(57)【要約】  複合材料部品を製作する方法は、  加圧下で耐火性セラミック粒子（１５００）の粉末を含有するスラリー（１５０）を、繊維組織に注入するステップと、  耐火性セラミック粒子（１５００）を充填された繊維プリフォーム（１５）を得るように、前記組織中に耐火性セラミック粒子の粉末を保持しながら、繊維組織（１０）を通過したスラリー（１５０）の液体（１５０１）を抜き出すステップと  を含む。  注入工具は、繊維組織が配置された内部ハウジング（１１３）を含む多孔性材料型（１１０）を含み、スラリー（１５０）が、注入工具内に存在する少なくとも１個の注入口（１３４）を介して繊維組織（１０）に注入され、多孔性材料型（１１０）の内部ハウジング（１１３）に到達する。工具は、スラリー（１５０）が加圧下で注入されている間および前記スラリーの液体（１５０１）が抜き出されている間に多孔性材料型（１１０）が保持される、剛性材料から製造されたエンクロージャ（１３０）をさらに含み、スラリーの液体（１５０１）が、剛性材料エンクロージャ内に存在する少なくとも１個のベント（１３５）を介して排出される。
2018537378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料部品を製作する方法であって、方法は
耐火性セラミック繊維から繊維組織（１０）を形成するステップと、
注入工具（１１０）内に繊維組織（１０）を配置するステップと、
加圧下で耐火性セラミック粒子（１５００）の粉末を含有するスラリー（１５０）を、繊維組織（１０）に注入するステップと、
耐火性セラミック粒子（１５００）を充填された繊維プリフォーム（１５）を得るように、前記組織中に耐火性セラミック粒子の粉末を保持しながら、繊維組織（１０）を通過したスラリー（１５０）の液体（１５０１）を抜き出すステップと、
繊維プリフォーム（１５）を乾燥させるステップと、
繊維プリフォーム（１５）を離型するステップと
前記プリフォーム中に耐火性マトリックスを形成するために、繊維プリフォーム中に存在する耐火性セラミック粒子を焼結させるステップと、
を含み、
注入工具が、繊維組織（１０）が配置された内部ハウジング（１１３）を含む多孔性材料からできた型（１１０）を含み、スラリー（１５０）が、注入工具内に存在する少なくとも１個の注入口（１３４）を介して繊維組織（１０）に注入され、多孔性材料型（１１０）の内部ハウジング（１１３）に到達し、注入工具が、加圧下でスラリー（１５０）を注入している間および前記スラリーの液体（１５０１）を抜き出している間に多孔性材料型（１１０）が保持される、剛性材料から製造されたエンクロージャ（１３０）をさらに含み、スラリーの液体（１５０１）が、剛性材料エンクロージャ内に存在する少なくとも１個のベント（１３５）を介して排出されることを特徴とする、
方法。
【請求項２】
多孔性材料型（１１０）が、剛性材料エンクロージャ（１３０）の内部体積より小さいサイズを呈し、多孔性材料型と、金属材料エンクロージャとの間に存在する体積が、多孔性媒体（１２０）によって占められていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
多孔性媒体（１２０）が、砂またはフォームによって少なくとも構成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
多孔性媒体（１２０）中に存在する空き体積が、繊維組織（１０）に注入されたスラリー（１５０）の液相（１５０１）の体積より大きいことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
型（１１０）が、次の材料、すなわち、多孔性樹脂およびプラスターのうちの１つから選択される材料から製造されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
繊維組織（１０）を形成するステップ中に、ヤーンが、三次元織りまたは多層織りによって織られることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
繊維組織（１０）のヤーンが、次の材料、すなわち、アルミナ、ムライト、シリカ、アルミノシリケート、ボロシリケート、炭化ケイ素および炭素の1つまたは複数によって構成される繊維から製造されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
耐火性セラミック粒子（１５００）が、アルミナ、ムライト、シリカ、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、ジルコニア、炭化物、ホウ化物および窒化物から選択される材料から製造されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
得られた複合材料から製造された部品が、タービンエンジンブレードを構成することを特徴とする、請求項１から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、複合材料から製造された部品、特に酸化物−酸化物型またはセラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）型の部品、すなわち、耐火性セラミック材料繊維から製造された繊維強化材を含み、同様に耐火性セラミック材料から製造されたマトリックスによって緻密化された、部品を製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化物−酸化物複合材料から製造された部品は一般に、型の中で複数の繊維プライをドレープ成形することによって調製されるが、この繊維プライは、耐火性酸化物繊維から製造されており、各プライは、耐火性酸化物粒子を充填されたスラリーをあらかじめ含浸させている。このように配列された組のプライは次いで、対向型（ｃｏｕｎｔｅｒｍｏｌｄ）または真空カバーを使用して、オートクレーブを通過させることによって、圧縮される。次いで、得られた充填プリフォームは、プリフォーム中に耐火性酸化物マトリックスを形成し、酸化物−酸化物複合材料から製造された部品を得るために焼結に供される。この技法は、セラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）材料から部品を製造するためにも使用することができる。このような状況下では、繊維プライは、炭素繊維または炭化ケイ素（ＳｉＣ）繊維から製造されているが、この繊維プライには、炭化物（例えば、ＳｉＣ）、ホウ化物（例えば、ＴｉＢ２）または窒化物（例えば、Ｓｉ３Ｎ４）の粒子を充填されたスラリーを含浸させている。
【０００３】
しかしながら、上記種類の調製法は、ごく薄い厚さを呈する酸化物−酸化物部品またはＣＭＣ複合材料部品および二次元的（２Ｄ）な繊維強化材のみを製造することができる。この種類の複合材料の機械的特性は、特定の方向に限定されたままである。特に、この材料は、十分に層間はく離に耐えられず、せん断力にも耐えられない。
【０００４】
連続的なたて糸とよこ糸との三次元織りによって達成される繊維組織の製造は、材料の機械的強度の増大を可能にし、特に、層間はく離を耐えることができる度合いの増大を可能にする。このような状況下では、厚い２Ｄ繊維組織を求めるためにも、インフュージョン型の方法、レジントランスファー成形（ＲＴＭ）型の方法またはマイクロメートル以下の粉末を吸引する型の方法等、圧力勾配を用いる方法のみにより、充填スラリーを、所期の用途に応じて数十ミリメートルであり得る厚さの繊維組織に浸透させることができる。
【０００５】
しかしながら、そこを介して充填スラリーが注入される繊維組織の部分と、そこを介してスラリーの液相が排出されることになる繊維組織の他の部分との圧力勾配は、繊維組織全体にわたって制御するのが困難である。そこを介してスラリーの液相が排出されることになる１個または複数の排出ベントを有する型の端部と向き合っている、繊維組織の表面積全体にわたって圧力が釣り合っていない場合、圧力差が、ベントに近い区域と、さらに離れている区域との間に生成される。このような状況下では、スラリーによって堆積された固体粒子（耐火性酸化物、炭化物、ホウ化物、窒化物等）の分布を乱すことなく、液相が組織から除去される必要があるため、液相を排出することが困難である。特に、排出されているとき、液相は、粒子を一緒に連行することも可能であるし、および／または、繊維組織中における粒子の分配を改変することも可能であり、これにより、特定の場所にマトリックスがないため、大きな細孔が最終的な材料中に発生することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一目的は、上記欠点を解決すること、および、複合材料、特に酸化物−酸化物型またはＣＭＣ型の複合材料からできた部品を、厚いおよび／または複雑な形状の繊維組織から製造することを可能にし、この製造を、マクロ細孔の分率が非常に低い材料を得るために繊維組織中における固体粒子の堆積および分配の良好な制御を実現しながら、高速で信頼性の良い態様で実施することも可能にする、解決法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明は、
耐火性セラミック繊維から繊維組織を形成するステップと
注入工具内に繊維組織を配置するステップと、
加圧下で耐火性セラミック粒子の粉末を含有するスラリーを、繊維組織に注入するステップと、
セラミック粒子を充填された繊維プリフォームを得るように、前記組織中に耐火性セラミック粒子の粉末を保持しながら、繊維組織を通過したスラリーの液体を抜き出すステップと、
繊維プリフォームを乾燥させるステップと、
繊維プリフォームを離型するステップと
前記プリフォーム中に耐火性マトリックスを形成するために、繊維プリフォーム中に存在する耐火性セラミック粒子を焼結させるステップと、
を含む、複合材料部品を製作する方法であって、
注入工具が、繊維組織が配置された内部ハウジングを含む多孔性材料からできた型を含み、スラリーが、注入工具内に存在する少なくとも１個の注入口を介して繊維組織に注入され、多孔性材料型の内部ハウジングに到達し、注入工具が、加圧下でスラリーを注入している間および前記スラリーの液体を抜き出している間に多孔性材料型が保持される、剛性材料から製造されたエンクロージャをさらに含み、スラリーの液体が、剛性材料エンクロージャ内に存在する少なくとも１個のベントを介して排出される、
方法を提案している。
【０００８】
多孔性材料から製造された型の使用によって、本発明の方法は、やはり組織中に存在する耐火性固体粒子の排除を伴うことなく、繊維組織中に導入されたスラリーの液相の排除を可能にする。さらに、多孔性材料型が繊維組織全体を取り囲んでいるため、スラリーの液体は、すべての方向に向かって、すなわち、組織と型との界面にある任意の箇所を介して、前記組織から抜き出すことができる。これは、繊維組織中における耐火性セラミック粒子の一様で高密度な沈降によって、堆積を向上するのに役立ち、したがって、最終的な複合材料部品中に高いマトリックス体積分率を達成し、排液時間を著しく長くするのに役立つ。したがって、複合材料部品は、改善された機械的特性を提供する。
【０００９】
さらに、多孔性材料型が、剛性材料から製造されたエンクロージャ内に保持されているため、多孔性材料型は、充填スラリーを組織に注入するときの圧力にも、スラリーの液体媒体を排出するためのポンピングによって加えられた圧力にも耐えることができる。
【００１０】
本発明の方法の特定の特徴によれば、多孔性材料型は、剛性材料エンクロージャの内部体積より小さいサイズを呈し、多孔性材料型と剛性材料エンクロージャとの間に存在する体積が、密な多孔性媒体によって占められている。多孔性媒体の使用は特に、型と注入工具のエンクロージャとの間で力が十分に伝わることを確実にしながら、複雑であったとしても任意の種類の型形状に密接にはめ合わせることによって、注入工具への多孔性材料型の組込みを容易にするのに役立つ。この移送により、多孔性型の変形なしで圧力を上昇させることができる。したがって、シーリングの課題は、かなり低減される。さらに、型を取り巻く多孔性媒体の存在により、多孔性材料型からスラリーの液体をよりうまく排出することができ、これにより、毎回の注入後に清浄化することがより容易になり、したがって、多孔性材料型の再使用も容易になる。
【００１１】
多孔性媒体内に存在する空き体積は好ましくは、繊維組織に注入されたスラリーの液相の体積より大きい。
【００１２】
多孔性媒体は特に、砂、フォーム、または、ろ液のためのハウジングまたは通路の提供できる積み重ねる断片を有する任意の粒状材料によって構成され得る。
【００１３】
本発明の方法の特定の態様において、型は、次の材料、すなわち、多孔性樹脂およびプラスターのうちの少なくとも１つから選択される材料製造されていてよい。
【００１４】
繊維組織を形成するステップ中に、ヤーンは、三次元織りまたは多層織りを使用して織られてもよい。繊維組織は、二次元織りによって織られたプライを積み重ねることによって製造されてもよく、繊維組織が、少なくとも０．５ミリメートル（ｍｍ）、好ましくは少なくとも１ｍｍの厚さを示す。
【００１５】
プリフォームのヤーンは、次の材料、すなわち、アルミナ、ムライト、シリカ、アルミノシリケート、ボロシリケート、炭化ケイ素および炭素の１つまたは複数によって構成される繊維から製造されたヤーンであってよい。
【００１６】
耐火性セラミック粒子は、アルミナ、ムライト、シリカ、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、ジルコニア、炭化物、ホウ化物および窒化物から選択される材料から製造されていてよい。
【００１７】
一実施形態において、得られた複合材料から製造された部品は、タービンエンジンブレードを構成し得る。
【００１８】
本発明に関する他の特徴および利点は、添付の図面を参照した上で、非限定的な例として与えられる本発明の特定の実施に関する下記の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態における、注入工具の概略分解斜視図である。
【図２】繊維組織が内部に配置された状態で閉じられたときの図１の工具を示している、概略断面図である。
【図３】図２の工具の中で繊維組織に充填スラリーを含浸させるステップを示している、概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
複合材料部品、特に酸化物−酸化物型またはＣＭＣ型の部品を製作するための本発明の方法は、部品の強化材を形成するための繊維組織を製造することから始まる。
【００２１】
繊維構造は、複数の層として一束のたて糸またはストランドが配列されたジャカード紋織機を使用して、織ることによる、従来の方法によって製造されており、たて糸がよこ糸によって連結されており、またはこの逆によこ糸がたて糸によって連結されている。繊維組織は、二次元（２Ｄ）織りによって得られたプライを積み重ねることによって、製造されていてもよい。繊維組織は、三次元（３Ｄ）織りによって、単一の部材として直接製造されていてもよい。本明細書において、「二次元織り」という用語は、各よこ糸が、単一のたて糸層の一方の側から他方の側に通過しており、またはこの逆に通過している、従来の織りを意味するように使用されている。本発明の方法は、２Ｄ繊維組織、すなわち、２Ｄプライの積み重ねによって得られた大きな厚さの組織、すなわち、少なくとも０．５ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｍｍの厚さを有する２Ｄ繊維構造への充填スラリーの導入を可能にするのに特に適している。
【００２２】
本明細書において、「三次元織り」もしくは「３Ｄ織り」または実際に「多層織り」という用語は、よこ糸の少なくとも一部が、複数のたて糸層にわたってたて糸を連結しており、またはこの逆に、たて糸の少なくとも一部が、複数のよこ糸層にわたってよこ糸を連結しており、特にインターロック織り、多重平織り、多重朱子織りおよび多重綾織りから選択され得る織り方を使用する、織り方法を意味するように使用されている。
【００２３】
本明細書において、「インターロック織りまたは織物」という用語は、各たて糸層が複数のよこ糸層を連結しており、このとき、所与のたて糸カラム中のヤーンのすべてが、織り平面において同じ移動をしている、３Ｄ織りを意味するように使用されている。
【００２４】
本明細書において、「多重平織りまたは織物」という用語は、各層の基本的な織りが従来の平型織りと等価であるが、織りの特定の箇所がよこ糸層どうしを連結している複数のよこ糸層を有する、３Ｄ織りを意味するように使用されている。
【００２５】
本明細書において、「多重朱子織りまたは織物」という用語は、各層の基本的な織りが従来の朱子型織りと等価であるが、織りの特定の箇所がよこ糸層どうしを連結している複数のよこ糸層を有する、３Ｄ織りを意味するように使用されている。
【００２６】
本明細書において、「多重綾織りまたは織物」という用語は、各層の基本的な織りが従来の綾型織りと等価であるが、織りの特定の箇所がよこ糸層どうしを連結している複数のよこ糸層を有する、３Ｄ織りを意味するように使用されている。
【００２７】
３Ｄ組織は、懸濁液中に固体粒子を導入し、これらの固体粒子を一様に拡散させることが困難である、複雑な構成を呈する。本発明の方法は、３Ｄ織りされた繊維組織への充填スラリーの導入にも非常に良く適合する。
【００２８】
複合材料部品の繊維強化材を形成するための繊維組織を織るために使用されるヤーンは特に、次の材料、すなわち、アルミナ、ムライト、シリカ、アルミノシリケート、ボロシリケート、炭化ケイ素、炭素または複数のこれらの材料の混合物の1つによって構成される繊維から製造されていてよい。
【００２９】
一旦繊維組織が製造されたら、繊維組織は、下記に説明されているとおり、繊維組織中における耐火性粒子の堆積を可能にするように、本発明による注入工具内に配置されている。上述の目的のために図１および図２に提示のように、繊維組織１０が、注入工具１００内に配置されている。ここで説明している例において、繊維組織１０は、上記に規定の技法の一つ（２Ｄプライを積み重ねることまたは３Ｄ織り）を使用して、Ｎｅｘｔｅｌ６１０ＴＭアルミナから製造されたヤーンによって製造されている。例において、繊維組織１０は、酸化物−酸化物複合材料から製造されたブレードの繊維強化材を形成するためのものである。
【００３０】
工具１００は、それぞれが対応する凹み１１１０または１１２０を有する２つの部分１１１および１１２から構成された、多孔性材料から製造された型１１０を含む。凹み１１１０および１１２０は、２つの部分１１１および１１２が互いに接して組み合たてられたときに、型キャビティ１１３を画定するが（図２）、この空洞は、繊維組織を受け入れるためのものである。凹み１１１０および１１２０は、繊維組織から製作すべき部品の形状に対応する形状を有する。２つの部分１１１および１１２は、プリフォームの寸法、したがって、得ようとする部品の寸法を決定するように機能し、さらには、得ようとする部品中の繊維含量を調節するようにも機能する。
【００３１】
ここで説明している例において、多孔性材料型１１０の部分１１１は、下記で詳細に説明されているように、充填されたスラリーを繊維組織に注入するためのチャネル１１１１を含む。
【００３２】
注入工具１００は、剛性材料からできたエンクロージャ１３０をさらに有し、エンクロージャ１３０の中には、多孔性材料型１１０が保持される。エンクロージャ１３０は、底部１３１、底部１３１に固定された側壁１３２およびカバー１３３を有する。エンクロージャ１３０は、スラリーを注入する圧力およびスラリーの液相を排除するための真空ポンピングの圧力に耐え切るのに十分な剛性を呈する、任意の種類の材料から製造されていてよい。特に、エンクロージャは、金属材料またはプラスチック材料から製造されていてよい。
【００３３】
カバー１３３は、そこを介して、繊維組織１０の細孔に浸透させるためにスラリーが注入されることになる、注入口１３４を含む。図１および図２に提示の例において、スラリーは、型キャビティ１１３につながっている注入口１３４を介して注入するためのものである。しかしながら、型キャビティにつながっている複数の注入口にスラリーを注入することも、本発明の範囲を越えるものではないであろう。
【００３４】
エンクロージャ１３０は、スラリーの液体媒体を排出するための単一の排出ベント１３５を有するが、このベントは、この例において、底部１３１に隣接する側壁１３２に存在する。当然ながら、複数の出口ベントが、エンクロージャの異なる場所に使用されるべき場合も、本発明の範囲を越えるものではないであろう。
【００３５】
ここで説明している実施形態において、多孔性材料型１１０は、金属材料から製造されたエンクロージャ１３０の内部体積より小さいサイズを有する。このような状況下では、多孔性材料から製造された型と、金属材料から製造されたエンクロージャとの間に存在する体積は、スラリーの液相を流動させ、排出できるようにするために、多孔性媒体１２０によって占められている。特に、多孔性媒体１２０は、砂、フォームまたは粒状材料によって構成され得る。フォームが使用される場合、スラリーの液体媒体の通過を可能にする細孔の配列を呈する任意の硬質型または軟質型のフォームが、多孔性媒体として使用され得る。同様に、スラリーの液相の通過と適合する充填物分率を有する、任意の種類の粒状材料が、多孔性媒体として使用され得る。多孔性媒体１２０は、繊維組織１０へのスラリーの注入を可能にするためにエンクロージャ１３０の注入口１３４とも、多孔性材料型１１０のチャネル１１１１とも連通している、ダクト１２１を含む。
【００３６】
多孔性媒体中に存在する空の体積は好ましくは、繊維組織に注入すべきスラリーの液相の量または体積より大きい。これにより、排出ベントを介して真空引きされたときおよび／または注入口を介して圧力が加えられている間に、多孔性型の型から液相のすべてを排出することができる。
【００３７】
一変形実施形態において、多孔性材料型は、エンクロージャの内部容積に等しい外形寸法を呈する。このような状況下では、多孔性材料型は、エンクロージャの内壁と直接接触している。このような状況下では、多孔性材料型の寸法は好ましくは、多孔性材料型が、繊維組織に注入すべきスラリーの液相の量または体積より大きな空隙体積を呈するように選択される。これにより、排出ベントを介して真空引きされたときに、繊維組織の充填を最適化することができる。
【００３８】
例として、多孔性材料型１１０は、多孔性樹脂から製造されていてよい。このような状況下では、型１１０の部分１１１および１１２自体は、型と対向型との間に樹脂を射出成形し、重合することによって製造されているが、この型は、前記凹みが同一である場合、部分１１１および１１２の凹み１１１０および１１２０に対応する形状を呈する。凹み１１１０および１１２０が同一ではない場合、異なる型が、部分１１１および１１２のそれぞれに異なる凹みを形成するように、部分１１１および１１２のそれぞれのために使用される。型内における細孔の配列の特徴、特に細孔径および多孔度（空隙分率）に関する特徴は、使用された樹脂の性質に応じて重合サイクルを調節することによって制御できる。したがって、細孔配列には、利用できる多孔性樹脂と同じ数の選択肢が存在する。非限定的な例として、次の多孔性樹脂が、多孔性材料型の製造のために使用され得る。
【００３９】
・８マイクロメートル（μｍ）から１３μｍまでの範囲のサイズの細孔を有するＧｉｌ−Ｒｅｓｉｎ（Ｒ）Ｔ、
・４μｍから７μｍまでの範囲のサイズの細孔を有するＧｉｌ−Ｒｅｓｉｎ（Ｒ）Ｆ＋、
・３μｍから１０μｍまでの範囲のサイズの細孔を有するＳａｍａＰｏｒｅおよび
・平均サイズが７μｍの細孔を有するＭｉｃｒｏｐｌａｓｔ  Ｆｉｎｅ。
【００４０】
型１１０、またはより厳密には、型１１０を構成する部分１１１および１１２は、供給業者Ｐｏｒｅｘ（Ｒ）から販売の製品「ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  ＰＴＦＥ」のような微孔性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の多孔性剛性材料から製造されていてよい。型１１０を製造するために、例として、１μｍから２μｍまでの範囲の細孔径を有する供給業者Ｐｏｒｅｘ（Ｒ）から販売の材料ＰＭ０１３０を使用することが可能である。各凹み１１１０および１１２０は、それぞれ多孔性材料の熱成形または機械加工によって製造されている。
【００４１】
非源敵的な例として、型１１０は、プラスターから製造されていてもよい。
【００４２】
多孔性材料型１１０により、繊維組織１０からスラリーの液体媒体を抜き出し、ベント１３５と注入口１３４との間に圧力勾配を加えた結果としてベント１３５を介して排出することができる。
【００４３】
例として、多孔性材料型の平均（Ｄ５０）細孔径は、例えば、１μｍから１０μｍまでの範囲であってよい。
【００４４】
図３は、スラリー１５０を注入し、スラリー１５０の液相または媒体を抜き出している間に得られた、構成を示している。工具へのスラリーの注入前には、多孔性材料型の内で真空引きされ、この結果、繊維組織には、後で、スラリーを最大限充填することができる。排出ベント１３５を介したポンピングによって真空引きすることが可能である。
【００４５】
図３において、スラリー１５０は、注入口１２１を介して加圧下で注入されており、繊維組織１０に浸透するようにダクト１２１およびチャネル１１１１を介して繊維組織１０に輸送されている。スラリー１５０中に存在する耐火性粒子１５００は、繊維組織１０の細孔内に耐火性セラミックマトリックスを形成するためのものである。一実施形態において、この耐火性セラミックマトリックスは、耐火性酸化物マトリックスであってよい。
【００４６】
例として、スラリーは、水の中でのアルミナ粉末の懸濁液であってよい。使用されるアルミナ粉末は、供給業者ＢａｉｋｏｗｓｋｉからＳＭ８という名称で販売されている、αアルミナ粉末であってよい。
【００４７】
より一般には、スラリーは、０．１μｍから１０μｍまでの範囲の特定の平均サイズを呈する耐火性セラミック粒子を含む、懸濁液であってよい。注入前において、スラリー中における耐火性セラミック粒子の体積分率は、１５％から４０％までの範囲であってよい。耐火性セラミック粒子は、アルミナ、ムライト、シリカ、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、炭化物、ホウ化物、窒化物およびこのような材料の混合物から選択される材料を含んでもよい。基本的組成に応じて、耐火性セラミック粒子は、アルミナ、ジルコニア、アルミノシリケート、希土類酸化物、希土類ケイ酸塩（例えば、耐環境バリアまたは遮熱材中に使用され得るもの）、または、得ようとする複合材料部品にある機能を付与するように機能するカーボンブラック、黒鉛もしくは炭化ケイ素等の任意の他の充填剤からできた粒子と混合されてもよい。
【００４８】
例として、スラリーの液相または媒体は、酸性ｐＨ（すなわち、７未満のｐＨ）を呈する水性相および／またはアルコール相、例えばエタノールを含むアルコール相を含んでもよい。スラリーは、硝酸等の酸性化剤を含んでもよく、例として、液体媒体のｐＨは、１．５から４までの範囲であってよい。さらに、スラリーは、特に水に可溶であるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の有機バインダを含んでもよい。
【００４９】
図３に提示のように、スラリー１５０の注入後、耐火性セラミック粒子１５００は、繊維組織１０の細孔内に存在する。矢印１５０１は、多孔性材料型１１０によって抜き出されたスラリーの液相または媒体１５０１の移動を示している。
【００５０】
例えば一次真空ポンプによって抜き出しながら、ポンピングＰを出口ベント１３５に適用することもできる。このようなポンピングの実施は、排液を改善し、繊維組織をより素早く乾燥させるのに役立つ。
【００５１】
この構成において、多孔性材料型１１０は、最初はスラリー中に存在する耐火性セラミック粒子１５００を繊維組織１０中に保持するように機能し、この結果、これらの粒子の一部またはすべてが、繊維組織１０への浸透によって堆積した状態になる。
【００５２】
多孔性材料型１１０の使用によって、スラリーの液相または媒体１５０１は、繊維組織１０からすべての方向に向かって抜き出すことが可能であり、後で、液相または媒体１５０１が、多孔性媒体１２０の中を通って、ベント１３５にまで流れていき、このベント１３５を介して、液相または媒体１５０１が注入工具１００から排出される。このすべての方向に向かって液体媒体を抜き出すことは、繊維組織１０中における一様で高密度な沈降によって耐火性セラミック粒子１５００の堆積を向上させるのに役立ち、したがって、最終的な部品中に高いマトリックスの体積分率を達成するのに役立つ。
【００５３】
さらに、多孔性材料型１１０が、剛性材料から製造されたエンクロージャ１３０内に保持されているため、多孔性材料型１１０は、充填スラリーを組織に注入するときの圧力にも、スラリーの液体媒体を排出するためのポンピングによって加えられた圧力にも耐えることができる。
【００５４】
注入ステップおよび排液ステップが実施されたらすぐに、耐火性セラミック粒子、例えば、耐火性セラミック酸化物粒子またはアルミナ粒子を充填された繊維プリフォーム１５が得られる。
【００５５】
次いで、得られたプリフォームを乾燥させた後、離型するが、離型したプリフォームは、型キャビティに適合した形状を保っている。
【００５６】
耐火性セラミック粒子を焼結させ、これにより、繊維プリフォームの細孔内に耐火性セラミックマトリックスを形成するために、プリフォームは次いで、例えば空気中で１０００℃から１２００℃までの範囲の温度において、焼結による熱処理に供される。これにより、繊維プリフォームによって形成された繊維強化材を有し、高いマトリックス体積分率を呈し、耐火性セラミックマトリックスが、繊維強化材の全体にわたって一様に分配されている、複合材料部品、例えば酸化物−酸化物複合材料部品が製造される。
【００５７】
酸化物−酸化物部品以外のＣＭＣ複合材料部品もまた、炭化物（例えば、ＳｉＣ）、ホウ化物（例えば、ＴｉＢ２）または窒化物（例えば、Ｓｉ３Ｎ４）からできた粒子を充填されたスラリーの使用により、ケイ素炭素繊維および／または炭素繊維からできた繊維組織を製造することによって、同じように得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月6日(2018.6.6)
【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】
複合材料部品を製作する方法であって、方法は
耐火性セラミック繊維から繊維組織（１０）を形成するステップと、
注入工具（１１０）内に繊維組織（１０）を配置するステップと、
加圧下で耐火性セラミック粒子（１５００）の粉末を含有するスラリー（１５０）を、繊維組織（１０）に注入するステップと、
耐火性セラミック粒子（１５００）を充填された繊維プリフォーム（１５）を得るように、前記組織中に耐火性セラミック粒子の粉末を保持しながら、繊維組織（１０）を通過したスラリー（１５０）の液体（１５０１）を抜き出すステップと、
繊維プリフォーム（１５）を乾燥させるステップと、
繊維プリフォーム（１５）を離型するステップと
前記プリフォーム中に耐火性マトリックスを形成するために、繊維プリフォーム中に存在する耐火性セラミック粒子を焼結させるステップと、
を含み、
注入工具が、繊維組織（１０）が配置された内部ハウジング（１１３）を含む多孔性材料からできた型（１１０）を含み、スラリー（１５０）が、注入工具内に存在する少なくとも１個の注入口（１３４）を介して繊維組織（１０）に注入され、多孔性材料型（１１０）の内部ハウジング（１１３）に到達し、注入工具が、加圧下でスラリー（１５０）を注入している間および前記スラリーの液体（１５０１）を抜き出している間に多孔性材料型（１１０）が保持される、剛性材料から製造されたエンクロージャ（１３０）をさらに含み、スラリーの液体（１５０１）が、剛性材料エンクロージャ内に存在する少なくとも１個のベント（１３５）を介して排出されることを特徴とする、
方法。
【請求項２】
多孔性材料からできた型（１１０）が、繊維プリフォーム（１５）全体を取り囲んでいることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
多孔性材料型（１１０）が、剛性材料エンクロージャ（１３０）の内部体積より小さいサイズを呈し、多孔性材料型と、剛性材料エンクロージャとの間に存在する体積が、多孔性媒体（１２０）によって占められていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
多孔性媒体（１２０）が、砂またはフォームによって少なくとも構成されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
多孔性媒体（１２０）中に存在する空き体積が、繊維組織（１０）に注入されたスラリー（１５０）の液相（１５０１）の体積より大きいことを特徴とする、請求項３から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
型（１１０）が、次の材料、すなわち、多孔性樹脂およびプラスターのうちの１つから選択される材料から製造されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
繊維組織（１０）を形成するステップ中に、ヤーンが、三次元織りまたは多層織りによって織られることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
繊維組織（１０）のヤーンが、次の材料、すなわち、アルミナ、ムライト、シリカ、アルミノシリケート、ボロシリケート、炭化ケイ素および炭素の1つまたは複数によって構成される繊維から製造されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
耐火性セラミック粒子（１５００）が、アルミナ、ムライト、シリカ、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、ジルコニア、炭化物、ホウ化物および窒化物から選択される材料から製造されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
得られた複合材料から製造された部品が、タービンエンジンブレードを構成することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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