径（ＰＳ１）より小さい第２の平均微粒子径（ＰＳ２）を有し、かつ前記第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）を上回るアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有する、第２の粉末材料（ＰＭ２）と、を含む、混合物を形成することと、
前記混合物から素地体を形成することと、
前記素地体を焼結させて、前記第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約８倍以下の平均粒子径を有する第１の粒子型を含むセラミック体を形成することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の粉末材料が炭素系材料である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の粉末材料が炭化ケイ素を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の粉末材料が本質的に炭化ケイ素からなる、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の粉末材料が、約１０ミクロン以下であり、かつ少なくとも約０．１ミクロンの第１の平均微粒子径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の平均微粒子径が、方程式（（ＰＳ１−ＰＳ２）／ＰＳ１）×１００％に基づいて、前記第１の平均微粒子径よりも少なくとも約５％少なく、かつ約８０％以下少ない、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の粉末材料が炭素系材料である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の粉末材料が炭化ケイ素を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の粉末材料が本質的に炭化ケイ素からなる、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の粉末材料が本質的に黒色炭化ケイ素からなる、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の粉末材料が、約８ミクロン以下であり、かつ少なくとも約０．２ミクロンの第２の平均微粒子径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の粉末材料が比表面積（ＳＳＡ１）を有し、前記第２の粉末材料が第２の比表面積（ＳＳＡ２）を有し、前記第１の比表面積が、方程式（（ＳＳＡ２−ＳＳＡ１）／ＳＳＡ２）×１００％に基づいて、前記第２の比表面積未満であり、かつ約９０％以下少ない、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記混合物が、少なくとも約１．１であり、かつ約８以下である、前記第１の粉末材料の前記第２の粉末材料に対する前記含有量（重量％）の比率（ＰＭ１／ＰＭ２）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記混合物が、前記混合物の総重量に対して少なくとも約１０重量％であり、かつ約９０重量％以下である前記第１の粉末の含有量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記混合物が、前記混合物の総重量に対して少なくとも約１０重量％であり、少なくとも約１５重量％であり、かつ約５０重量％以下である前記第２の粉末の含有量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記混合物が添加剤を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記添加剤が有機材料を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記添加剤が結合剤を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記添加剤がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記添加剤が、ポリビニルアルコール、トリエタノールアミン、アクリル類、ホルムアルデヒド類、樹脂類、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記混合物が、前記混合物の総重量に対して約１８重量％以下であり、かつ少なくとも約３重量％の添加剤の総含有量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２の粉末材料が、方程式（（ＡＣ２−ＡＣ１）／ＡＣ２）×１００％に基づいて、前記第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）を少なくとも約５％上回り、かつ約９５％以下であるアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の粉末材料の前記アルミニウム含有量が、約８００ｐｐｍ未満であり、かつ少なくとも約１０ｐｐｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２の粉末材料の前記アルミニウム含有量が、少なくとも約９００ｐｐｍであり、かつ約３０００ｐｐｍ以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記混合物が湿式混合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
形成することが、加圧、押し出し、鋳造、打ち抜き、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される成形プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
形成することが鋳込み成形を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
素地体を形成することが、前記素地体を乾燥させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記素地体を焼結させることが形成後に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
焼結させることが、少なくとも約１６００℃であり、かつ約２２００℃以下の焼結温度で実施される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
焼結させることが、前記焼結温度を、少なくとも約３０分であり、かつ約６時間以下の期間保持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
焼結させることが不活性雰囲気中で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
焼結させることが希ガスを含む雰囲気中で実施される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
焼結させることが、アルゴンを大半の含有量として含む雰囲気中で実施される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
焼結させることが、本質的にアルゴンからなる雰囲気中で実施される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
焼結させることが、少なくとも約０．１ｐｓｉであり、かつ約１０ｐｓｉ以下の圧力を有する雰囲気中で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３７】
焼結させることが、前記セラミック体の総体積に対して約１０体積％以下であり、かつ少なくとも約０．１体積％の多孔率を有するセラミック体を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
前記セラミック体が、焼結炭化ケイ素体を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の粒子型が、前記第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約７倍以下であり、かつ前記第１の平均微粒子径の少なくとも約１．１倍である平均粒子径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１の粒子型が、前記セラミック体内の大半の含有量で存在し、かつ約９５体積％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の粒子型が、約１．４以下の平均縦横比を有し、縦横比が、幅に対する長さの測定であり、長さが、２次元で観察した場合の粒子の最長寸法であり、かつ幅が、前記長さによって画定される方向に垂直である方向に２次元で測定される場合の前記粒子の最短寸法である、請求項１に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の粒子型が本質的に等軸である、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の粒子型が、少なくとも約１ミクロンであり、かつ約１５ミクロン以下の平均粒子径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の粒子型が炭化物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１の粒子型が炭化ケイ素を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１の粒子型が本質的に炭化ケイ素からなる、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
第２の粒子型が前記セラミック体内で分散されることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４８】
前記第２の粒子型が、前記第１の粒子型の間に実質的に均一に分散される、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記第２の粒子型が炭化物を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記第２の粒子型が炭化ケイ素を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１の粒子型が、本質的に炭化ケイ素およびアルミニウムからなる、請求項４７に記載の方法。
【請求項５２】
前記第２の粒子型が、少なくとも約５００ｐｐｍであり、かつ約３０００ｐｐｍ以下であるアルミニウム含有量を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項５３】
前記第２の粒子型が、前記第１の粒子型より多いアルミニウム含有量を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項５４】
前記アルミニウムが、第２の粒子型内で粒内分散される、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記第２の粒子型が、前記セラミック体における粒子の総数の統計平均に基づいて、少量の含有量で存在し、かつ少なくとも約１０体積％である、請求項３０に記載の方法。
【請求項５６】
前記第２の粒子型が、前記第２の平均微粒子径（ＰＳ２）の約１０００倍以下であり、かつ前記第２の平均微粒子径の少なくとも約１．１倍である平均粒子径を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項５７】
前記第２の粒子型が針状である、請求項３０に記載の方法。
【請求項５８】
前記第２の粒子型が、少なくとも約１．４の平均縦横比を有し、縦横比が、幅に対する長さの測定であり、長さが、２次元で観察した場合の前記第２の粒子型の最長寸法であり、幅が、前記長さによって画定される方向に垂直である方向に２次元で測定される場合の前記第２の粒子型の最短寸法であり、前記縦横比が約１００以下である、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記第２の粒子型が、前記第１の粒子型の平均粒子径（ＧＳ１）より大きい平均粒子径（ＧＳ２）を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項６０】
前記第２の平均粒子径が、方程式（（ＧＳ２−ＧＳ１）／ＧＳ２）×１００％に基づいて、前記第１の平均粒子径を少なくとも約５％上回り、かつ約９５％以下である、請求項３０に記載の方法。
【請求項６１】
前記第２の粒子型が、少なくとも約１０ミクロンであり、かつ約１０００ミクロン以下である平均粒子径を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項６２】
前記第１の粒子型が炭化物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６３】
前記第１の粒子型が炭化ケイ素を含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記第１の粒子型が本質的に炭化ケイ素からなる、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記セラミック体が金属ケイ素を本質的に含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項６６】
前記セラミック体が窒化アルミニウムを本質的に含まない、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記体が酸化物材料を本質的に含まない、請求項６５に記載の方法。
【請求項６８】
前記体が窒化物材料を本質的に含まない、請求項６５に記載の方法。
【請求項６９】
前記体がホウ化物材料を本質的に含まない、請求項６５に記載の方法。
【請求項７０】
前記セラミック体が多結晶性である、請求項１に記載の方法。
【請求項７１】
前記セラミック体が、本質的に前記第１の粒子型および第２の粒子型からなる、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
装甲部品であって、
第１の粒子型と、
実質的に細長い構造を有する第２の粒子型と、を含む、セラミック体を含み、
前記セラミック体が、約８００ｐｐｍ以下であり、かつ少なくとも約１００ｐｐｍであるアルミニウム含有量を有し、
前記体が、ｍｍ２当たり約３４以下であり、かつ少なくともｍｍ２当たり約４である第２の粒子型の濃度を有する、装甲部品。
【請求項７３】
装甲部品であって、
第１の粒子型と、
実質的に細長い構造を有する第２の粒子型と、を含む、セラミック体を含み、
前記セラミック体が、約８００ｐｐｍ以下であり、かつ少なくとも約１００ｐｐｍであるアルミニウム含有量を有し、
前記第２の粒子型に対する前記第１の粒子型の含有量の比率が、約３．５以下、約３．０以下、約２．５以下、約２．０以下であり、かつ少なくとも約０．５、少なくとも約１．０、少なくとも約１．５である、装甲部品。
【請求項７４】
前記セラミック体が、約２５００Ｐａ以下であり、かつ少なくとも約２０００Ｐａのヌープ硬度（Ｐａ）（荷重１ｋｇ）を有する、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項７５】
前記セラミック体が、約３．５０ｇ／ｃｍ２以下、約３．４０ｇ／ｃｍ２以下、約３．３０以下、約３．２０ｇ／ｃｍ２以下、約３．２０以下、約３．１５ｇ／ｃｍ２以下であり、かつ少なくとも約３．０ｇ／ｃｍ２、少なくとも約３．０５ｇ／ｃｍ２、少なくとも約３．１０ｇ／ｃｍ２、少なくとも約３．１３ｇ／ｃｍ２である密度を有する、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項７６】
前記第２の粒子型が、前記セラミック体における粒子の総数の統計平均に基づいて、少量の含有量で存在し、かつ少なくとも約１０％である、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項７７】
前記第１の粒子型が炭素系材料である、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項７８】
前記第１の粒子型が炭化ケイ素を含む、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項７９】
前記第１の粒子型が本質的に炭化ケイ素からなる、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８０】
前記セラミック体が、金属ケイ素、窒化アルミニウム、酸化物材料、窒化物材料、ホウ化物材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を本質的に含まない、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８１】
前記第２の粒子型が、前記第１の粒子型の平均粒子径の約１０００倍以下であり、かつ前記第１の粒子型の前記平均粒子径の少なくとも約１．１倍である平均粒子径を有する、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８２】
前記第２の粒子型が、少なくとも約１．４であり、かつ約１００以下である平均縦横比を有し、縦横比が、幅に対する長さの測定であり、長さが、２次元で観察した場合の第２の粒子型の最長寸法であり、幅が、前記長さによって画定される方向に垂直である方向に２次元で測定される場合の前記第２の粒子型の最短寸法である、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８３】
前記第２の粒子型が炭素系材料である、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８４】
前記第２の粒子型が炭化ケイ素を含む、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８５】
前記第２の粒子型が本質的に炭化ケイ素からなる、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８６】
前記セラミック体が、少なくとも約３０重量％の４Ｈのポリタイプを有する粒子であり、かつ約５０重量％以下の４Ｈのポリタイプを有する粒子を含む、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８７】
前記セラミック体が、少なくとも約４８重量％の６Ｈのポリタイプを有する粒子であり、かつ約６７重量％以下の６Ｈのポリタイプを有する粒子を含む、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８８】
前記セラミック体が、約３．５以下であり、かつ少なくとも約０．５である、４Ｈのポリタイプを有する粒子に対する６Ｈのポリタイプを有する粒子の比率を含む、請求項８６または８７のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項８９】
前記セラミック体に隣接する第１の部品を更に含む、装甲部品であって、
前記第１の部品が、有機材料、セラミック材料、ガラス材料、金属材料、天然材料、およびそれらの混合物のうちの１つを含む、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項９０】
前記第１の部品が層である、請求項８９に記載の装甲部品。
【請求項９１】
前記セラミック体が層である、請求項９０に記載の装甲部品。
【請求項９２】
前記第１の部品が前記セラミック体の上を覆っている、請求項９０に記載の装甲部品。
【請求項９３】
前記第１の部品が前記セラミック体の下を覆っている、請求項９０に記載の装甲部品。
【請求項９４】
前記第１の部品が前記セラミック体に当接している、請求項９０に記載の装甲部品。
【請求項９５】
前記第１の部品が、ホウ化物、窒化物、酸化物、炭化物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項９６】
前記第１の部品が、アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項９７】
前記第１の部品が、ポリエチレン、ポリウレタン、フッ素化ポリマー、樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項９８】
前記第１の部品が、少なくとも１つの金属元素を含むホウ化物材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項９９】
前記金属元素が遷移金属元素を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１００】
前記金属元素が、Ｚｒ、Ｔｉ、およびそれらの組み合わせを含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０１】
前記第１の部品がＺｒＢ２を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０２】
前記第１の部品がＴｉＢ２を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０３】
前記第１の部品が、材料部品の組成物より少ない第１の組成物を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０４】
前記第１の部品が、前記材料部品の前記組成物の窒化物材料より少ない窒化物材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０５】
前記第１の部品が、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＮ、ＡｌＮ、ＣａＢ６、ＡｌＢ１２、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される窒化物材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０６】
前記第１の部品が、少なくとも１つの金属元素を含む酸化物材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０７】
前記金属元素が遷移金属元素を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０８】
前記金属元素が、Ｙ、Ｌａ、Ａｌ、Ｂ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される元素を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１０９】
前記第１の部品がＹ２Ｏ３を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１０】
前記第１の部品がＬａ２Ｏ３を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１１】
前記第１の部品がＡｌ２Ｏ３を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１２】
前記第１の部品がＢ６Ｏを含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１３】
前記第１の部品が、少なくとも１つの金属元素を含む炭化物材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１４】
前記金属元素が遷移金属元素を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１５】
前記金属元素が、前記Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、およびそれらの組み合わせから選択される元素を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１６】
前記第１の部品がＴｉＣを含み、前記第１の部品がＡｌＣを含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１７】
前記第１の部品がＢ４Ｃを含み、前記第１の部品がＳｉＣを含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１８】
前記第１の部品が織布材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１１９】
前記第１の部品が不織布材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１２０】
前記第１の部品が繊維を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１２１】
前記第１の部品がパラ系アラミド繊維を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１２２】
前記第１の部品が弾道繊維を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１２３】
前記弾道繊維が天然繊維材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１２４】
前記第１の部品が合成繊維材料を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１２５】
前記弾道繊維がナイロンを含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１２６】
前記装甲部品が、前記第１の部品および前記セラミック体とは異なる第２の部品を含む、請求項８９および９０のいずれか一項に記載の装甲部品。
【請求項１２７】
前記第２の部品が層である、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１２８】
前記セラミック体が層である、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１２９】
前記第２の部品が前記セラミック体の上を覆っている、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１３０】
前記第２の部品が前記セラミック体の下を覆っている、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１３１】
前記第２の部品が前記セラミック体に当接している、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１３２】
前記第１の部品が前記第２の部品の上を覆っている、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１３３】
前記第１の部品が前記第２の部品の下を覆っている、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１３４】
前記第１の部品が前記第２の部品に当接している、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１３５】
前記セラミック体が、前記第１の部品と前記第２の部品との間に配置される、請求項１２６に記載の装甲部品。
【請求項１３６】
前記セラミック体が、前記セラミック体の総体積に対して約１０体積％以下であり、かつ少なくとも約０．１体積％の多孔率を含む、請求項７２または７３のいずれか一項に記載の装甲部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記は、セラミック物品、具体的には、炭化ケイ素を含むセラミック物品を対象とする。
【０００２】
関連技術
炭化ケイ素を組み込む特定のセラミック複合体を含む、様々な複合材料が市販されている。炭化ケイ素系セラミック材料は、その耐火特性および機械特性のために、多くの用途において利用されてきた。利用可能な炭化ケイ素系セラミックの型の中には、例えば、焼結炭化ケイ素、加熱プレスされた炭化ケイ素、および再結晶炭化ケイ素を含む、特定の形成プロセスに基づいて様々な型が存在する。炭化ケイ素体の様々な型の各々は、明白な特徴を有し得る。例えば、焼結炭化ケイ素（Ｈｅｘｏｌｏｙ（登録商標）など）は、非常に高密度の材料であり得るが、概して高価であり、製造が複雑である。一方で、窒化結合炭化ケイ素（ＮＢＳＣおよびＮＳＩＣなどの頭字語で知られる）などの、より費用効率が高いが相対的に多孔質の炭化ケイ素材料が、耐火用途における実用的な使用を見出している。そのような耐火部品は、燃焼操作中に被加工物を保持することまたは支持することに関連して利用される炉または窯建具、および耐火裏張り材料を含む。窒化結合炭化ケイ素は、比較的多孔質の材料である傾向にあり、多くの場合に約１０〜約１５体積％の範囲内の多孔率を有する。
【０００３】
炭化ケイ素系材料の最新技術を考慮すると、向上した複合材が当技術分野において必要である。
【発明の概要】
【０００４】
一態様によると、セラミック体を形成する方法は、第１の平均微粒子径（ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｉｚｅ）（ＰＳ１）を有する炭素を含む第１の粉末材料（ＰＭ１）と、炭素を含み第１の粉末材料とは異なる第２の粉末材料であって、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）より小さい第２の平均微粒子径（ＰＳ２）を有することができ、かつ第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）を上回るアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有することができる第２の粉末材料とを有する混合物を形成することを含み得る。本方法はまた、混合物から素地体を形成することと、素地体を焼結させて、セラミック体を形成することとを含んでもよい。セラミック体は、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約８倍以下の平均粒子径（ｇｒａｉｎ  ｓｉｚｅ）を有する第１の粒子型を有し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
添付の図面を参照することによって、本開示はより深く理解され、その多数の特徴および利点は当業者にとって明らかとなり得る。
【０００６】
【図１】一実施形態に従うセラミック体の一部分の光学顕微鏡画像である。
【図２】比較実施例に従うセラミック体の一部分の光学顕微鏡画像である。
【０００７】
異なる図面における同じ参照記号の使用は、類似または同一の事項を指し示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図と併せた次の説明は、本明細書で開示される教示の理解を支援するために提供される。次の考察は、教示の特定の実装および実施形態に集中する。この集中は、教示の説明を支援するために提供され、教示の範囲または適用性に対する制限として解釈されるべきではない。
【０００９】
本明細書で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、またはそれらの他のいかなる変化形も、非排他的包含を網羅するように意図される。例えば、数々の特徴を含むプロセス、方法、物品、もしくは装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されず、明示的に列挙されない、またはそのようなプロセス、方法、物品、もしくは装置に固有の、他の特徴を含み得る。更に、別のことが明示的に述べられない限り、「または／もしくは（ｏｒ）」は、排他的なまたは／もしくはではなく、包含的なまたは／もしくはを指す。例えば、条件ＡまたはＢは、次のうちのいずれか１つによって満たされる。Ａは正しく（または存在し）Ｂは誤りである（または存在しない）、Ａは誤りであり（または存在せず）Ｂは正しい（または存在する）、ならびにＡおよびＢは正しい（または存在する）。
【００１０】
「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」の使用は、本明細書に記載の要素または部品を説明するために用いられる。これは、単に便宜のために、および本発明の範囲の一般的な意味を付与するためになされる。本説明は、別のことを意味することが明らかでない限り、１つまたは少なくとも１つを含むように解釈されるべきであり、単数形は複数形も含み、またはその逆も同様である。
【００１１】
別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。材料、方法、および実施例は一例にすぎず、限定的であるとは意図されない。本明細書に記載されない範囲で、特定の材料および加工行為に関する多くの詳細は従来的であり、炭化ケイ素および耐火技術における教本および他の資料中に見出され得る。
【００１２】
下記は、例えば炭化ケイ素のセラミック体、およびそのような物品の形成方法を含む、炭素を含むセラミック体を対象とする。本明細書に記載のセラミック体は、例えば、様々な発射体に基づく脅威を阻むことを意図した、装甲用途、より具体的には装甲衣および／または車両装甲システムを含む、様々な可能性における使用に好適であり得る。
【００１３】
セラミック物品を形成するプロセスは、混合物を形成することから開始され得る。混合物は粉末成分の組み合わせを含み得る。実施形態に従い、混合物は、乾式混合物または湿式混合物であってもよい。特定の例では、混合物は、有機材料、より具体的には水性材料（例えば、水または脱イオン水）であってよい液状担体を含む、湿式混合物であり得る。
【００１４】
混合物は、最終的に形成された複合物品において様々な結晶相を創出するのに好適な原材料を含み得る。例えば、炭素を含む第１の粉末材料（ＰＭ１）が混合物に添加されてもよい。第１の粉末材料は、それが炭化物などの炭素組成物を大半の含有量として有するように、炭素系材料であってもよい。ある特定の実施例では、第１の粉末材料は炭化ケイ素を含むことができ、更により具体的には、本質的に炭化ケイ素からなってもよい。
【００１５】
第１の粉末材料は、約１０ミクロン以下の、Ｄ５０値として概して表されることがある第１の平均微粒子径（ＰＳ１）を有し得る。他の例では、第１の平均微粒子径は、約８ミクロン以下、約６ミクロン以下、約４ミクロン以下、約３ミクロン以下、または更に約２ミクロンを以下など、より小さくてもよい。また別の非限定的な実施形態では、第１の粉末材料は、少なくとも約０．２ミクロン、少なくとも約０．３ミクロン、少なくとも約０．４ミクロン、少なくとも約０．５ミクロン、少なくとも約０．６ミクロン、少なくとも約０．７ミクロン、少なくとも約０．８ミクロン、または更に少なくとも約０．９ミクロンなど、少なくとも約０．１ミクロンの第１の平均微粒子径を有し得る。第１の平均微粒子径は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００１６】
第１の粉末材料はまた、セラミック体の形成を促進するために特定の比表面積を有するように選択されてもよい。例えば、第１の粉末材料は、約１３ｍ２／ｇ以下の第１の比表面積（ＳＳＡ１）を有してもよい。他の例では、第１の比表面積は、約１１ｍ２／ｇ以下、約１０ｍ２／ｇ以下、約９ｍ２／ｇ以下、約８ｍ２／ｇ以下、または更に約７ｍ２／ｇ以下など、より小さくてもよい。また別の非限定的な実施形態では、第１の比表面積は、少なくとも約２ｍ２／ｇ、少なくとも約３ｍ２／ｇ、または更に少なくとも約４ｍ２／ｇなど、少なくとも約１ｍ２／ｇであり得る。第１の比表面積は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００１７】
第１の粉末材料はとりわけ純粋であり、特定の種を非常に少量しか有さなくてもよい。例えば、第１の粉末材料は、金属ケイ素、酸化物、窒化物、ホウ化物、およびそれらの組み合わせを本質的に含まなくてもよい。その上、一実施形態に従って、第１の粉末材料は、本明細書のセラミック物品の形成を促進してよい特定の含有量のアルミニウムを有し得る。一例では、第１の粉末材料は、約７００ｐｐｍ未満、約６００ｐｐｍ未満、約５００ｐｐｍ未満、約４００ｐｐｍ未満など、約８００ｐｐｍ未満のアルミニウム含有量を有し得る。また、ある非限定的な実施例では、第１の粉末材料は、少なくとも約５０ｐｐｍ、少なくとも約１００ｐｐｍ、または更に少なくとも約２００ｐｐｍなど、少なくとも約１０ｐｐｍのアルミニウム含有量を有し得る。第１の粉末材料のアルミニウム含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００１８】
第１の粉末材料は、約１００ｐｐｍ未満、約５０ｐｐｍ未満、または更に約１０ｐｐｍ未満など、約２００ｐｐｍ未満などの、著しく低い含有量のホウ素を有し得る。
【００１９】
追加的に、少なくとも１つの実施形態では、第１の粉末材料は、例えば、少なくとも約５０ｐｐｍ、少なくとも約１００ｐｐｍ、または更に少なくとも約２００ｐｐｍを含む、特定の含有量の鉄を有し得る。また、第１の粉末材料中の鉄の含有量は、約４００ｐｐｍ以下、約３００ｐｐｍ以下、または更に約２８０ｐｐｍ以下など、約５００ｐｐｍ以下であってもよい。第１の粉末材料の鉄含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００２０】
また別の実施形態では、第１の粉末材料は、例えば、少なくとも約５０ｐｐｍ、少なくとも約８０ｐｐｍ、または更に少なくとも約１００ｐｐｍを含む、特定の含有量のチタンを有し得る。また、第１の粉末材料中のチタンの含有量は、約４００ｐｐｍ以下、約３００ｐｐｍ以下、または更に約２００ｐｐｍ以下など、約５００ｐｐｍ以下であってもよい。第１の粉末材料のチタン含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００２１】
なおその上、第１の粉末材料は、例えば、約４０００ｐｐｍ以下、約３０００ｐｐｍ以下、または更に約２５００ｐｐｍ以下など、約５０００ｐｐｍ以下を含む、特定の含有量の遊離炭素を有し得る。また、第１の粉末材料中の遊離炭素の含有量は、少なくとも約５００ｐｐｍ、少なくとも約８００ｐｐｍ、または更に少なくとも約１０００ｐｐｍであり得る。第１の粉末材料の遊離炭素含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００２２】
一配合設計に従って、混合物は、セラミック物品の形成を促進するために、特定の含有量の第１の粉末物質を有し得る。一実施例に従う第１の粉末材料の好適な含有量は、混合物の総重量に対して少なくとも約１０重量％である。他の例では、混合物中の第１の粉末材料の量は、少なくとも約１５重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、少なくとも約４０重量％、少なくとも約４５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約５３重量％、または更に少なくとも約５５重量％など、より多くてもよい。また別の非限定的な実施形態では、混合物中の第１の粉末材料の含有量は、約８０重量％以下、約７０重量％以下、約６８重量％以下、約６５重量％以下、約６２重量％以下、約５９重量％以下など、約９０重量％以下であってもよい。混合物中の第１の粉末材料の含有量は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００２３】
混合物は、第１の粉末材料とは異なる第２の粉末材料（ＰＭ２）を更に含んでもよい。第２の粉末材料は、第２の粉末材料の大半の含有量が炭素組成物のそれであるように、炭素系材料であってもよい。好適な例示的炭素組成物は炭化物を含み得る。ある特定の実施例では、第２の粉末材料は炭化ケイ素を含むことができ、更に具体的には、本質的に炭化ケイ素からなってもよい。ある特定の実施例では、第２の粉末材料は本質的に黒色炭化ケイ素からなってもよい。
【００２４】
第２の粉末材料は、本明細書の実施形態に従うセラミック物品の形成を促進するのに好適な、Ｄ５０値として概して表されてもよい第２の平均微粒子径（ＰＳ２）を有し得る。例えば、第２の粉末材料は、約８ミクロン以下の第２の平均微粒子径を有してもよい。他の例では、第２の平均微粒子径は、約６ミクロン以下、約４ミクロン以下、約２ミクロン以下、約１ミクロン以下、または更に約０．９ミクロン以下など、より小さくてもよい。また別の非限定的な実施形態では、第２の粉末材料は、少なくとも約０．２ミクロン、少なくとも約０．３ミクロン、少なくとも約０．４ミクロン、少なくとも約０．５ミクロン、少なくとも約０．６ミクロン、または更に少なくとも約０．７ミクロンの第２の平均微粒子径を有することができる。第２の平均微粒子径は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００２５】
第２の粉末材料はまた、セラミック体の形成を促進するために特定の比表面積を有するように選択されてもよい。例えば、第２の粉末材料は、少なくとも約６ｍ２／ｇであり得る第２の比表面積（ＳＳＡ２）を有してもよい。また別の例では、第２の比表面積は、少なくとも約１０２／ｇ、少なくとも約１２ｍ２／ｇ、少なくとも約１４ｍ２／ｇなど、少なくとも約８ｍ２／ｇであり得る。また別の非限定的な実施形態では、第２の比表面積は、約３０ｍ２／ｇ以下、約２５ｍ２／ｇ以下、約２０ｍ２／ｇ以下、または更に約１８ｍ２／ｇ以下であってもよい。第２の比表面積は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００２６】
第２の粉末材料は、例えば、ある元素または組成物を比較的含まないものを含む、例えば、金属ケイ素、酸化物、窒化物、ホウ化物、およびそれらの組み合わせを本質的に含まないものを含む、特定の組成物を有してもよい。その上、一実施形態に従って、第２の粉末材料は、本明細書のセラミック物品の形成を促進してよい特定の含有量のアルミニウムを有し得る。例えば、第２の粉末材料中のアルミニウムの含有量は、第１の粉末材料中のアルミニウムの含有量を上回り得る。ある例では、第２の粉末材料は、少なくとも約１０００ｐｐｍ、少なくとも約１１００ｐｐｍ、少なくとも約１２００ｐｐｍ、少なくとも約１３００ｐｐｍ、少なくとも約１５００ｐｐｍ、少なくとも約１８００ｐｐｍなど、少なくとも約９００ｐｐｍのアルミニウム含有量を有し得る。また、ある非限定的な実施形態では、第２の粉末材料は、約２８００ｐｐｍ以下、または更に約２６００ｐｐｍ以下など、約３０００ｐｐｍ以下のアルミニウム含有量を有し得る。第２の粉末材料のアルミニウム含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００２７】
第２の粉末材料は、約１００ｐｐｍ未満、約５０ｐｐｍ未満、または更に約１０ｐｐｍ未満など、約２００ｐｐｍ未満などの、著しく低い含有量のホウ素を有し得る。
【００２８】
追加的に、少なくとも１つの実施形態では、第２の粉末材料は、例えば、少なくとも約５０ｐｐｍ、少なくとも約１００ｐｐｍ、少なくとも約２００ｐｐｍ、少なくとも約５００ｐｐｍ、少なくとも約１０００ｐｐｍ、または更に少なくとも約１５００ｐｐｍを含む、特定の含有量の鉄を有し得る。また、第２の粉末材料中の鉄の含有量は、約４０００ｐｐｍ以下、約３５００ｐｐｍ以下、または更に約３０００ｐｐｍ以下など、約５０００ｐｐｍ以下であってもよい。第２の粉末材料の鉄含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００２９】
第２の粉末材料中の鉄の含有量は、第１の粉末材料中の鉄の含有量よりはるかに多くてもよい。例えば、第２の粉末材料は、式中、Ｆｅ１が第１の粉末材料中の鉄の含有量であり、Ｆｅ２が第２の粉末材料中の鉄の含有量である、方程式（（Ｆｅ２−Ｆｅ１）／Ｆｅ２）×１００％に基づいて、少なくとも約１０％上回る含有量の鉄を有し得る。他の例では、第２の粉末材料は、第１の粉末材料中の鉄の含有量を、少なくとも約３０％上回る、少なくとも約５０％上回る、少なくとも約７０％上回る、または更に少なくとも約８５％上回るなど、少なくとも約２０％上回る含有量の鉄を有し得る。また、ある非限定的な実施形態では、第２の粉末材料中の鉄の含有量は、第１の粉末材料中の鉄の含有量を、約９９％以下多い、約９５％以下多い、または更に約９０％以下多くてもよい。第１の粉末材料と第２の粉末材料との間の鉄含有量における差異は上の最小および最大百分率のうちのいずれの範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３０】
また別の実施形態では、第２の粉末材料は、例えば、少なくとも約５０ｐｐｍ、少なくとも約８０ｐｐｍ、または更に少なくとも約１００ｐｐｍを含む、特定の含有量のチタンを有し得る。また、第２の粉末材料中のチタンの含有量は、約４００ｐｐｍ以下、約３００ｐｐｍ以下、または更に約２００ｐｐｍ以下など、約５００ｐｐｍ以下であってもよい。第２の粉末材料のチタン含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３１】
なおその上、第２の粉末材料は、例えば、約５００ｐｐｍ以下、約２５０ｐｐｍ以下、または更に約１００ｐｐｍ以下など、およそ、約１０００ｐｐｍ以下など、約２０００ｐｐｍ以下を含む、特定の含有量の遊離炭素を有し得る。また、第２の粉末材料中の遊離炭素の含有量は、少なくとも約１ｐｐｍ、少なくとも約１０ｐｐｍ、または更に少なくとも約２０ｐｐｍであり得る。第２の粉末材料の遊離炭素含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３２】
第２の粉末材料中の遊離炭素の含有量は、第１の粉末材料中の遊離炭素の含有量よりはるかに少なくてもよい。例えば、第１の粉末材料は、式中、Ｃ１が第１の粉末材料中の遊離炭素の含有量であり、Ｃ２が第２の粉末材料中の遊離炭素の含有量である、方程式（（Ｃ１−Ｃ２）／Ｃ１）×１００％に基づいて、少なくとも約１０％上回る含有量の遊離炭素を有し得る。他の例では、第１の粉末材料は、第２の粉末材料中の遊離炭素の含有量を少なくとも約３０％、少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、または更に少なくとも約８５％など、少なくとも約２０％上回る含有量の鉄を有し得る。また、ある非限定的な実施形態では、第１の粉末材料中の遊離炭素の含有量は、第２の粉末材料中の遊離炭素の含有量を、約９８％以下多い、または更に約９５％以下多いなど、約９９．９％以下多くてもよい。第１の粉末材料と第２の粉末材料との間の遊離炭素含有量における差異は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３３】
一配合設計に従って、混合物は、セラミック物品の形成を促進するために、特定の含有量の第２の粉末物質を有し得る。一実施例に従う第２の粉末材料の好適な含有量は、混合物の総重量に対して少なくとも約１０重量％であり得る。他の例では、混合物中の第１の粉末材料の量は、少なくとも約１５重量％、少なくとも約１８重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２２重量％、少なくとも約２５重量％、または更に少なくとも約２８重量％など、より多くてもよい。また別の非限定的な実施形態では、混合物中の第２の粉末材料の含有量は、約４０重量％以下、約３８重量％以下、約３５重量％以下、または更に約３２重量％以下など、約５０重量％以下であってもよい。混合物中の第２の粉末材料の含有量は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３４】
少なくとも１つの実施形態に従って、混合物は、セラミック物品の形成を促進するために、第１の粉末物質（ＰＭ１）および第２の粉末材料（ＰＭ２）の含有量（重量％）の特定の比率を有するように形成され得る。例えば、混合物は、少なくとも約１．２、少なくとも約１．３、または更に少なくとも約１．４など、少なくとも約１．１である、第１の粉末材料の第２の粉末材料に対する含有量（重量％）の比率（ＰＭ１／ＰＭ２）を有し得る。また別の非限定的な実施形態では、比率（ＰＭ１／ＰＭ２）は、約６以下、約５以下、約４以下、約３以下、または更に約２以下など、約８以下であってもよい。比率は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３５】
ある例では、第１の粉末材料および第２の粉末材料は、本明細書の実施形態に従うセラミック物品の形成を促進するために相互に関係した特定の平均微粒子径を有し得る。例えば、第２の平均微粒子径（ＰＳ２）は、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）より小さくてもよい。特定の実施形態では、第２の平均微粒子径は、方程式（（ＰＳ１−ＰＳ２）／ＰＳ１）×１００％に基づいて、第１の平均微粒子径よりも少なくとも約５％小さくてもよい。別の例に従って、第２の平均微粒子径は、第１の平均微粒子径よりも、少なくとも約８％小さい、少なくとも約１０％小さい、少なくとも約１２％小さい、少なくとも約１４％小さい、少なくとも約１６％小さい、または更に少なくとも約１８％小さくてもよい。ある非限定的な実施形態では、第２の平均微粒子径は、第１の平均微粒子径よりも、約７０％以下小さい、約６０％以下小さい、約５０％以下小さい、約４５％以下小さい、約４０％以下小さい、約３５％以下小さい、または更に約３２％以下小さいなど、約８０％以下小さくてもよい。第１の平均微粒子径と第２の平均微粒子径との間の平均微粒子径における差異は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３６】
その上、本明細書の少なくとも１つの実施形態では、第１の粉末材料および第２の粉末材料は、セラミック物品の形成を促進するために相互に対する特定の比表面積を有し得る。例えば、第１の粉末材料は、第２の粉末材料の第２の比表面積（ＳＳＡ２）より小さい第１の比表面積（ＳＳＡ１）を有してもよい。一例では、第１の比表面積は、方程式（（ＳＳＡ２−ＳＳＡ１）／ＳＳＡ２）×１００％に基づいて、第２の比表面積より少なくとも約５％小さい。また、別の実施形態では、第１の比表面積は、第２の比表面積より、少なくとも約２０％小さい、少なくとも約３０％小さい、少なくとも約４０％小さい、少なくとも約５０％小さい、または更に少なくとも約５５％小さいなど、少なくとも約１０％小さい。また、ある非限定的な実施形態では、第１の比表面積は、第２の比表面積よりも、約８０％以下小さい、約７０％以下小さい、約６８％以下小さい、約６５％以下小さいなど、約９０％以下小さくてもよい。第１の比表面積と第２の比表面積との間の差異は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３７】
追加的に、第１の粉末材料および第２の粉末材料は、セラミック物品の形成を促進するために、アルミニウムの含有量における特定の差異を有し得る。例えば、第２の粉末材料は、方程式（（ＡＣ２−ＡＣ１）／ＡＣ２）×１００％に基づいて、第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）を少なくとも約５％上回るアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有し得る。また別の実施形態では、第２の粉末材料は、第１の粉末材料を、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、または更に少なくとも約５０％上回るアルミニウム含有量を有し得る。また、ある非限定的な実施形態では、第２の粉末材料のアルミニウム含有量は、第１の粉末材料のアルミニウム含有量の約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、または更に約７０％以下など、約９５％以下であり得る。第１の粉末材料と第２の粉末材料との間のアルミニウム含有量における差異は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００３８】
本明細書の特定の混合物は、第１の粉末材料および第２の粉末材料とは異なる添加剤を更に含んでもよい。添加剤の好適な例としては、結合材、ｐＨ調整剤、可塑剤などの、有機材料が挙げられる。ある特定の実施形態に従って、混合物は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含む添加剤を用いて形成される。一部の他の例示的な添加剤としては、トリエタノールアミン、アクリル類、ホルムアルデヒド類、樹脂類、およびそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、アミン類が挙げられる。
【００３９】
本明細書の実施形態に従う混合物は、セラミック物品の形成を促進するために、特定の総量の添加剤を有してもよい。例えば、混合物は、混合物の総重量に対して約１８重量％以下である総含有量の添加剤を有し得る。ある他の例では、添加剤の総含有量は、約１４重量％以下、または更に約１３重量％以下など、約１６重量％以下であり得る。また、少なくとも１つの非限定的な実施形態では、混合物中の添加剤の総含有量は、少なくとも約５重量％、少なくとも約７重量％、少なくとも約９重量％、少なくとも約１１重量％など、少なくとも約３重量％であってもよい。混合物中の添加剤の総含有量は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００４０】
混合物を好適に作製した後、プロセスは、混合物から素地体を形成することに続いてよい。素地体は、未完成形態であり、それ自体を支持することができ、かつ特に、完全な緻密化のために更なる処理を必要とする体であってもよい。ある実施形態では、形成のプロセスは、加圧、押し出し、鋳造、打ち抜き、およびそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態に従うと、形成のプロセスは鋳込み成形プロセスを含む。
【００４１】
形成プロセスを実施した後、乾燥プロセスを素地体に実施してもよい。乾燥は、素地体内の特定の材料を発揮させて、素地体を更なる加工に備えさせるために遂行され得る任意のプロセスであってよい。
【００４２】
乾燥プロセスを実施した後、素地体に焼結プロセスを受けさせてもよい。ある特定の実施形態では、素地体の焼結は、体の緻密化に作用するように高温熱処理を含み得る。とりわけ、本明細書に記載の他の特徴との併用における焼結プロセスは、セラミック物品の好適な特性に対して制御された粒子成長を促進するために実施されてもよい。一実施形態では、素地体の焼結は、少なくとも約１８００℃、少なくとも約１９００℃、または更に少なくとも約２０００℃など、少なくとも約１６００℃の焼結温度で実施され得る。また、ある非限定的な実施形態では、焼結温度は、約２４００℃以下、約２３００℃以下、約２２００℃以下、約２１８０℃以下など、約２０８０℃以下であってもよい。焼結温度は上の最小および最大温度のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００４３】
なおその上、焼結は、体が焼結温度で保たれる特定の期間で実施され得る。例えば、焼結温度での期間は、少なくとも約６０分、少なくとも約９０分、少なくとも約１２０分、または更に少なくとも約１５０分など、少なくとも約３０分であり得る。またある非限定的な実施形態では、焼結温度での期間は、約６時間以下、約４時間以下、約３時間以下であってもよい。焼結温度での期間は上の最小および最大時間のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００４４】
特定の焼結操作に対しては、焼結チャンバ内の雰囲気は不活性雰囲気であり得る。より具体的には、焼結は、希ガスを含む雰囲気中で実施されてもよい。更により具体的には、焼結は、本質的にアルゴンからなる雰囲気など、アルゴンを大半の含有量として含む雰囲気中で遂行されてもよい。特定の実施形態に従って、焼結は、雰囲気が希ガスなどの流動ガスを含む流動条件を利用してもよい。
【００４５】
焼結のための雰囲気はまた、特定の圧力を有するように制御されてもよい。例えば、焼結中の焼結チャンバ内の圧力は、少なくとも約０．５ｐｓｉであり、かつ約３ｐｓｉ以下であるなど、少なくとも約０．１ｐｓｉであり、かつ約１０ｐｓｉ以下である圧力を有する雰囲気中で焼結が実施されるであり得る。
【００４６】
焼結の遂行後、セラミック体が形成される。セラミック体は、焼結炭化ケイ素体の形態であり得る。なおその上、セラミック体は、それがセラミック体の総体積に対して約１０体積％以下の多孔率を有するように、特に高密度であってもよい。他の例では、セラミック体の多孔率は、約８体積％以下、約５体積％以下、約４体積％以下、約３体積％以下、約２体積％以下、または更に約１体積％以下など、より小さくてもよい。また、ある非限定的な実施形態では、セラミック体の多孔率は、少なくとも約０．１体積％であってもよい。多孔率は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００４７】
図１は、一実施形態に従うセラミック体の一部分の光学顕微鏡写真を含む。ある例では、セラミック体は多結晶性材料であり得る。例えば、セラミック体は、本質的に多結晶性材料からなり得る。なおその上、少なくとも１つの実施形態では、セラミック体は、第１の粒子型１０１と、第１の粒子型１０１とは異なる第２の粒子型１０３とを含み得る。またより具体的な実施形態では、セラミック体は、本質的に第１の粒子型１０１および第２の粒子型１０３からなってもよい。第１の粒子型１０１は第１の粉末材料から形成されてもよく、第２の粒子型１０３は実質的に第２の粉末材料から形成されてもよい。
【００４８】
例えば、一実施形態に従うと、第１の粒子型１０１は炭素を含み得、より具体的には炭化物を含み得る。ある特定の例示的な実施形態では、第１の粒子型１０１は炭化ケイ素を含み、本質的に炭化ケイ素からなってもよい。セラミック体は、例えば、金属ケイ素、窒化物を含む、特定の材料（例えば、窒化アルミニウム、酸化物材料、ホウ化物材料、およびそれらの組み合わせ）を本質的に含まなくてもよい。
【００４９】
とりわけ、本明細書に記載の特徴の組み合わせに基づいて、制御された粒子成長は、第１の粒子型１０１が第１の粉末材料の第１の平均微粒子径に対する特定の第１の平均粒子径を有してもよいように好適に達成され得る。一実施形態に従い、第１の平均粒子径は、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約８倍以下であり得る。また別の実施形態では、第１の粒子型１０１は、第１の平均微粒子径の約６倍以下、第１の平均微粒子径の約５倍以下、または更に第１の平均微粒子径の約４倍以下など、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約７倍以下の第１の平均粒子径を有する。また、別の実施形態に対しては、第１の平均粒子径は、第１の平均微粒子径の少なくとも約１．３倍、または更には第１の平均微粒子径の少なくとも約１．５倍など、第１の平均微粒子径の少なくとも約１．１倍であり得る。第１の平均微粒子径に対する第１の平均粒子径は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００５０】
セラミック体は、例えば、セラミック体が、セラミック体の総体積に対して少なくとも約５２体積％の第１の粒子型１０１を有するように、第１の粒子型１０１を大半の含有量として含有してもよい。他の例では、第１の粒子型１０１の含有量は、少なくとも約５５体積％、少なくとも約５８体積％、少なくとも約６２体積％、少なくとも約６５体積％、少なくとも約６８体積％、少なくとも約７２体積％、または更に少なくとも約７５体積％など、より多くてもよい。別の非限定的な実施形態では、セラミック体内の第１の粒子型１０１の含有量は、約９２体積％以下、約８８体積％以下、約８５体積％以下、約８２体積％以下、約７８体積％以下など、約９５体積％以下であってもよい。セラミック体内の第１の粒子型１０１の含有量は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００５１】
特定の実施形態に従って、第１の粒子型１０１は特定の縦横比を有し得る。例えば、第１の粒子型１０１は、約１．４以下の平均縦横比を有してよく、縦横比は、幅に対する長さの測定であり、長さは、２次元で観察した場合の第１の粒子型１０１の最長寸法であり、幅は、長さによって画定される方向に垂直である方向に２次元で測定される場合の第１の粒子型１０１の最短寸法である。そのような縦横比は、適当な技法（例えばＳＥＭ）を使用して観察した場合の、微粒子の好適な抽出試料の平均の長さおよび幅に基づくことが、理解されるであろう。ある例では、平均縦横比は約１．２以下であり得る。更に特定の他の例では、平均縦横比は約０．８以上であってもよい。少なくとも１つの非限定的な実施形態に対しては、第１の粒子型１０１は本質的に等軸であり得る。
【００５２】
特定の例示的なセラミック体においては、第１の粒子型１０１は、例えば少なくとも約１ミクロンの平均粒子径を含む、特定の平均粒子径を有し得る。他の実施形態に対しては、第１の平均粒子径は、少なくとも約２ミクロン、またはおよそ少なくとも約３ミクロンなど、より大きくてもよい。また、ある非限定的な実施形態では、第１の粒子型１０１の第１の平均粒子径は、約１２ミクロン以下、約１０ミクロン以下、約８ミクロン以下、または更に約６ミクロン以下など、約１５ミクロン以下であり得る。第１の粒子型１０１の第１の平均粒子径は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。その上、平均粒子径は、好適な倍率で観察した場合の、セラミック体内の第１の粒子型の好適な抽出試料の平均の長さの測定値に基づき得ることが、理解されるであろう。
【００５３】
本明細書で述べられる通り、セラミック体は、セラミック体内で分散される第２の粒子型１０３を更に含んでもよい。特定の例では、第２の粒子型１０３は、第１の粒子型１０１内で実質的に均一に分散され得る。一実施形態に従って、第２の粒子型１０３は炭素を含有し得、より具体的には炭化物材料を含有してもよい。特定の実施形態に対しては、第２の粒子型１０３は炭化ケイ素を含み得、実質的に炭化ケイ素から、および少しの含有量のアルミニウムからなってもよい。
【００５４】
第２の粒子型１０３は、セラミック体の形成を促進できる制御された量のアルミニウムを含み得る。セラミック体内のアルミニウム含有量の大部分は、第２の粒子型１０３内に含有されてもよい。なおその上、ある例では、第２の粒子型１０３は、第１の粒子型１０１より多いアルミニウム含有量を有し得る。ある例示的な実施形態に従って、アルミニウムは、第２の粒子型１０３内で粒内分散され得る。その上、第２の粒子型１０３は、少なくとも約５００ｐｐｍ、少なくとも約６００ｐｐｍ、少なくとも約７００ｐｐｍ、少なくとも約９００ｐｐｍ、少なくとも約１０００ｐｐｍ、少なくとも約１１００ｐｐｍ、少なくとも約１２００ｐｐｍ、少なくとも約１３００ｐｐｍ、少なくとも約１５００ｐｐｍ、または更に少なくとも約１８００ｐｐｍのアルミニウム含有量を有し得る。また、ある非限定的な実施例では、第２の粒子型１０３は、約２８００ｐｐｍ以下、または更に約２６００ｐｐｍ以下など、約３０００ｐｐｍ以下のアルミニウム含有量を有し得る。第２の粒子型１０３のアルミニウム含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００５５】
一実施形態に従い、第１の粒子型および第２の粒子型を含むセラミック体は、セラミック体の形成を促進することができる制御された量のアルミニウムを含み得る。ある例示的な実施形態に従うと、セラミック体は、約７００ｐｐｍ以下、約６００ｐｐｍ以下、約５８０ｐｐｍ以下、約５５０ｐｐｍ以下、約５３０ｐｐｍ以下、約５１０ｐｐｍ以下、または更に約５００ｐｐｍ以下など、約８００ｐｐｍ以下のアルミニウム含有量を有し得る。また、ある非限定的な実施形態では、セラミック体は、少なくとも約２００ｐｐｍ、少なくとも約２５０ｐｐｍ、少なくとも約３００ｐｐｍ、少なくとも約３５０ｐｐｍ、少なくとも約４００ｐｐｍ、少なくとも約４５０ｐｐｍ、または更に少なくとも約５００ｐｐｍなど、少なくとも約１００ｐｐｍのアルミニウム含有量を有し得る。セラミック体のアルミニウム含有量は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００５６】
第２の粒子型１０３は、一実施形態に従うセラミック体の形成を促進するために、特定の量で存在してもよい。例えば、第２の粒子型１０３は、例えば、セラミック体の総体積に対して約４８体積％以下を含む、セラミック体における粒子の総数の統計平均に基づく少量の含有量で存在し得る。また別の実施形態では、セラミック体は、約４２体積％以下、約４０体積％以下、または更に約３８体積％以下など、約４６体積％以下の第２の粒子型１０３を含有してもよい。ある非限定的な実施形態に従って、セラミック体中の第２の粒子型１０３の量は、少なくとも約１４体積％、少なくとも約１８体積％、少なくとも約２０体積％、少なくとも約２２体積％、少なくとも約２５体積％、少なくとも約２８体積％、または更に少なくとも約３０体積％など、少なくとも約１０体積％であり得る。第２の粒子型１０３の含有量は上の最小および最大百分率のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００５７】
本明細書に記載の特徴の組み合わせに基づいて、制御された粒子成長は、第２の粒子型１０３が第２の粉末材料の第２の平均微粒子径に対する特定の第２の平均粒子径を有してもよいように好適に達成され得る。一実施形態に従い、第２の平均粒子径は、第２の平均微粒子径（ＰＳ２）の約１０００倍以下であってもよい。また別の実施形態では、第２の粒子型１０３は、第２の平均微粒子径の約６００倍以下、第２の平均微粒子径の約４００倍以下、第２の平均微粒子径の約３００倍以下、または更に第２の平均微粒子径の約２００倍以下など、第２の平均微粒子径の約８００倍以下の第２の平均粒子径を有する。また、別の実施形態に対しては、第２の平均粒子径は、第２の平均微粒子径の少なくとも約５０倍、または更に第２の平均微粒子径の少なくとも約１００倍など、第２の平均微粒子径の少なくとも約１．１倍であり得る。第２の平均微粒子径に対する第２の平均粒子径は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。その上、平均粒子径は、好適な倍率で観察した場合の、セラミック体内の第２の粒子型の好適な抽出試料の平均の長さの測定値に基づき得ることが、理解されるであろう。
【００５８】
本明細書に記載の特徴の組み合わせに基づいて、制御された粒子成長は、第２の粒子型１０３が第１の粒子型１０１の第１の平均粒子径に対する特定の第２の平均粒子径を有してもよいように好適に達成され得る。一実施形態に従い、第２の平均粒子径は、第１の平均粒子径の約１０００倍以下であってもよい。また別の実施形態では、第２の粒子型１０３は、第１の平均粒子径の約６００倍以下、第１の平均微粒子径の約４００倍以下、第１の平均微粒子径の約３００倍以下、または更に第１の平均粒子径の約２００倍以下など、第１の平均粒子径の約８００倍以下の第２の平均粒子径を有する。また、別の実施形態に対しては、第２の平均粒子径は、第１の平均粒子径の少なくとも約５０倍、または更には第１の平均粒子径の少なくとも約１００倍など、第１の平均粒子径の少なくとも約１．１倍であり得る。第１の平均粒子径に対する第２の平均粒子径は上の最小および最大値のうちのいずれの間の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。その上、平均粒子径は、好適な倍率で観察した場合の、セラミック体内の第２の粒子型の好適な抽出試料の平均の長さの測定値に基づき得ることが、理解されるであろう。
【００５９】
とりわけ、本明細書の実施形態の１つ以上の特徴は、第１および第２の粒子型の制御された粒子成長を促進する。なおその上、本明細書の実施形態の１つ以上の特徴は、それぞれ第１の粒子型および第２の粒子型の、制御された等方性および異方性成長を促進する。具体的には、第２の粒子型が特に制御された異方性成長を通して形成されてもよいことにより、第２の粉末材料の１つの方向への成長は別の方向への成長よりもはるかに大きく、それ故に第２の粒子型が細長い形状を有するのを促進する。
【００６０】
少なくとも１つの実施形態では、第２の粒子型１０３は、針状または細長くてもよい。例えば、第２の粒子型１０３は、少なくとも約１．４の平均縦横比（ｌ／ｗ）を有してよく、縦横比は、幅（ｗ）に対する長さ（ｌ）の測定であり、長さは、２次元で観察した場合の第２の粒子型１０３の最長寸法であり、幅は、長さによって画定される方向に垂直である方向に２次元で測定される場合の第２の粒子型１０３の最短寸法である。そのような縦横比は、適当な技法（例えばＳＥＭ）を使用して観察した場合の、微粒子の好適な抽出試料の平均の長さおよび幅に基づくことが、理解されるであろう。別の実施形態に従って、第２の粒子型１０３の平均縦横比は、少なくとも約１．８、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約４、または更に少なくとも約１０であり得る。また、ある非限定的な実施形態では、第２の粒子型１０３の平均縦横比は、約１００以下であってもよい。
【００６１】
一実施形態に従い、セラミック体は、無作為に選択された領域から観察可能である、特定の平均数の第２の粒子型を含み得る。第２の粒子型の平均数は、無作為に選択された領域の数によって平均化された、無作為に選択された領域中で観察可能である１００個の第２の粒子型より多い第２の粒子型の平均数によって画定され得ることが、理解されるであろう。特定の例では、１００個より多い第２の粒子の平均数は、約１３００μｍ×約１１００μｍの無作為に選択された領域中で観察した場合に、約４０個以下、約３０個以下、または更に約２０個以下など、約４８個以下であり得る。また、別の非限定的な実施形態では、１００個より多い第２の粒子の平均数は、約１３００μｍ×約１１００μｍの無作為に選択された試料観察領域中で観察した場合に、少なくとも約５個、少なくとも約１０個、少なくとも約１５個、または更に少なくとも約２０個など、少なくとも約３個であってもよい。観察可能な第２の粒子の平均数は上で述べられた最大または最小値のうちのいずれの範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。上で示された値は別の特定の無作為に選択された領域内で観察され得ることも、理解されるであろう。例えば、無作為に選択された領域は、約１１４０μｍ×約８２５μｍの領域を含み得る。
【００６２】
少なくとも１つの実施形態では、第２の粒子型１０３は、第１の粒子型１０１の平均粒子径（ＧＳ１）より大きい平均粒子径（ＧＳ２）を有し得る。例えば、ある例では、第２の平均粒子径は、方程式（（ＧＳ２−ＧＳ１）／ＧＳ２）×１００％に基づいて、第１の平均粒子径を少なくとも約５％上回ってもよい。また別の実施形態では、第２の平均粒子径は、第１の平均粒子径を、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、または更に少なくとも約５０％など、少なくとも約１０％上回り得る。別の実施例に従って、第２の平均粒子径は、第１の平均粒子径より、約９０％以下大きい、約８５％以下大きい、約８０％以下大きい、約７５％以下大きい、または更に約７０％以下大きいなど、約９５％以下大きくてもよい。
【００６３】
少なくとも１つの実施形態では、第２の粒子型１０３は、少なくとも約１０ミクロン、少なくとも約２０ミクロン、少なくとも約４０ミクロン、少なくとも約６０ミクロン、少なくとも約８０ミクロン、または更に少なくとも約１００ミクロンなど、少なくとも約４ミクロンの第２の平均粒子径（ＧＳ２）を有し得る。別の非限定的な実施形態に従って、第２の粒子型１０３の平均粒子径は、約１０００ミクロン以下、約８００ミクロン以下、約６００ミクロン以下、約４００ミクロン以下であってもよい。
【００６４】
一実施形態に従い、セラミック体は、第２の粒子型に対する第１の粒子型の含有量の特定の比率を有し得る。例えば、第２の粒子型に対する第１の粒子型の含有量の比率は、約３．０以下、約２．５以下、または更に約２．０以下など、約３．５以下であってもよい。別の非限定的な実施形態では、第２の粒子型に対する第１の粒子型の含有量の比率は、少なくとも約１．０、少なくとも約１．５、または更に少なくとも約２．０など、少なくとも約０．５であり得る。第２の粒子型に対する第１の粒子型の比率は上で述べられた最大または最小値のうちのいずれの範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００６５】
一実施形態に従い、セラミック体は、特定の濃度の第２の粒子型を有し得る。ある例では、セラミック体は、ｍｍ２当たり約３４以下、ｍｍ２当たり約３０以下、ｍｍ２当たり約２５以下、ｍｍ２当たり約２０以下、ｍｍ２当たり約１５以下、ｍｍ２当たり約１４以下、ｍｍ２当たり約１３以下、ｍｍ２当たり約１２以下の第２の粒子型の濃度を有し得る。別の非限定的な実施形態では、セラミック体は、ｍｍ２当たり少なくとも約４、ｍｍ２当たり少なくとも約５、ｍｍ２当たり少なくとも約６、ｍｍ２当たり少なくとも約７、ｍｍ２当たり少なくとも約８、ｍｍ２当たり少なくとも約９、ｍｍ２当たり少なくとも約１０の、第２の粒子型の濃度を有し得る。セラミック体は上で述べられた最大および最小値のうちのいずれの間の第２の粒子型の濃度を有してもよいことが、理解されるであろう。
【００６６】
本明細書の実施形態のセラミック体は、装甲としての使用に特に適していてもよい。本明細書の実施形態は、制御された粒子成長を促進する特徴の組み合わせによって促進される、制御された微細構造および特定の機械特性を有するセラミック体を対象とする。特徴の組み合わせとしては、原料粉末の相対的サイズおよび比表面積、アルミニウムの含有量、元素の分散、特定の材料の欠如、ならびに最新技術からの脱却を表す他のものが挙げられるが、これらに限定されない。本説明は、特徴の序列ではなく、本発明を定義するために１つ以上のやり方で組み合わせることができる異なる特徴を示すことを意図する。
【００６７】
実施形態に従い、セラミック体は特定の硬度を有してもよい。特定の例では、セラミック体は、約２４５０Ｐａ以下、約２４００Ｐａ以下、約２３５０Ｐａ以下、約２３００Ｐａ以下、または更に約２２５０Ｐａ以下など、約２５００Ｐａ以下のヌープ硬度（Ｐａ）（荷重１ｋｇ）を有してもよい。別の非限定的な実施形態では、セラミック体は、少なくとも約２０５０Ｐａ、少なくとも約２１００Ｐａ、少なくとも約２１５０Ｐａ、少なくとも約２２００Ｐａ、または更に少なくとも約２２５０Ｐａなど、少なくとも約２０００Ｐａのヌープ硬度（Ｐａ）（荷重１ｋｇ）を有してもよい。ヌープ硬度は上で述べられたいずれの最大または最小値の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００６８】
実施形態に従い、セラミック体は特定の密度を有してもよい。特定の例では、セラミック体は、約３．４０ｇ／ｃｍ２以下、約３．３０以下、約３．２０ｇ／ｃｍ２以下、約３．２０以下、約３．１５ｇ／ｃｍ２以下など、約３．５０ｇ／ｃｍ２以下の密度を有してもよい。別の非限定的な実施形態では、セラミック体は、少なくとも約３．０５ｇ／ｃｍ２、少なくとも約３．１０ｇ／ｃｍ２、または更に少なくとも約３．１３ｇ／ｃｍ２など、少なくとも約３．０ｇ／ｃｍ２の密度を有してもよい。セラミック体の密度は上で述べられた最大または最小値のうちのいずれの範囲内であってもよいことが、理解されるであろう。
【００６９】
一実施形態に従い、セラミック体は、第１の粒子型の平均粒子径に対する第２の粒子型の特定の平均粒子径を有してもよい。特定の例では、装甲部品は、第１の粒子型の平均粒子径の約８００倍以下、第１の粒子型の平均粒子径の約６００倍以下、第１の粒子型の平均粒子径の約４００倍以下、第１の粒子型の平均粒子径の約３００倍以下、または更に第１の粒子型の平均粒子径の約２００倍以下など、第１の粒子型の平均粒子径の約１０００倍以下である平均粒子径を有する第２の粒子型を有し得る。別の非限定的な実施形態では、装甲部品は、第１の粒子型の平均粒子径の少なくとも約５０倍、または更に第１の粒子型の平均粒子径の少なくとも約１００倍など、第１の粒子型の平均粒子径の少なくとも約１．１倍の平均粒子径を有する第２の粒子型を有し得る。第１の粒子型に対する第２の粒子型の平均粒子径は上で述べられたいずれの最大または最小値の範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００７０】
一実施形態に従い、セラミック体は、特定の重量パーセント（重量％）の４Ｈのポリタイプ構造を有する粒子を有し得る。特定の例では、セラミック体は、少なくとも約３５重量％の４Ｈのポリタイプを有する粒子、少なくとも約４０重量％の４Ｈのポリタイプを有する粒子、または更に少なくとも約４５重量％の４Ｈのポリタイプを有する粒子など、少なくとも約３０重量％の４Ｈのポリタイプを有する粒子を含み得る。別の非限定的な実施例では、セラミック体は、約４５重量％以下の４Ｈのポリタイプを有する粒子、約４０重量％以下の４Ｈのポリタイプを有する粒子、または更に約３５重量％以下の４Ｈのポリタイプを有する粒子など、約５０重量％以下の４Ｈのポリタイプを有する粒子を有し得る。セラミック体における４Ｈのポリタイプを有する粒子の重量パーセントは上で述べられた最大または最小値のうちのいずれの範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００７１】
一実施形態に従い、セラミック体は、特定の重量パーセント（重量％）の６Ｈのポリタイプ構造を有する粒子を有し得る。特定の例では、セラミック体は、少なくとも約５０重量％の６Ｈのポリタイプを有する粒子、少なくとも約５５重量％の６Ｈのポリタイプを有する粒子、少なくとも約６０重量％の６Ｈのポリタイプを有する粒子、または更に少なくとも約６５重量％の６Ｈのポリタイプを有する粒子など、少なくとも約４８重量％の６Ｈのポリタイプを有する粒子を含み得る。別の非限定的な実施形態では、セラミック体は、約６５重量％以下の６Ｈのポリタイプを有する粒子、約６０重量％以下の６Ｈのポリタイプを有する粒子、約５５重量％以下の６Ｈのポリタイプを有する粒子、または更に約５０重量％以下の６Ｈのポリタイプを有する粒子など、約６７重量％以下の６Ｈのポリタイプを有する粒子を有し得る。セラミック体における６Ｈのポリタイプを有する粒子の重量パーセントは上で述べられた最大または最小値のうちのいずれの範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００７２】
一実施形態に従い、セラミック体は、４Ｈのポリタイプを有する粒子に対する６Ｈのポリタイプを有する粒子の比率を有し得る。特定の例では、セラミック体は、約３．０以下、約２．５以下、または更に約２．０以下など、約３．５以下の４Ｈのポリタイプを有する粒子に対する６Ｈのポリタイプを有する粒子の比率を有し得る。別の非限定的な実施形態では、セラミック体は、少なくとも約１．０、または更に少なくとも約１．５など、少なくとも約０．５の４Ｈのポリタイプを有する粒子に対する６Ｈのポリタイプを有する粒子の比率を有し得る。セラミック体における４Ｈのポリタイプを有する粒子に対する６Ｈのポリタイプを有する粒子の比率は、上で述べられた最大または最小値のうちのいずれの範囲内でもあり得ることが、理解されるであろう。
【００７３】
実施形態に従い、装甲部品は、セラミック体、およびセラミック体に隣接する第１の部品を含み得る。特定の例では、第１の部品はセラミック体の上を覆ってもよい。他の実施形態では、第１の部品はセラミック体に対して特定の位置を有してもよいことが、理解されるであろう。例えば、第１の部品はセラミック体の下を覆ってもよい。更に、装甲部品の別の構成は、第１の部品と第３の部品との間に配置されるセラミック体を含み得る。他の部品（例えば、第１の部品および第２の部品）に対するセラミック体の様々な好適な配列が企図され、本明細書に記載の実施形態の範囲内であることが、理解されるであろう。実施形態に従い、第１の部品は、セラミック体の少なくとも一部分で当接することができ、より具体的には、セラミック体の第１の主表面と直接接触していてもよい。より具体的には、第１の部品およびセラミック体は、セラミック体の第１の主表面で相互に結合されてもよい。
【００７４】
実施形態に従い、第１の部品は、ホウ化物、窒化物、酸化物、炭化物、およびそれらの任意の組み合わせなどの、セラミックを含むがこれに限定されない特定の材料を含んでもよい。具体的には、第１の部品１０２は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、六ホウ化カルシウム（ＣａＢ６）、十二ホウ化アルミニウム（ＡｌＢ１２）、ホウ素亜酸化物（Ｂ６Ｏ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。また別の代替的な実施形態では、第１の部品は、有機材料部品などの材料、およびより具体的には、ポリエチレン、ポリウレタン、フッ素化ポリマー、樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性材料、パラ系アラミド繊維、およびそれらの任意の組み合わせなどのポリマーを含んでもよい。
【００７５】
更に、第１の部品は複合材料を含んでもよく、複合材料は、例えば、天然材料、合成材料、有機材料、無機材料、およびそれらの任意の組み合わせを含む材料の組み合わせを含んでもよいことが理解されるであろう。一部の好適な無機材料としては、セラミック、金属、ガラスなどが挙げられる。
【００７６】
ある特定の実施形態では、第１の部品はホウ化物材料を含んでもよい。特定の例では、ホウ化物材料は、例えば遷移金属元素を含むがこれに限定されない、１つの金属元素を含んでもよい。ある例では、金属元素は、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。例えば、第１の部品１０２は、六ホウ化カルシウム（ＣａＢ６）、十二ホウ化アルミニウム（ＡｌＢ１２）、二ホウ化マグネシウムアルミニウム（ＭｇＡｌＢ２）を含んでもよい。ある特定の例では、第１の部品は、ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ２）を含んでもよい。また別の実施形態では、第１の部品は、ホウ化チタン（ＴｉＢ２）を含んでもよい。
【００７７】
代替的な実施形態では、第１の部品は、セラミック体の組成物とは異なる第１の組成物などの組成物を含んでもよい。例えば、第１の部品は、セラミック体内に含有される窒化物材料とは異なる窒化物材料を含む第１の組成物を含んでもよい。第１の部品の窒化物材料は、金属元素、具体的には遷移金属元素を含んでもよい。特定の例では、第１の部品は、窒化シリカ（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００７８】
別の実施形態に従い、第１の部品は、酸化物材料を含むセラミック材料を含んでもよい。ある例では、酸化物材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ホウ素亜酸化物（Ｂ６Ｏ）、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。他の例では、酸化物材料は、例えば、遷移金属元素を含むがこれに限定されない、少なくとも１つの元素を含んでもよい。例えば、一部の好適な金属元素としては、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、およびそれらの組み合わせが挙げられる。ある特定の例では、第１の組成物は、イットリア（Ｙ２Ｏ３）を含む酸化物材料を含み得る。別の実施形態では、第１の組成物は、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を含む酸化物材料を含み得る。
【００７９】
また別の実施形態では、第１の部品は、炭化物材料などのセラミック材料を含んでもよい。好適な炭化物材料は、例えば遷移金属元素を含むがこれに限定されない、少なくとも１つの金属元素を含んでもよい。一部の好適な遷移金属元素としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、およびそれらの組み合わせが挙げられる。例えば、第１の部品は、炭化チタン（ＴｉＣ）を含むセラミック材料を含んでもよい。別の実施形態では、第１の部品は、炭化アルミニウム（Ａｌ４Ｃ３）を含む炭化物材料を含み得る。別の実施形態では、第１の部品は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含んでもよい。また別の実施形態では、第１の部品は、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を含む炭化物材料を含み得る。
【００８０】
また別の例では、第１の部品は、一部の天然材料、例えば織布材料を含んでもよい。別の例では、第１の部品は、不織布材料を含んでもよい。織布および不織布材料の一部の好適な例としては、繊維を利用したものが挙げられ、より具体的には、弾道繊維が挙げられる。実施形態に従い、弾道繊維は、天然材料、合成材料、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。ある特定の設計に従って、第１の部品は、ナイロンを含む弾道繊維を含んでもよい。
【００８１】
別の態様では、装甲部品は、第１の部品およびセラミック体とは異なる第２の部品を含んでもよい。ある例では、セラミック体、第１の部品、または第２の部品のうちの１つ以上は、層の形態にあってもよい。そのため、第２の部品は、本明細書の実施形態で説明される通り、セラミック体および第１の部品に実質的に類似した寸法を有し得る。更に解説される通り、第２の部品はセラミック部品に隣接してもよい。具体的には、第２の部品はセラミック体の上を覆っていてもよい。例えば、第２の部品はセラミック体の下を覆っていることができ、より具体的には、セラミック体に当接していてもよい。第２の部品は、本明細書の実施形態で説明される第１の部品およびセラミック体の特質のうちのいずれをも有し得ることが、理解されるであろう。
【００８２】
実施例１
第１の炭化ケイ素粉末（即ち、緑色炭化ケイ素）材料と、炭素およびアルミニウムを含む第２の炭化ケイ素粉末（即ち、黒色炭化ケイ素）材料とを混合して、第１の試料混合物（Ｓ１）を調整した。黒色炭化ケイ素粉末材料は、約８００〜９００ｐｐｍのアルミニウム含有量を有した。第１の試料混合物（Ｓ１）は、混合物の総重量に対して約３０重量％の第２の粉末材料を含んだ。混合物の残りの含有量は、第１の粉末材料および適当な結合剤を含んだ。混合物を素地体に形成した。
【００８３】
素地体を常圧焼結条件下の不活性ガス雰囲気にある炉の中で焼結させ、炉を約６時間かけて約２０００℃〜約２２００℃の焼結温度に温めた。体を約６時間焼結温度で保持して、実施形態に従うセラミック体を形成した。
【００８４】
次に、試料Ｓ１のセラミック体を観察のために調整して、第２の粒子の濃度基準試験に従って第２の粒子型の濃度を判定した。第２の粒子型の濃度を算出するための手順は、試料を切断し、切断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）での観察のために調整することを含む。試料の無作為の領域を５０倍の倍率で観察し、約１．４ｍｍ２の観察領域、具体的には１３００μｍ×約１１００μｍの試料の領域を画定する。第２の粒子型は細長い粒子である。観察領域中の１００μｍより長い第２の粒子型のうちのどれをも、第２の粒子型の一部として数える。試料上の無作為に選択した他の領域でプロセスを繰り返して、統計的に適切な平均を得る。第２の粒子型の濃度を、観察領域内の１００ミクロン超の長さを有する粒子の数と、粒子の数を面積（即ち、約１．４）で割ることとで算出する。
【００８５】
表１において下で示される通り、試料Ｓ１は、ｍｍ２当たりの細長い粒子の平均数約１２．６に対応して、１３００μｍ×１１００μｍの視野における１００μｍより大きい粒子の平均数１８を有した。
【００８６】
実施例２
第３の試料（Ｓ２）を、約４０％の第２の粉末材料の含有量を有することを除いて、試料Ｓ１と同様に調整した。表１において示される通り、Ｓ２は、ｍｍ２当たりの細長い粒子の平均数約１８．９に対応して、１３００μｍ×１１００μｍの視野における１００μｍより大きい粒子の平均数２７を有した。
【００８７】
実施例３
第４の試料（Ｓ３）を、約３３％の第２の粉末材料の含有量を有することを除いて、試料Ｓ１と同様に調整した。表１において示される通り、Ｓ３は、ｍｍ２当たりの細長い粒子の平均数約１０．５に対応して、１３００μｍ×１１００μｍの視野における１００μｍより大きい粒子の平均数１５を有した。
【００８８】
実施例４
第５の試料（Ｓ４）を、約３３％の第２の粉末材料の含有量を有して、試料Ｓ３と同様に調整した。表１において示される通り、Ｓ５は、ｍｍ２当たりの細長い粒子の平均数約１０．５に対応して、１３００μｍ×１１００μｍの視野における１００μｍより大きい粒子の平均数１７を有した。
【００８９】
実施例５
図２は、約１１４０μｍ×約８２５μｍの無作為に選択した領域の１００μｍより大きい粒子の平均数約５０を有するセラミック体の比較実施例（ＣＳ１）の写真である。表１において示される通り、ＣＳ１は、ｍｍ２当たりの細長い粒子の平均数約５３．２を有した。
【００９０】
【表１】
2015525198.tif 000003
【００９１】
多くの異なる態様および実施形態が可能である。それらの態様および実施形態のうちの一部が以下に記載される。本明細書の読後に、当業者は、これらの態様および実施形態が一例にすぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを理解するであろう。実施形態は、下に列挙される付記のうちのどの１つ以上に従ってもよい。
【００９２】
付記１．セラミック体を形成する方法は、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）を有する炭素を含む第１の粉末材料（ＰＭ１）と、炭素を含み第１の粉末材料とは異なる第２の粉末材料であって、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）より小さい第２の平均微粒子径（ＰＳ２）を有し、かつ第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）を上回るアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有する第２の粉末材料とを含む混合物を形成することを含み得る。方法はまた、混合物から素地体を形成することと、素地体を焼結させて、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約８倍以下の平均粒子径を有する第１の粒子型を含むセラミック体を形成することとを含み得る。
【００９３】
付記２．第１の粉末材料が炭素系材料であり、第１の粉末材料が炭化ケイ素を含み、第１の粉末材料が本質的に炭化ケイ素からなる、付記１に記載の方法。
【００９４】
付記３．第１の粉末材料が、約１０ミクロン以下、約８ミクロン以下、約６ミクロン以下、約４ミクロン以下、約３ミクロン以下、約２ミクロン以下であり、かつ少なくとも約０．１ミクロン、少なくとも約０．２ミクロン、少なくとも約０．３ミクロン、少なくとも約０．４ミクロン、少なくとも約０．５ミクロン、少なくとも約０．６ミクロン、少なくとも約０．７ミクロン、少なくとも約０．８ミクロン、少なくとも約０．９ミクロンである第１の平均微粒子径を有する、付記１に記載の方法。
【００９５】
付記４．第２の平均微粒子径が、方程式（（ＰＳ１−ＰＳ２）／ＰＳ１）×１００％に基づいて、第１の平均微粒子径よりも少なくとも約５％少なく、少なくとも約８％少なく、少なくとも約１０％少なく、少なくとも約１２％少なく、少なくとも約１４％少なく、少なくとも約１６％少なく、少なくとも約１８％少なく、かつ約８０％以下少なく、約７０％以下少なく、約６０％以下少なく、約５０％以下少なく、約４５％以下少なく、約４０％以下少なく、約３５％以下少なく、約３２％以下少ない、付記１に記載の方法。
【００９６】
付記５．第２の粉末材料が炭素系材料であり、第２の粉末材料が炭化ケイ素を含み、第２の粉末材料が本質的に炭化ケイ素からなり、第２の粉末材料が本質的に黒色炭化ケイ素からなる、付記１に記載の方法。
【００９７】
付記６．第２の粉末材料が、約８ミクロン以下、約６ミクロン以下、約４ミクロン以下、約２ミクロン以下、約１ミクロン以下、約０．９ミクロン以下であり、かつ少なくとも約０．２ミクロン、少なくとも約０．３ミクロン、少なくとも約０．４ミクロン、少なくとも約０．５ミクロン、少なくとも約０．６ミクロン、少なくとも約０．７ミクロンである第２の平均微粒子径を有する、付記１に記載の方法。
【００９８】
付記７．第１の粉末材料が比表面積（ＳＳＡ１）を有し、第２の粉末材料が第２の比表面積（ＳＳＡ２）を有し、第１の比表面積が第２の比表面より小さく、第１の比表面積が、方程式（（ＳＳＡ２−ＳＳＡ１）／ＳＳＡ２）×１００％に基づいて、第２の比表面積よりも、少なくとも約５％小さい、少なくとも約１０％小さい、少なくとも約２０％小さい、少なくとも約３０％小さい、少なくとも約４０％小さい、少なくとも約５０％小さい、少なくとも約５５％小さい、かつ約９０％以下小さい、約８０％以下小さい、約７０％以下小さい、約６８％以下小さい、約６５％以下小さい、付記１に記載の方法。
【００９９】
付記８．混合物が、少なくとも約１．１、少なくとも約１．２、少なくとも約１．３、少なくとも約１．４であり、かつ約８以下、約６以下、約５以下、約４以下、約３以下、約２以下である、第１の粉末材料の第２の粉末材料に対する含有量（重量％）の比率（ＰＭ１／ＰＭ２）を有する、付記１に記載の方法。
【０１００】
付記９．混合物が、混合物の総重量に対して、少なくとも約１０重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、少なくとも約４０重量％、少なくとも約４５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約５３重量％、少なくとも約５５重量％であり、かつ約９０重量％以下、約８０重量％以下、約７０重量％以下、約６８重量％以下、約６５重量％以下、約６２重量％以下、約５９重量％以下である第１の粉末の含有量を有する、付記１に記載の方法。
【０１０１】
付記１０．混合物が、混合物の総重量に対して、少なくとも約１０重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約１８重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２２重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約２８重量％であり、かつ約５０重量％以下、約４０重量％以下、約３８重量％以下、約３５重量％以下、約３２重量％以下である第２の粉末の含有量を有する、付記１に記載の方法。
【０１０２】
付記１１．混合物が添加剤を更に含み、添加剤が有機材料を含み、添加剤が結合剤を含み、添加剤がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含み、添加剤が、ポリビニルアルコール、トリエタノールアミン、アクリル類、ホルムアルデヒド類、樹脂類、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、付記１に記載の方法。
【０１０３】
付記１２．混合物が、混合物の総重量に対して、約１８重量％以下、約１６重量％以下、約１４重量％以下、約１３重量％以下であり、かつ少なくとも約３重量％、少なくとも約５重量％、少なくとも約７重量％、少なくとも約９重量％、少なくとも約１１重量％である添加剤の総含有量を有する、付記１に記載の方法。
【０１０４】
付記１３．第２の粉末材料が、方程式（（ＡＣ２−ＡＣ１）／ＡＣ２）×１００％に基づいて、第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）を少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％上回り、かつ約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下であるアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有する、付記１に記載の方法。
【０１０５】
付記１４．第１の粉末材料のアルミニウム含有量が、約８００ｐｐｍ未満、約７００ｐｐｍ未満、約６００ｐｐｍ未満、約５００ｐｐｍ未満、約４００ｐｐｍ未満、約３００ｐｐｍ未満であり、かつ少なくとも約１０ｐｐｍである、付記１に記載の方法。
【０１０６】
付記１５．第２の粉末材料のアルミニウム含有量が、少なくとも約９００ｐｐｍ、少なくとも約１０００ｐｐｍ、少なくとも約１１００ｐｐｍ、少なくとも約１２００ｐｐｍ、少なくとも約１３００ｐｐｍ、少なくとも約１５００ｐｐｍ、少なくとも約１８００ｐｐｍであり、かつ約３０００ｐｐｍ以下、約２８００ｐｐｍ以下、約２６００ｐｐｍ以下である、付記１に記載の方法。
【０１０７】
付記１６．混合物が湿式混合物である、付記１に記載の方法。
【０１０８】
付記１７．形成することが、加圧、押し出し、鋳造、打ち抜き、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される成形プロセスを含み、形成することが鋳込み成形を含む、付記１に記載の方法。
【０１０９】
付記１８．素地体を形成することが、素地体を乾燥させることを更に含む、付記１に記載の方法。
【０１１０】
付記１９．素地体を焼結させることが形成後に実施され、焼結させることが、少なくとも約１６００℃、少なくとも約１８００℃、少なくとも約１９００℃、少なくとも約２０００℃であり、かつ約２０８０℃以下、約２４００℃以下、約２３００℃以下、約２２００℃以下、約２１８０℃以下の焼結温度で実施される、付記１に記載の方法。
【０１１１】
付記２０．焼結させることが、焼結温度を、少なくとも約３０分、少なくとも約６０分、少なくとも約９０分、少なくとも約１２０分、少なくとも約１５０分であり、かつ約６時間以下、約４時間以下、約３時間以下の期間保持することを含む、付記１に記載の方法。
【０１１２】
付記２１．焼結させることが不活性雰囲気中で実施され、焼結させることが希ガスを含む雰囲気中で実施され、焼結させることがアルゴンを大半の含有量として含む雰囲気中で実施され、焼結することが本質的にアルゴンからなる雰囲気中で実施される、付記１に記載の方法。
【０１１３】
付記２２．焼結させることが、少なくとも約０．１ｐｓｉであり、かつ約１０ｐｓｉ以下である圧力を有する雰囲気中で実施される、付記１に記載の方法。
【０１１４】
付記２３．焼結させることが、セラミック体の総体積に対して約１０体積％以下、約８体積％以下、約５体積％以下、約４体積％以下、約３体積％以下、約２体積％以下、約１体積％以下であり、かつ少なくとも約０．１体積％である多孔率を有するセラミック体を形成する、付記１に記載の方法。
【０１１５】
付記２４．セラミック体が焼結炭化ケイ素体を含む、付記１に記載の方法。
【０１１６】
付記２５．第１の粒子型は、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約７倍以下、第１の平均微粒子径の約６倍以下、第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約５倍以下、第１の平均微粒子径の約４倍以下であり、かつ第１の平均微粒子径の少なくとも約１．１倍、第１の平均微粒子径の少なくとも約１．３倍、第１の平均微粒子径の少なくとも約１．５倍である平均粒子径を有する、付記１に記載の方法。
【０１１７】
付記２６．第１の粒子型がセラミック体内の大半の含有量で存在し、セラミック体が、セラミック体の総体積に対して少なくとも約５２体積％、少なくとも約５５体積％、少なくとも約５８体積％、少なくとも約６２体積％、少なくとも約６５体積％、少なくとも約６８体積％、少なくとも約７２体積％、少なくとも約７５体積％であり、かつ約９５体積％以下、約９２体積％以下、約８８体積％以下、約８５体積％以下、約８２体積％以下、約７８体積％以下である第１の粒子型を含む、付記１に記載の方法。
【０１１８】
付記２７．第１の粒子型が、約１．４を上回らない平均縦横比を含み、縦横比が幅に対する長さの測定であり、長さが、２次元で観察した場合の粒子の最長寸法であり、幅が、長さによって画定される方向に垂直である方向に２次元で測定される場合の粒子の最短寸法であり、縦横比が約１．２以下であり、縦横比が約０．８以上であり、第１の粒子型が本質的に等軸である、付記１に記載の方法。
【０１１９】
付記２８．第１の粒子型が、少なくとも約１ミクロン、少なくとも約２ミクロン、少なくとも約３ミクロンであり、かつ約１５ミクロン以下、約１２ミクロン以下、約１０ミクロン以下、約８ミクロン以下、約６ミクロン以下である平均粒子径を有する、付記１に記載の方法。
【０１２０】
付記２９．第１の粒子型が炭化物を含み、第１の粒子型が炭化ケイ素を含み、第１の粒子型が本質的に炭化ケイ素からなる、付記１に記載の方法。
【０１２１】
付記３０．第２の粒子型が第１の粒子型の間に実質的に均一に分散され、第２の粒子型が炭化物を含み、第２の粒子型が炭化ケイ素を含み、第１の粒子型が本質的に炭化ケイ素およびアルミニウムからなる、第２の粒子型がセラミック体内で分散されることを更に含む、付記１に記載の方法。
【０１２２】
付記３１．第２の粒子型が、少なくとも約５００ｐｐｍ、少なくとも約６００ｐｐｍ、少なくとも約７００ｐｐｍであり、かつ約３０００ｐｐｍ以下であるアルミニウム含有量を有する、付記３０に記載の方法。
【０１２３】
付記３２．第２の粒子型が第１の粒子型より多いアルミニウム含有量を有し、アルミニウムが第２の粒子型内で粒内分散される、付記３０に記載の方法。
【０１２４】
付記３３．第２の粒子型が、セラミック体中の粒子の総数の統計平均に基づく少量の含有量で存在し、セラミック体が、セラミック体の総体積に対して約４８体積％以下、約４６体積％以下、約４２体積％以下、約４０体積％以下、約３８体積％以下であり、かつ少なくとも約１０体積％、少なくとも約１４体積％、少なくとも約１８体積％、少なくとも約２０体積％、少なくとも約２２体積％、少なくとも約２５体積％、少なくとも約２８体積％、少なくとも約３０体積％である第２の粒子型を含む、付記３０に記載の方法。
【０１２５】
付記３４．第２の粒子型が、第２の平均微粒子径（ＰＳ２）の約１０００倍以下、第２の平均微粒子径の約８００倍以下、第２の平均微粒子径の約６００倍以下、第２の平均微粒子径の約４００倍以下、第２の平均微粒子径の約３００倍以下、第２の平均微粒子径の約２００倍以下であり、かつ第２の平均微粒子径の少なくとも約１．１倍である平均粒子径を有する、付記３０に記載の方法。
【０１２６】
付記３５．第２の粒子型が針状であり、第２の粒子型が少なくとも約１．４の平均縦横比を有し、縦横比が、幅に対する長さの測定であり、長さが、２次元で観察した場合の第２の粒子型の最長寸法であり、幅が、長さによって画定される方向に垂直である方向に２次元で測定される場合の第２の粒子型の最短寸法であり、縦横比が、少なくとも約１．８、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約４、少なくとも約１０であり、かつ約１００以下である、付記３０に記載の方法。
【０１２７】
付記３６．第２の粒子型が、第１の粒子型の平均粒子径（ＧＳ１）より大きい平均粒子径（ＧＳ２）を有し、第２の平均粒子径が、方程式（（ＧＳ２−ＧＳ１）／ＧＳ２）×１００％に基づいて、第１の平均粒子径を少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％上回り、かつ約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下である、付記３０に記載の方法。
【０１２８】
付記３７．第２の粒子型が、少なくとも約１０ミクロン、少なくとも約２０ミクロン、少なくとも約４０ミクロン、少なくとも約６０ミクロン、少なくとも約８０ミクロン、または更に少なくとも約１００ミクロンであり、かつ約１０００ミクロン以下、約８００ミクロン以下、約６００ミクロン以下、約４００ミクロン以下である平均粒子径を有する、付記３０に記載の方法。
【０１２９】
付記３８．第１の粒子型が炭化物を含み、第１の粒子型が炭化ケイ素を含み、第１の粒子型が本質的に炭化ケイ素からなる、付記１に記載の方法。
【０１３０】
付記３９．セラミック体が本質的に金属ケイ素を含まず、セラミック体が本質的に窒化アルミニウムを含まず、体が本質的に酸化物材料を含まず、体が本質的に窒化物材料を含まず、体が本質的にホウ化物材料を含まない、付記１に記載の方法。
【０１３１】
付記４０．セラミック体が多結晶性であり、セラミック体が本質的に第１の粒子型および第２の粒子型からなる、付記１に記載の方法。
【０１３２】
概要または実施例において上で説明された作業の全てが求められるわけではないこと、特定の作業の一部分は求められない場合があること、および１つ以上の更なる作業が説明されたものに加えて実施される場合があることに留意されたい。また更に、作業が列挙される順番は、必ずしもそれらが実施される順番ではない。
【０１３３】
利益、他の利点、および問題の解決法が、特定の実施形態に関して上で説明された。しかしながら、利益、利点、問題の解決法、およびいずれの利益、利点、または解決法を引き起こすまたはより顕著にし得るいずれの特徴（複数可）も、いずれのまたは全ての特許請求の範囲の重大な、必須の、または不可欠な特徴としても見なされるべきではない。
【０１３４】
本明細書に記載の実施形態の詳述および例示は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図する。詳述および例示が、本明細書に記載の構造または方法を使用する装置およびシステムの要素および特徴の全ての網羅的および包括的な説明となることは意図されない。別個の実施形態はまた、単独の実施形態において組み合わせで提供されてもよく、および逆に、簡潔化のために単独の実施形態という背景において説明される様々な特徴はまた、別個に、またはいずれの部分的組み合わせで提供されてもよい。更に、範囲で述べられる数値への言及は、その範囲内のありとあらゆる数値を含む。多くの他の実施形態は、本明細書の読後にのみ、当業者にとって明らかとなり得る。他の実施形態が使用されておよび本開示から派生して、構造的置換、論理的置換、または別の変更が本開示の範囲から逸脱することなくなされ得る。したがって、本開示は、制限的ではなく例示的と見なされるべきである。
【図１】
2015525198.tif 000004
【図２】
2015525198.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月3日(2015.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック体を形成する方法であって、
第１の平均微粒子径（ＰＳ１）を有する炭素を含む第１の粉末材料（ＰＭ１）と、
炭素を含み、かつ前記第１の粉末材料とは異なる第２の粉末材料（ＰＭ２）であって、前記第１の平均微粒子径（ＰＳ１）より小さい第２の平均微粒子径（ＰＳ２）を有し、かつ前記第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）を上回るアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有する、第２の粉末材料（ＰＭ２）と、を含む、混合物を形成することと、
前記混合物から素地体を形成することと、
前記素地体を焼結させて、前記第１の平均微粒子径（ＰＳ１）の約８倍以下の平均粒子径を有する第１の粒子型を含むセラミック体を形成することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第２の平均微粒子径が、方程式（（ＰＳ１−ＰＳ２）／ＰＳ１）×１００％に基づいて、前記第１の平均微粒子径よりも少なくとも約５％少なく、かつ約８０％以下少ない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の粉末材料が、方程式（（ＡＣ２−ＡＣ１）／ＡＣ２）×１００％に基づいて、前記第１の粉末材料のアルミニウム含有量（ＡＣ１）を少なくとも約５％上回り、かつ約９５％以下であるアルミニウム含有量（ＡＣ２）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
装甲部品であって、
第１の粒子型と、
実質的に細長い構造を有する第２の粒子型と、を含む、セラミック体を含み、
前記セラミック体が、約８００ｐｐｍ以下であり、かつ少なくとも約１００ｐｐｍであるアルミニウム含有量を有し、
前記体が、ｍｍ２当たり約３４以下であり、かつ少なくともｍｍ２当たり約４である第２の粒子型の濃度を有する、装甲部品。
【請求項５】
装甲部品であって、
第１の粒子型と、
実質的に細長い構造を有する第２の粒子型と、を含む、セラミック体を含み、
前記セラミック体が、約８００ｐｐｍ以下であり、かつ少なくとも約１００ｐｐｍであるアルミニウム含有量を有し、
前記第２の粒子型に対する前記第１の粒子型の含有量の比率が、約３．５以下、約３．０以下、約２．５以下、約２．０以下であり、かつ少なくとも約０．５、少なくとも約１．０、少なくとも約１．５である、装甲部品。
【請求項６】
前記セラミック体が、約２５００Ｐａ以下であり、かつ少なくとも約２０００Ｐａのヌープ硬度（Ｐａ）（荷重１ｋｇ）を有する、請求項４または５に記載の装甲部品。
【請求項７】
前記第２の粒子型が、前記セラミック体における粒子の総数の統計平均に基づいて、少量の含有量で存在し、かつ少なくとも約１０％である、請求項４または５に記載の装甲部品。
【請求項８】
前記第１の粒子型が炭化ケイ素を含む、請求項４または５に記載の装甲部品。
【請求項９】
前記第２の粒子型が、前記第１の粒子型の平均粒子径の約１０００倍以下であり、かつ前記第１の粒子型の前記平均粒子径の少なくとも約１．１倍である平均粒子径を有する、請求項４または５に記載の装甲部品。
【請求項１０】
前記第２の粒子型が炭化ケイ素を含む、請求項４または５に記載の装甲部品。
【請求項１１】
前記セラミック体に隣接する第１の部品を更に含む、装甲部品であって、
前記第１の部品が、有機材料、セラミック材料、ガラス材料、金属材料、天然材料、およびそれらの混合物のうちの１つを含む、請求項４または５に記載の装甲部品。
【請求項１２】
前記金属元素が遷移金属元素を含む、請求項１１に記載の装甲部品。
【請求項１３】
前記金属元素が、Ｙ、Ｌａ、Ａｌ、Ｂ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される元素を含む、請求項１１に記載の装甲部品。
【請求項１４】
前記第１の部品が織布材料を含む、請求項１１に記載の装甲部品。
【請求項１５】
前記第１の部品が不織布材料を含む、請求項１１に記載の装甲部品。
【国際調査報告】
2015525198.tif 000006
2015525198.tif 000007
2015525198.tif 000008