(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣの母材中にＳｉＣの繊維が配向された繊維強化セラミックスにより構成されたノーズコーン又はレドームを備え、
繊維強化セラミックスは、ＳｉＣを含む有機ポリマーにＳｉＣ粉末を混合したものを溶剤に溶かしこれを成形焼成して形成され、これにより、前記ＳｉＣの母材およびＳｉＣの繊維は、アモルファスとなっている、ことを特徴とする飛しょう体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノーズコーン又はレドームが繊維強化セラミックスで構成された飛しょう体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飛しょう体の先端部にはノーズコーン又はレーダーを覆うレドーム（レーダー・ドームの略称）が設けられている。従来、これらはフッ化マグネシウム、電波透過性を重視したＧＦＲＰ（Graphite Fiber Reinforced Plastic)や、Al2 O3,SiO2,Si3N4 等のモノリシックセラミックスを使用している。これらの材料はいずれも導電性がないので電波透過性がありレーダーを覆う材料としては適している。また、飛しょう体の先端部、つまりレドームが装備される所は高温となるので耐熱性および衝撃に対して靱性が要求される。さらに軽量であることも当然要求される。低速な飛しょう体の場合、耐熱温度は２００℃程度でよいので、フッ化マグネシウムやＧＦＲＰが用いられる。これより高速な飛しょう体で、５００℃程度の耐熱性が要求される場合、Al2 O3,SiO2,Si3N4 等のモノリシックセラミックスが用いられている。モノリシックセラミックスは陶器などと同様に単にセラミックスの粉末を焼成したもので、特別靱性があるものではないが、このクラスの飛しょう体の要求は満たしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし製造段階で発生する欠陥により製品の歩留まりが悪く、信頼性に欠ける点がある。また、大気圈内では、雨などの自然現象に影響されない耐環境性も要求される。一方、近年飛しょう体の高速化が進んでおり、耐熱温度も１０００℃以上が要求されるようになってきている。耐熱性、靱性を満たす材料としてＳｉＣのマトリックスを母材としＳｉＣの繊維で強化した繊維強化セラミックスがエンジン用材料やロケット用材料として用いられている。この繊維強化セラミックスはＳｉＣの繊維に母材となるＳｉＣのガスを導入し化学反応により生成したセラミックスを繊維間隙に充填する方法（ＣＶＤ，ＣＶＩ）で製造される。しかし、このようにして製造された繊維強化セラミックスは繊維の間隙に導電性があるＳｉＣの多結晶がマトリクスで成長して生成されるため、この繊維強化セラミックスは導電性を有することになり、この結果電波透過性がなくなりレドームとして用いることができない。
【０００４】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、ノーズコーン又はレドームに繊維強化セラミックスを用いた飛しょう体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、ＳｉＣの母材中にＳｉＣの繊維が配向された繊維強化セラミックスにより構成されたノーズコーン又はレドームを備え、
繊維強化セラミックスは、ＳｉＣを含む有機ポリマーにＳｉＣ粉末を混合したものを溶剤に溶かしこれを成形焼成して形成され、これにより、前記ＳｉＣの母材およびＳｉＣの繊維は、アモルファスとなっている。
【０００６】
繊維強化セラミックスは、耐熱性に富み、衝撃に強く、大気圏内における雨などの自然現象に強い特性があるので、これらにさらされるノーズコーンには適している。また軽量であるので飛しょう体には適している。
【０００８】
また、ＳｉＣを有する有機ポリマーはマトリクスを形成し、ＳｉＣ粉末は繊維を形成する。これらを焼いて余分な成分を飛ばしてゆくと繊維の間隙にマトリクスが充填されたセラミックスが焼成される。この場合、繊維およびマトリクスは非結晶状態（アモルファス）であり、ＳｉＣの多結晶ではない。ＳｉＣは結晶で生成されると導電性を有するが、アモルファスでは導電性はなく、このようにして生成されたＳｉＣの母材中にＳｉＣの繊維が配向された繊維強化セラミックスは電波透過性を有し、レドームとしての適性を備える。またこの繊維強化セラミックスは１０００℃以上の耐熱性を有し、靱性も大きいので高速の飛しょう体のレドームおよびノーズコーンに適する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態のレドームを有する飛しょう体を示す。なお、ノーズコーンもレドームの位置に設けられる。ノーズコーンは内部にレーダーを装備しない点がレドームと相違する。飛しょう体の先端はレドームになっており、このレドームの中にレーダーが設けられ、目標を追尾する。この飛しょう体の速度は、例えば、４ｋｍ／ｓｅｃにもなるものもあり、この場合レドームは１０００℃以上になり、かつ衝撃も加わる。このレドームをＳｉＣの母材中にＳｉＣの繊維が配向された繊維強化セラミックスで構成する。この繊維強化セラミックスを次のようにして生成する。
【００１０】
ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリシラスチレンなどの有機ポリマーにＳｉＣ粉末を混合したものを適当な溶剤に溶かし、これを成形焼成する。ポリシラザン、ポリカルボシラン、またはポリシラスチレンの有機ポリマーの主生成物はＳｉＣであり、セラミックスマトリクスを形成し、ＳｉＣ粉末は繊維を形成する。これらを焼いて余分な成分を飛ばしてゆくと繊維の間隙にマトリクスが充填された繊維強化セラミックスが焼成される。この方法はＰＩＰ（Polymer Impregnation and Pyrolisys）法と呼ばれる。
【００１１】
このようにして形成されたＳｉＣの繊維およびＳｉＣのマトリクスはアモルファスとなっている。アモルファスは非結晶状態のことで、ＳｉＣの分子が他の分子と化学的に結合をせず、それぞれ独立して存在する状態である。化学的に結合してないので、電気を通すための電子が自由にＳｉＣ分子間、すなわちＳｉＣの母材中にＳｉＣの繊維が配向された繊維強化セラミックス上を動きまわれないため、導電性が殆どない状態となっている。導電性がないので電波透過性はよくレドームとしての電気的適性を備えている。また、繊維強化セラミックスとして１０００℃以上の耐熱性と衝撃に対する靱性を備えている。さらに軽量であり、製造時歩留まりがよく、大気圏内における雨などの自然現象に対する耐環境性にも優れているので、レドームのみならず電波透過性が不要であるノーズコーンにも適用できる。
【００１２】
図２はＳｉＣモノシリックセラミックスと本発明の方法で生成したＳｉＣの母材中にＳｉＣの繊維が配向された繊維強化セラミックス（ＣＭＣ）の靱性テスト結果を示す。ＳｉＣモノシリックセラミックスは変位（歪み）に対して殆ど耐えられないが、ＣＭＣは１０倍以上耐えられることが示されている。
【００１３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、ＳｉＣの繊維とマトリックスからなる繊維強化セラミックスを導電性を有しない方法て生成することにより、電波透過性があり、１０００℃以上の耐熱性とモノリシックセラミックスに較べ１０倍以上の靱性を有し、耐熱金属より密度がはるかに小さい繊維強化セラミックスが得られ、これで飛しょう体のレドームやノーズコーンを構成することにより、高速飛しょう体を実現させることができる。またこの繊維強化セラミックスは製造時の欠陥が致命傷とならず、製品の歩留まりが向上し信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のレドームを備えた飛しょう体を示す。
【図２】ＳｉＣモノシリックセラミックスと本発明の方法で生成したＳｉＣの母材中にＳｉＣの繊維が配向された繊維強化セラミックス（ＣＭＣ）の靱性テスト結果を示す。
【図１】
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【図２】
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