(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミックマトリックス複合材の形成方法及びセラミックマトリックス複合材部品の提供。【解決手段】セラミックマトリックス複合材部品１０を形成する方法６００は、キャビティー７０を有する賦形セラミック部材９０を準備し、キャビティー７０の少なくとも一部分をセラミックフォーム８０で満たすことを含んでいる。セラミックフォーム８０はキャビティー７０の少なくとも１つの内部通路５０を覆うバリヤー層４０上に堆積される。この方法６００は、賦形セラミック部材９０及びセラミックフォーム８０を処理してセラミックマトリックス複合材部品１０を得る６０５ことを含んでいる。また、セラミックマトリックス複合材ブレード２０を形成する方法６００及びセラミックマトリックス複合材部品１０も提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックマトリックス複合材部品（１０）を形成する方法（６００）であって、
キャビティー（７０）を有する賦形セラミック部材（９０）を準備し（６０１）、
キャビティー（７０）の少なくとも一部分をセラミックフォーム（８０）で満たし（６０３）、
賦形セラミック部材（９０）及びセラミックフォーム（８０）を処理し（６０５）てセラミックマトリックス複合材部品（１０）を得る
ことを含む方法。
【請求項２】
処理する工程（６０１）が、賦形セラミック部材（９０）及びセラミックフォーム（８０）を含浸してセラミックマトリックス複合材部品（１０）を得ることを含む、請求項１記載の方法（６００）。
【請求項３】
処理する工程（６０１）が、さらに、含浸する工程に先立って、セラミックフォーム（８０）から樹脂を蒸発させる工程を含む、請求項２記載の方法（６００）。
【請求項４】
賦形セラミック部材（９０）が少なくとも１つの内部通路（５０）を含み、少なくとも１つの内部通路（５０）が賦形セラミック部材（９０）のキャビティー（７０）に隣接してその上に適用されたバリヤー層（４０）を有する、請求項１記載の方法（６００）。
【請求項５】
バリヤー層（４０）が少なくとも１つのタブ部材（４２）を含み、タブ部材（４２）が賦形セラミック部材（９０）のモールド（７２）に接着する、請求項４記載の方法（６００）。
【請求項６】
バリヤー層（４０）が波形の幾何学形状を含む、請求項４記載の方法（６００）。
【請求項７】
セラミックフォーム（８０）が、アルミナ、ムライト、シリカ、ジルコニア、ジルコン、ケイ素炭素、ケイ素ホウ素、及びこれらの組合せから選択される材料を含む、請求項１記載の方法（６００）。
【請求項８】
セラミックマトリックス複合材ブレードを形成する方法（６００）であって、
部分硬化セラミックマトリックス複合材ブレードシェル（１０２）を準備する工程（６０１）であり、セラミックマトリックス複合材ブレードシェル（１０２）がキャビティー（７０）を有し、セラミックマトリックス複合材ブレードシェル（１０２）が少なくとも１つの内部通路（５０）を有しており、
セラミックマトリックス複合材ブレードシェル（１０２）のキャビティー（７０）内で少なくとも１つの内部通路（５０）に隣接してバリヤー層（４０）を適用し、
キャビティー（７０）の少なくとも一部分をセラミックフォーム（８０）で満たす工程（６０３）であり、セラミックフォーム（８０）がバリヤー層（４０）に適用され、かつ先端部材（３２）を形成するように機能可能であり、
部分硬化セラミックマトリックス複合材ブレードシェル（１０２）及び先端部材（３２）を処理してセラミックマトリックス複合材ブレード（２０）を形成する工程（６０５）
を含む方法。
【請求項９】
処理する工程（６０５）が、部分硬化セラミックマトリックス複合材ブレードシェル（１０２）及び先端部材（３２）のセラミックフォーム（８０）を含浸してセラミックマトリックス複合材ブレード（２０）を得ることを含む、請求項８記載の方法（６００）。
【請求項１０】
バリヤー層（４０）が少なくとも１つのタブ部材（４２）を含み、タブ部材（４２）が賦形セラミック部材（９０）のモールド（７２）に接着する、請求項８記載の方法（６００）。
【請求項１１】
バリヤー層（４０）が波形の幾何学的形状を有する、請求項８記載の方法（６００）。
【請求項１２】
セラミックフォーム（８０）が、アルミナ、ムライト、シリカ、ジルコニア、ジルコン、ケイ素炭素、ケイ素ホウ素、及びこれらの組合せから選択される材料を含む、請求項８記載の方法（６００）。
【請求項１３】
キャビティー（７０）を有する賦形セラミック部材（９０）、
形成された部材（９０）のキャビティー（７０）に適用されたバリヤー層（４０）
バリヤー層（４０）に適用され、キャビティー（７０）を満たすセラミックフォーム（８０）
を含む、セラミックマトリックス複合材部品（１０）であって、
セラミックフォーム（８０）を含む賦形セラミック部材（９０）が処理されてセラミックマトリックス複合材部品（１０）を形成している、セラミックマトリックス複合材部品（１０）。
【請求項１４】
バリヤー層（４０）が少なくとも１つのタブ部材（４２）を含み、タブ部材（４２）が賦形セラミック部材（９０）のキャビティー（７０）に接着している、請求項１３記載のセラミックマトリックス複合材部品（１０）。
【請求項１５】
バリヤー層（４０）が波形の幾何学的形状を有する、請求項１３記載のセラミックマトリックス複合材部品（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に発電用のガスタービンに関し、より具体的にはガスタービン用のタービンブレード及びセラミックマトリックス複合材部品を始めとするセラミックマトリックス複合材部品を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素（ＳｉＣ）系セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）材料は、タービンブレード及びベーンのようなガスタービンエンジンの幾つかの部品のための材料として提案されている。Ｓｉｌｉｃｏｍｐ、溶融含浸（ＭＩ）、化学蒸気浸透（ＣＶＩ）、ポリマー膨張熱分解（ＰＩＰ）、及び酸化物／酸化物プロセスを始めとして、ＳｉＣ系ＣＭＣ部品を製造する様々な方法が知られている。これらの製造技術は互いに大きく異なっているが、いずれも様々な処理段階で熱を加えることを含むプロセスによってニアネットシェイプ部品を生産するためにハンドレイアップ及びツーリング又はダイを使用する。
【０００３】
より慣習的な超合金材料から形成されたタービンブレード及びベーンと同様に、ＣＭＣブレード及びベーンは本来、重量を低減し、遠心荷重を低下し、かつ部品の作動温度を下げるためにキャビティー及び冷却用流路を備えている。これらは通例着脱可能なツールと消耗性ツールの組合せを使用してＣＭＣ部品内に形成される。
【０００４】
ＣＭＣ部品内に内部の通路又はキャビティーを形成するための現行の製造方法では、バーンアウトサイクル中に内部の通路から「溶融して流れ出す」又は除去される必要がある材料を使用する。キャビティーを有するＣＭＣ部品を形成するには、プリフォームを使用することを含めて多くの工程が含まれる。最初に、複数のセラミック層（そのうちの幾つかは強化材を含むことができるか又はマトリックスが予め含浸されている）をマンドレル又はモールド上に所定のパターンで積層（レイアップ）して、部品の目的とする最終の又はニアネットシェイプ及び所望の機械的特性を提供する。このマンドレルは一般にスズ、ビニール、又はその他の溶融可能な材料のような材料から選択される。こうしてレイアップされた層は、ＳｉＣのようなマトリックス材料を予め含浸してもよいし（プリプレグ）、又は層のレイアップ後にマトリックスを含浸してもよい。ＣＭＣプリフォームの緻密化に先立って、マンドレルをバーンアウトサイクルによって除去する。バーンアウトサイクルにおいて、ＣＭＣプリフォームは反転され、スズ、ビニール、又はその他の溶融可能な材料のようなマンドレル形成性材料はプリフォームＣＭＣの開口先端から溶融して流れ出し開口先端領域が残る。
【０００５】
バーンアウトサイクル後、ＣＭＣプリフォームブレードは、複合材の揮発性物質のバーンオフのために非常に脆い。ＣＭＣプリフォームの開口先端領域は、ガスタービンで使用する前に蓋をするか又は閉じる必要がある。公知のプロセスにおいて、ＣＭＣプリフォームの開口先端領域を閉鎖するためには、先端キャップが脆弱な開口先端領域中に挿入される。この先端キャップは、多くの層、一般には２０−５０の層を有するＣＭＣ積層部品から形成され、開口先端領域として形作られて、ＣＭＣプリフォームの開口先端領域を満たすことができる。ＣＭＣ層を所望の形状に切断し、これらの層を所望の幾何学形状にレイアップすることによってＣＭＣ積層先端キャップを形成するのは時間及び労働集約的である。多くの層を有するＣＭＣ積層体を開口先端領域に配置するにも難問が伴う。さらに、緻密化の前のＣＭＣ積層体及びプリフォームブレードはいずれも脆弱であるので、これらの部品は組み立ての間容易に損傷を受け得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８０４７７７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、セラミックマトリックス複合材部品を形成する方法及びガスタービン用のセラミックマトリックス複合材部品で、上記の欠点を有さないものが当技術分野で望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
当初の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内に入る幾つかの実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定するものではなく、むしろこれらの実施形態は本発明の可能な形態の概要を提供するためだけのものである。実際、本発明は以下の記載の実施形態と類似又は異なり得る様々な形態を包含し得る。
【０００９】
本開示の代表的な実施形態によると、セラミックマトリックス複合材部品を形成する方法が提供される。この方法は、キャビティーを有する賦形セラミック部材を準備することを含んでいる。この方法は、キャビティーの少なくとも一部分をセラミックフォーム（発泡体）で充填することを含んでいる。また方法は、賦形セラミック部材及びセラミックフォームを処理してセラミックマトリックス複合材部品を得ることを含んでいる。
【００１０】
本開示の別の代表的な実施形態によると、セラミックマトリックス複合材ブレードを形成する方法が提供される。この方法は、部分硬化セラミックマトリックス複合材ブレードシェルを準備することを含んでおり、ここでセラミックマトリックス複合材ブレードシェルはキャビティーを有し、またセラミックマトリックス複合材ブレードシェルは少なくとも１つの内部通路を有する。この方法は、セラミックマトリックス複合材ブレードシェルのキャビティー内で少なくとも１つの内部通路に隣接してバリヤー（障壁）層を設けることを含んでいる。またこの方法は、キャビティーの少なくとも一部分をセラミックフォームで充填することを含んでおり、このセラミックフォームはバリヤー層に適用され、先端部材を形成するように機能可能である。この方法は、部分硬化セラミックマトリックス複合材ブレードシェル及び先端部材を処理してセラミックマトリックス複合材ブレードを形成することを含む。
【００１１】
本開示のもう１つ別の代表的な実施形態によると、セラミックマトリックス複合材部品が提供される。この部品は、キャビティーを有する賦形セラミック部材を含む。バリヤー層が形成された部材のキャビティーに適用され、セラミックフォームがバリヤー層に適用されてキャビティーを充填している。セラミックフォームを含む賦形セラミック部材は加工処理されてセラミックマトリックス複合材部品を形成している。
【００１２】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を例として図解する添付の図面と併せて、好ましい実施形態に関する以下のより詳細な説明を参照することで明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本開示のセラミックマトリックス複合材部品の斜視図である。
【図２】図２は、本開示のセラミックマトリックス複合材部品内のキャビティーを示す、図１の２−２方向でとった断面図である。
【図３】図３は、本開示のセラミックマトリックス複合材の先端の一部透明な概略斜視図である。
【図４】図４は、本開示のセラミックマトリックス複合材部品のセラミックフォームで充填される前のキャビティーを含む図１の４−４方向でとった断面図である。
【図５】図５は、本開示のセラミックフォームで充填されたキャビティーを含む図４のセラミックマトリックス複合材部品の概略図である。
【図６】図６は、本開示のセラミックマトリックス複合材部品を形成する方法のフローチャートである。
【００１４】
可能であれば、全図面を通じて同じ参照番号を使用して同じ部分を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
従来技術における欠点をもたない、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）部品を形成するための経済的に実行可能な方法、ＣＭＣブレードを形成する方法、及びＣＭＣ部品が提供される。本開示によるＣＭＣ部品は、ＣＭＣ部品を形成する際の余分なハンドレイアップ工程を最小にするか又は省く。本開示の実施形態の１つの利点は、タービンブレードのようなＣＭＣ部品内の内部通路を閉じるために、時間のかかる層切断及び積層体層のハンドレイアップを回避する方法を含む。別の利点は、本開示方法を使用するとＣＭＣ部品を形成するためにレイアップ工具を必要としないことである。さらにもう１つ別の利点は、本開示方法が、ＣＭＣ部品の内部通路を密閉するのに使用される「先端キャップ」積層部品を形成するために複数の層の組み立て及び付加的な製造工程を必要としないことである。もう１つ別の利点は、本明細書に開示される方法及びＣＭＣ部品が、現行のレイアップ及び「先端キャップ」積層部品プロセスに存在する間隙適合問題を回避することである。さらにもう１つ別の利点は、本開示方法が、ＣＭＣプリフォームがその最も脆い状態にあるうちに複雑な組み立てを必要としないことである。さらに別の利点は、本方法が、ＣＭＣ部品の剛体化の後に追加の機械加工を必要としないことである。
【００１６】
本発明の１以上の具体的な実施形態を以下に記載する。これらの実施形態を簡潔に記載するために、実際の実施の全ての特徴が本明細書中に記載されないことがある。かかる実際の実施の開発においては、あらゆる工学又は設計プロジェクトと同様に、系に関連する制約及び業務に関連する制約（これは実施毎に変化し得る）との適合性のような開発者の具体的な目標を達成するために数多くの実施に特有の決定をしなければならないことが了解されよう。また、かかる開発努力は複雑で時間のかかることがあろうが、それにもかかわらず本開示を利用できる当業者にとってはルーチンの設計、製作、及び製造であろうことが了解されよう。
【００１７】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する際、単数形態及び「前記」のような用語は１以上のその要素があることを意味している。用語「からなる」、「含む」及び「有する」は、包括的であり、述べられた要素以外の追加の要素があってもよいことを意味している。
【００１８】
発電に使用されるシステムには、限定されることはないが、ガスタービン、蒸気タービン、及びその他のタービンアセンブリがある。幾つかの応用において、発電システム、例えばその中のターボ機械（例えば、タービン、圧縮機、及びポンプ）及びその他の機械は、激しい摩滅条件に暴露される部品を含み得る。例えば、ブレード、ケーシング、羽根車、軸、シュラウド、ノズルなどのようなある種の発電系部品は高熱及び高速回転環境で作動することがある。これらの部品はセラミックマトリックス複合材を用いて製造され、またこれらの部品は冷却用流路も含むことがある。本開示は、冷却用流路を含むＣＭＣ部品を形成するためのより経済的でより低い労働集約的な方法を提供する。本開示の代表的な実施形態は図１−５にタービンブレードとして示されているが、本開示は図に示された構造に限定されない。
【００１９】
図１は、ガスタービンのセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）部品１０の斜視図である。１つの実施形態において、部品１０はガスタービンエンジン構成部品であり、例えば、限定されることはないが、燃焼機構成部品、高圧タービンベーン及びブレード、並びに高温部構成部品、例えば限定されることはないがセラミックボックスシュラウド及びノズル用途である。例示の目的で、図１−５のＣＭＣ部品１０はタービンブレード２０である。部品１０は、セラミックフォーム８０（図５参照）を含む先端部分３２（図３及び４参照）を有する賦形セラミック部材９０を含んでいる。セラミックフォーム８０は、ガスタービン内におけるＣＭＣ部品１０の作動中正規の位置に保持され、ＣＭＣ部品１０の開放内部通路５０を「蓋をする」又は閉鎖する（図２、４、及び５参照）。セラミックフォーム８０は、ＣＭＣ硬化プロセスに耐え、最終のＣＭＣ部品１０の一部となる材料から形成される。
【００２０】
図１は、タービンブレード２０又はタービンベーンのようなＣＭＣ部品１０を示し、この図ではタービンブレード２０である。タービンブレード２０は好ましくはセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）材料から形成される。ＣＭＣ部品１０の材料として、限定されることはないが、酸化物系のＣＭＣ、例えばアルミナ、ムライト、窒化ホウ素、炭化ホウ素、サイアロン（ケイ素、アルミニウム、酸素、及び窒素）、金属間化合物、及びこれらの組合せがある。ＣＭＣ部品１０に適した材料の例は、限定されることはないが、ＣＯＩ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａから入手可能なＡＮ−７２０（酸化物−酸化物系）である。タービンブレード２０は、高温の排気ガスの流が突き当たるエアフォイル２２を含んでいる。タービンブレード２０は、エアフォイル２２から下方に延び、タービンディスク（図には示されていない）上のスロットに係合するダブテール２４によりタービンディスクに設置される。プラットフォーム２６は、エアフォイル２２がダブテール２４と接合する領域から外に向かって側方に延びている。タービンブレード２０は、エアフォイル２２の内部に沿って延びる少なくとも１つの内部通路５０（図２参照）を含んでいる。発電システムの作動中、冷却用空気の流れが内部通路５０を通って流れ、エアフォイル２２の温度を低下させる。
【００２１】
図１に示されているようなＣＭＣタービンブレード２０は、レイアップ技術を用いて、賦形セラミック部材９０（図４及び５参照）のニアネットシェイププリフォームを形成することで構築される。賦形セラミック部材９０は、部品１０として所望の幾何学形状を達成するのに適した任意のレイアップ技術を用いてレイアップされる。少なくとも１つの内部通路５０を有する部品１０を形成するのに使用される殆どのレイアップ技術は、複数の層を準備しマンドレル又はその他のモールド上に配置することを含んでいる。幾つかの実施形態において、マンドレル（図には示されていない）は、賦形セラミック部材９０が溶融含浸された後「溶融」又は溶解して流れ出す。賦形セラミック部材９０をレイアップする際には、賦形セラミック部材９０からマンドレルが溶融流出して少なくとも１つの内部通路５０（図２参照）を創成することができるように開口が残されなければならない。この開放通路は、部品の作動前、かつ緻密化の前に、「蓋をする」か又は閉鎖しなければならない。現状では、複数の層、一般に２５−５０の層を使用してセラミック積層部品又はキャップを形成し、これを緻密化及び最終の溶融含浸の前にブレードの開放先端部内に配置する。
【００２２】
図２は図１の２−２方向で見たブレード先端３０の断面図であり、賦形セラミック部材９０の内部通路５０が示されている。複数のコアラップ層６２とブレード層６０（明確にするために数個のみを示してある）が取り囲んで賦形セラミック部材９０の内部通路５０を形成している。
【００２３】
図３−５に示されているように、ブレードシェル１０２は賦形セラミック部材９０の代表的な実施形態である。しかし、この代表的な実施形態の賦形セラミック部材９０は説明のためのものであって、狭く解釈するべきではない。賦形セラミック部材９０は、限定されることはないがブレード、シュラウド及びノズルのようなあらゆる予備成形されたＣＭＣ部品である。
【００２４】
図３に戻って、バリヤー層４０がタービンブレード２０の内部通路５０に隣接して、又はそれを覆って配置されて賦形セラミック部材９０内にキャビティー７０を形成している。バリヤー層４０は、賦形セラミック部材９０及びセラミックフォーム８０と熱的に適合性の材料から選択される。バリヤー層４０として適切な材料の例としては、限定されることはないが酸化物及び非酸化物セラミックのようなセラミックマトリックス層、並びにＣＭＣ、例えば、限定されることはないがホウ素、窒化物、ムライト、アルミナ、窒化ホウ素、炭化ホウ素、サイアロン（ケイ素、アルミニウム、酸素、及び窒素）、金属間化合物、及びこれらの組合せがある。バリヤー層４０は内部通路５０を密閉し、賦形セラミック部材９０と共にセラミックフォーム８０（図５参照）を受容するモールド７２として機能するキャビティー７０を創成する。もしセラミックフォーム８０が内部通路５０又は中空のコアを有する賦形セラミック部材９０のブレード先端に直接適用されると、セラミックフォーム８０は内部通路５０を満たす。バリヤー層４０は、セラミックフォームを受容し、セラミックフォームが内部通路５０を満たすのを防止するモールド７２を提供する。バリヤー層４０は平坦又は波形であることができる。図３に示されているように、波形のバリヤー層４０は多くの峰４４を含んでいる。バリヤー層４０はまた少なくとも１つのタブ部材４２も含んでいる。タブ部材４２はモールド７２として機能するキャビティー７０に接着するように機能可能である。バリヤー層４０のタブ部材４２の幾何学的形状は、タブ部材４２がキャビティー７０又はモールド７２に接着又は貼り付いて、キャビティー７０をセラミックフォーム８０で充填する前及び充填中バリヤー層４０が動かないようにするのを可能にするのに十分な表面積を提供するように適切な任意の幾何学的形状である。図３に示されているように、４つのタブ部材４２がモールド７２に接着する。代わりの実施形態においては、１つだけのような少ないタブ部材４２が必要であり、また任意の数のタブ部材４２を使用してバリヤー層４０をモールド７２に接着することができる。
【００２５】
ここで図４を参照すると、賦形セラミック部材９０内に形成されたキャビティー７０及びモールド７２がより明確に示されている。賦形セラミック部材９０は、内部通路５０を囲む複数のコアラップ層６２とコアラップ層６２及び内部通路５０を囲むブレード層６０とを含んでいる。この実施形態において、バリヤー層４０は、コアラップ層６２及びブレード層６０に隣接し内部通路５０を覆って配置されている。バリヤー層４０はコアラップ層６２及びブレード層６０と協同してモールド７２を形成している。一般に、バリヤー層４０とタブ部材４２はモールド７２又はキャビティー７０に接着している。図４に示されているように、タブ部材４２はコアラップ層６２に接着している。
【００２６】
図４及び５に示されているように、キャビティー７０とモールド７２はセラミックフォーム８０で満たされる。セラミックフォーム８０はバリヤー層４０に適用され、形成された部品９０内のキャビティー７０とモールド７２を満たす。セラミックフォーム８０は、アルミナ、ムライト、シリカ、ジルコニア、ジルコン、ケイ素、炭素、ケイ素ホウ素、及びこれらの組合せを包含する材料から選択される。セラミックフォーム８０は、限定されることはないが堆積及び噴霧技術のような何らかの公知の適用技術を用いて適用される。セラミックフォーム８０がキャビティー７０を充分に満たした後、形成された部品９０とセラミックフォーム８０を含浸によりさらに処理して最終的なＣＭＣ部品１０を得る。
【００２７】
含浸プロセスには任意の適切な含浸プロセス、例えば限定されることはないが溶融含浸（ＭＩ）が含まれ、ＣＭＣ部品１０の構築を完了する。四ホウ化物（ＳｉＢ４）、ケイ素六ホウ化物（ＳｉＢ６）、又はこれらの組合せのようなケイ素ホウ素材料を、ウィッキング、ゲーティング、又はその他の適切なプロセスを用いて、セラミックフォーム８０を含む形成された部材９０中に溶融浸入させる。このＭＩプロセスの間、ケイ素ホウ素材料は、毛管吸収により、形成された部材９０及びセラミックフォーム８０内に存在する全ての炭素キャビティー中に吸収される。溶融含浸の後、セラミックマトリックス複合材部品１０は場合により所望の寸法及び規格に機械加工される。最終的なＣＭＣ部品１０は場合により熱又は浸食バリヤーコーティングで被覆されて作動中の付加的な保護を提供する。
【００２８】
セラミックマトリックス複合材部品１０を形成する方法６００を図６に示す。方法６００は、工程６０１（図４参照）で、キャビティー７０を有する賦形セラミック部材９０を準備することを含んでいる。図４に示されているように、キャビティー７０はモールド７２として機能可能である。また、図４に示されているように、賦形セラミック部材９０は少なくとも１つの内部通路５０を含み得る。賦形セラミック部材９０は、マンドレルを使用するハンドレイアッププロセスを含む任意の適切なプロセスを使用して構築される。賦形セラミック部材９０のプリフォームはケイ素ホウ素又はその他の適切な材料による初期含浸を受ける。次に、プリフォームをオートクレーブにかける。その後、限定されることはないが、溶解浸出、及び揮発性有機物のバーンアウトのような任意の適切なプロセスを用いてマンドレルを除去する。マンドレルを除去した後、賦形セラミック部材９０が残る。内部通路５０を有する実施形態においては、工程６０３の満たす工程に先立って、バリヤー層４０を賦形セラミック部材９０のモールド７２に隣接して少なくとも１つの内部通路５０に適用する。方法６００は、工程６０３（図５参照）で、モールド７２として機能するキャビティー７０の少なくとも一部分をセラミックフォーム８０で満たすことを含んでいる。図５に示されているように、１つの実施形態において、セラミックフォーム８０が、形成されたセラミックマトリックス部材９０のキャビティー７０を覆うバリヤー層４０上に付着される。方法６００は、工程６０５（図１参照）で、賦形セラミック部材９０とセラミックフォーム８０を処理してセラミックマトリックス複合材部品１０を得ることを含んでいる。工程６０５の処理工程は、賦形セラミック部材９０とセラミックフォーム８０を含浸してセラミックマトリックス複合材部品１０を得ることを含んでいる。含浸するには任意の適切な材料を使用することができるが、１つの適切な例としてケイ素ホウ素材料がある。溶融含浸のような任意の適切な含浸方法を使用し得る。工程６０５の処理工程は、さらに、含浸工程の前に、セラミックフォーム８０から樹脂を蒸発させる工程を含んでいる。工程６０５の処理工程の後、セラミックマトリックス複合材部品１０を場合により機械加工して所望の寸法及び規格に合わせる。
【００２９】
好ましい実施形態を参照して本発明を説明して来たが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更をなすことができ、その要素に代えて等価物を使用することができるということが当業者には理解されよう。加えて、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく多くの修正をなすことができる。従って、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されることはなく、また本発明は特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  −  部品（セラミックマトリックス複合材）
１２  −  圧力側
１４  −  吸引側
２０  −  ブレード
２２  −  エアフォイル
２４  −  ダブテール
２６  −  プラットフォーム
３０  −  ブレード先端
３２  −  先端部材／（ブレードの）一部分
４０  −  バリヤー層
４２  −  バリヤー層のタブ
４４  −  バリヤー層（波形であるとき）の峰
５０  −  内部通路
６０  −  ブレード層（圧力／吸引側）
６２  −  「コアラップ層」
７０  −  キャビティー
７２  −  モールド
８０  −  セラミックフォーム（先端を形成するコア）
９０  −  賦形セラミック部材
１０２  −  ブレードシェル（部分硬化セラミックマトリックス複合材ブレードシェル）
６００  −  方法
６０１  −  セラミック部材を準備する
６０３  −  キャビティーを満たす
６０５  −  部品を形成する
【図１】
2013139374.tif 000003
【図２】
2013139374.tif 000004
【図３】
2013139374.tif 000005
【図４】
2013139374.tif 000006
【図５】
2013139374.tif 000007
【図６】
2013139374.tif 000008