JPH0234788A - 耐火性複合物質及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 狡先分互 本発明は、耐火性複合物品及びその製造方法に関するも
のである。更に詳細には、本発明は、硬質であり、剛性
があり、寸法的に安定しており、耐腐食性及び耐侵食性
であり、且つ広範囲の温度範囲に渡って十分に動作可能
な耐火性複合物品に関するものである０本発明は、また
、この様な物品の製造方法に関するものである。

良末１権 最近、個別的に達成することは困難であり集約的に達成
することはほぼ不可能と見えるような多数の特性を示す
物品に対する需要が増大している。

例えば、その様な物品は硬質であり、剛性があり。

且つ耐摩耗性であることが所望されている。該物品は、
また、耐腐食性であり且つ耐侵食性であって且つ市場及
び産業的環境において通常遭遇する酸及びアルカリに対
して耐性を有するものであることが所望さ九ている。該
物品は、また、摂氏で数千度の温度範囲に渡ってこれら
の特性を提供するものであることが所望されている。

上述した如き明細を充足する物品を提供する為にかなり
の努力が払われ且つかなりの費用が消費されている。こ
の様な努力が払われ且つ費用も費消されているにも拘ら
ず１問題は未だに残存している。上に特定したパラメー
タの全てを充足する物質は未だ提供されていない。

１９８３年８月９日に発行され本願出願人に譲渡されて
いる「複合物品及びその製造方法（Ｃｏｍｐ。

５ｉｔｅ　Ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏ
ｆ　Ｍａｋｉｎｇ　Ｓａｍｅ）Ｊという名称の米国特許
第４，３９７，９０１号には、上に特定した如きパラメ
ータを充足する耐火性複合物質が開示されている。例え
ば、上記特許に開示されている物品は、硬質であり、剛
性があり。

寸法的に安定しており、耐腐食性及び耐侵食性であり、
且つ２０００°Ｆを超える広範囲の温度に渡って十分に
動作可能なものである。上記特許に開示されている物品
は、また、比較的軽量であり且つ比較的薄い層に形成さ
れたとしても上述した如き特性を提供することが可能な
ものである。

１−孜 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、上述した全ての条件
を充足すると共に更に米国特許第４．３９７，９０１号
に記載した物質と比較して向上した特性を有する耐火性
複合物質及びその製造方法を提供することを目的とする
。

」二」又 本発明によれば、基質（乃至は基板）とマトリックスと
はほぼ最小の結合を有しており且つ異なった熱膨張係数
を持っており、従って温度変化によってマトリックスは
基質と相対的に変位されることが可能である。本発明は
、特に、マトリックスと、基質（基板）と、それらの間
に配設された１つの以上の層との結合体を提供しており
、該基質の特性を保存すると共に基質とマトリックスと
の間に不浸透性層を与えることを特徴としている。

この様な層は、また、温度変化によって、基質と相対的
にマトリックスが変位することを容易化している。本発
明は、更に、基質、バリヤー、不浸透性層、及びマトリ
ックスのこの様な結合体を製造する方法に関するもので
ある。

本発明の１実施形態においては、好適には酸素に対して
浸透性であり且つ非等方性であり且つ好適には第１熱膨
張係数を持った個別的要素から有孔性基質乃至は基板を
形成する。酸素に対して浸透性乃至は透過性の熱分解物
質を個別的要素上に付着形成させることが可能である。

バリヤー物質（例えば、ボロンカーバイド即ち炭化ボロ
ン又はシリコンカーバイド即ち炭化シリコン）を熱分解
物質上に薄い層の形状で付着形成して、熱分解物質内へ
元素の拡散を防止することが可能である。

酸素に対して不浸透性の物質（例えば、窒化ボロン又は
窒化シリコン）は該バリヤー物買上に薄い層の形態で付
着形成することが可能である。

酸素に対して浸透性の耐火性マトリックスを該不浸透性
物質上に付着形成することが可能である。

該マトリックスは、金属元素（例えば、シリコン、ハフ
ニウム、タンタル、又はジルコニウム）及び該金属元素
に化学的に結合された別の元素（例えば、酸素、窒素、
炭素又はボロン）を含有することが可能である。該マト
リックスは、該第１熱膨張係数とは異なる第２熱膨張係
数を有することが可能であり、且つ該基質に対してほぼ
最小の結合を有することが可能である。該マトリックス
は、従って、部分的な理由として該熱分解物質が該マト
リックスと基質との間の剪断に貢献するので、温度変化
によって該基質と相対的に移動することが可能である。

酸素に対して不浸透性の耐火性物質は該マトリックス上
に薄い層の形態で付着形成することが可能であり、且つ
金属元素（例えば、シリコン、ハフニウム、タンタル、
又はジルコニウム）及び該金属元素に化学的に結合した
元素（例えば、酸素、窒素、及びボロン）を有すること
が可能である。

各々が実質的に一様な厚さで、また高温度において且つ
第１及び第２の特定限界圧力間において特定の速度で脈
動する圧力で且つこの様な圧力脈動に対し蒸気の流れを
逆転させて、異なった層を該基質上に付着形成すること
が可能である。

夾將孤 以下、添付の図面を参考に１本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。

本発明の１実施例においては、基質乃至は基板１０は有
孔性で浸透性且つ非等方性の特性を具備するものとして
用意することが可能である。基質１０は大略１１で示し
た物品内に入れられている。

該基質は、例えばファイバー即ち遷移、又はグレイン即
ち粒子、又はファイバーとグレインとの混合物、の如き
個別的要素１２から形成することが可能である。該個別
的要素は、炭素又はセラミックをベースとして有するこ
とが可能である。例示として、該個別的要素は、熱分解
したウール、レイヨン、ポリアクリロニトリル、及びピ
ッチファイバー等の適宜の物質から形成することが可能
である。炭素化したレイヨン、フェルト、切断した炭素
化したポリアクリロニトリルファイバー、織り込ま九た
炭素繊維から形成した炭素化レイヨン布、密接して織り
込んだ炭素化ＰＡＮ繊維から形成されているテープ物質
、多数のランダムに配向させた熱分解したウール繊維を
有する浸軟させた物質、及び多数の切断したピッチ繊維
を持った浸軟させた物質が特に使用されている。

該基質は、また、炭化シリコン又はグラファイト等の粒
状物質を有するスラリーから好適に形成することが可能
である。この様な粒状物質は、また、セラミック、熱分
解したウール、レイヨン、ポリアクリロニトリル、及び
ピットからなるグループから選択される短い長さの耐高
温特性の繊維と混合させることが可能である。該スラリ
ーは、また、石油ピッチ、コールタールピッチ、フラン
樹脂、及びフェノール樹脂等の適宜の含炭素バインダー
を含有することも可能である。該基質を形成する為に使
用されるスラリーは、また、粒状の炭化シリコンと混合
された短い長さのポリアクリロニトリル繊維を有するこ
とも可能である。

上述した異なった基質は、連続的な方法で形成すること
が可能であり、また周期的又はパルス動作乃至は脈動技
術によって形成することも可能である。周期的又は脈動
技術を使用する場合、制限した期間の量制御した条件の
下で一連（シーケンス）のステップが与えられ、且つ該
シーケンスは１度を超えて繰返し行われる。その１例を
５本願出願人に譲渡されている発明者Ｊａｍｅｓ　Ｖａ
ｒｒｅｎの１９８８年１月２８日に出願した「耐火性複
合物質及びその製造方法（Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ　Ｃｏ
ｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈ
ｏｄ　ｏｆ　Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌ）
Ｊという名称の米国特許出願第１４９，２１６号の実施
例１１として記載されている。

前のパラグラフにおいて説明した基質を、第２図に示し
た如く、バリヤー物質の薄い層１５及び酸素に対して不
浸透性の物質の薄い層１７で直接にコーティング即ち被
覆（第３図）させることが可能である。然し乍ら、基質
１０上に層１５及び１７を直接的にコーティングさせる
為には、基質１ｏを初期的に、好適には、最終的な物品
に所望されるものに対応する形態に形状構成する０次い
で、層１５及び１７を基質１２上に付着形成する間、基
質１０を好適には該所望の形態に維持する。

この維持は、工具又は、基質上の全ての所望の位置にお
いて層１５及び１７のコーティングを与える一方、基質
１０を所望の形状に維持すべく構成されてる作業台（不
図示）によって与えることが可能である。この様な態様
で基質上に層１５及び１７をコーティングすることは、
それが直接的であり且つ何等基質の中間的準備を必要と
することがないので効果的である。然し乍ら、それは特
別の工具及び作業台を用意することを必要とする。

更に、それは工具又は作業台を使用する為に、コーティ
ング作業の為の空間的条件を増加させる。

それは、また、基質１０上に層１５及び１７をコーティ
ングする速度を低下させる傾向となる。

一方、第３図に示した如く、基質上に層１５及び１７を
付着する前に、熱分解炭素１６（第２図）を基質１０上
に薄い層として付着形成させることが可能である。この
層の厚さは、例えば２０００人とすることが可能である
。熱分解炭素１６は、特に物品に応力がかけられる場合
、基質内の繊維間での良好な負荷転送を促進することを
容易とする。熱分解炭素１６は、また、特に該物品に応
力がかけられた場合、基質１０を高強度とさせ且つ安定
化させることに貢献する。それは、また、物品１１を構
成する複合構成体の表面破壊エネルギを増加させる為の
機械的界面を向上させ、従って耐火性複合物品１１の剛
性及び耐流動性を向上させる。

基質１０上に熱分解炭素のコーティング１６を設ける為
に、該基質を従来の構成の炉内に配設させることが可能
である０次いで、該基質の温度を例えば約１８００°Ｆ
の適宜の温度へ上昇させ、且つ１５ｍｇ＋Ｈｇのオーダ
の真空を該付着室内に維持する０次いで１例えば約５０
時間の長い時間にわたって有孔性基質を介してメタンガ
スを流動させることによって基質１０内の個別的要素１
２の各々の周りに熱分解炭素を付着形成させることが可
能である。この様に、熱分解炭素は、基質１０内の個別
的要素１２の各々を包み込む。

熱分解炭素を前のパラグラフにおいて説明した如き態様
で基質１０上に付着形成させる場合、それは該基質を構
成する個別的要素を包み込む。このことは、第２図にお
いて概略１６で示しである。

熱分解炭素１６の層は、好適には、有孔性であり、酸素
に対して浸透性であり、且つ非等方性である。

熱分解炭素１６の付着前において基質の密度が０゜３　
ｇｍ／ｃｃのオーダであり且つ繊維体積が約１５％であ
ると、熱分解炭素で包み込れた基質は０．７５　ｇｍ／
ｃｃのオーダの密度を有する場合がある。熱分解炭素１
６は、個別的要素１２を基質１０内に位置決めすべく機
能し、且つ取扱玉鎖基質の強度を増加させるべく機能す
る。この様に、何等の工具又は作業台を使用することを
必要とすることなしに、マトリックス２４を基質１０上
に付着形成させることが可能である。

熱分解炭素１６は、上述したちの以外の技術によって基
板上に付着形成させることが可能である。

例えば、基板１０は、　Ｍｏｎ５ａｎｔｏ　１００８等
のモンサンドケミカルカンパニイによって指定されるフ
ェノール樹脂の如き任意の適宜の従来のタイプの樹脂で
コーティングさせることが可能である。第１ステツプと
して、該フェノール樹脂は、それが流体である溶媒内で
溶解させることが可能である。

該溶媒は、例えば、メチルエチルケトンとすることが可
能である。次いで、基質１０をフェノール樹脂で被覆し
且つ部分的に重合させ、それが触った感じが乾燥したも
のとさせることが可能である。

次いで、基質１０を所望の形状のパターンへ切断するか
、又は該基質を少なくとも１６０″′Ｆの温度へ加熱し
、圧縮し１次いで所望の形状へ切断させることが可能で
ある１次いで、該所望のパターン形状としたものをモー
ルド内に配置させ且つ例えば約３５０°Ｆの適宜の温度
へ加熱して該フェノール樹脂を硬化させることが可能で
ある。次いで、該パターンを約３５０”Ｆを超える温度
で硬化させて鎖糸を安定化させることが可能である。

次いで、該フェノール樹脂を約１６００’　Ｆの温度で
熱分解させてそれをその元素の形態である炭素へ分解さ
せる。この熱分解の為の１つの理由は、その後に、該基
質が加熱された場合にガスを放出することを防止する為
である。然し乍ら、個別的要素１２は、第４図に示した
如く、個別的要素間の間隙内に配設される熱分解炭素１
６によって所定位置に維持される。個別的要素１２間の
間隙内の熱分解炭素１６の付着は、第２図に概略示しで
ある０個別的要素１２と間隙内の熱分解炭素１６の結合
体は、有孔性であり、酸素に対して浸透性であり、且つ
非等方性である。

該フェノール樹脂を構成するバインダーが前のパラグラ
フにおいて説明した如くに熱分解させると、それはその
質量の約半分を喪失し且つそれは収縮し且つ亀裂を発生
する。これにも拘らず、該熱分解炭素は該基質内の所定
の位置に個別的要素１２を保持することが可能であり且
つ該基質に強度を与えることが可能である。次いで、該
基質１０を比較的長い期間の間約２２００°Ｆの温度へ
加熱して最終的な収縮を与えると共に該バインダーに熱
分解を与える。

前のパラグラフにおいて説明した如くに該バインダーを
硬化させ且つ熱分解させる前に、該フェノールバインダ
ー内にポリウレタン又はポリエチレンを含有させること
が可能である。次いで、基質１０及び該バインダーを約
１６００°Ｆに加熱すると、ポリウレタン又はポリエチ
レンが蒸発し且つ該基質内にトンネルを形成することを
容易とさせる。後に詳細に説明する如く、該トンネルは
。

化学的蒸気付着による如く、基質１０上に、バリヤー層
１５、不浸透性層１７．及びマトリックス２４を付着形
成する為の経路を与える上で有効である。

個別的要素１２をコーティングする為にウェットバイン
ダーを使用する代わりに、ドライバインダーを使用する
ことも可能である。例えば、ダウコーニングポリカーポ
ジラン６−２３３０を使用することが可能である。これ
は、メチルエチレンケトンと混合して流体混合物を与え
ることが可能なドライ樹脂である。この物質は、室温に
おいて部分的に重合する特性を持っている。該物質は該
基質と混合し且つ次いで約１６００°　Ｆの温度へ加ｆ
ｉし該バインダーを熱分解させる。次いで、該物質を約
２２００″Ｆの温度へ加熱してそれに最終的な熱分解及
び収縮を与える。

ケイ酸ナトリウム又はコロイド状アルミナもバインダー
として使用することも可能である。基質１０を液状のケ
イ酸ナトリウム内に浸漬し且つ次いで加熱することが可
能である。該ケイ酸ナトリウムは個別的要素１０の長さ
に沿って流動し且つ該個別的要素の交差点において凝集
乃至は凝固する傾向となる。基質１０の繊維間の間隙に
おける物質の層を形成を第４図及び第５図に示しである
。

理解される如く、該基質の特性は、本発明の技術的範囲
を逸脱すること無しに、著しく変化させることが可能で
ある。例えば、繊維を織り込んだ形態で使用する場合、
経糸及び緯糸方向の相対的な糸の数を大きな割合で変化
させることが可能であり、且つ糸間の感覚も著しく変化
させることも可能である。

ボロン等の適宜の元素を、例えば炭素及び／又は窒素等
の他の元素と化合物の形態で基板１０へ付与して、基質
１０とマトリックス２４との間に中間層１５及び１７を
形成することが可能である。

これらの中間層１５及び１７は、第５図に示した如く、
マトリックス２４の付着の前に、基質１゜上に付着形成
させることが可能である。中間層１５及び１７は、また
、第４図に示した如く、熱分解層１６上に付着形成させ
ることが可能である。

中間層１５は、例えば炭化ボロン（Ｂ、Ｃ）等の適宜の
物質を構成することが可能であり、且つ中間層１７は例
えば窒化ボロン（Ｂ　Ｎ）等の適宜の物質を構成するこ
とが可能である。該炭化ボロンは、窒化ボロンからのボ
ロンが熱分解層１６内に浸透乃至は拡散することを禁止
する為のバリヤー層として機能する。窒化ボロンは、酸
素に対して不浸透性の層を与える。これは、酸素が基質
１０及び熱分解層１６内の炭素を分解することを防止す
る。層１５及び１７は、熱分解物質１６を取り囲む即ち
包み込むことが可能であり（第２図）又は熱分解物質の
間隙部分に付着形成させる（第４図）ことが可能である
。

熱分解層１６、バリヤー層１５．及び不浸透性層１７を
、各々が実質的に一様な厚さを持った薄い層として付着
形成させることが可能である。例えば１層１６，１５．
１７の各々の厚さは、約２０００人のオーダとすること
が可能である。層１５及び１７は、熱分解層１６が基質
１２を包み込む場合に熱分解層１６を包み込むことが可
能である。同様に、１１５及び１７は、熱分解層１６が
個別的要素１２の間隙に配設される場合に、個別的要素
１２上の熱分解層１６の間隙内に配設させることが可能
である。

熱分解層１６、バリヤー物質の層１５、不浸透性物質の
Ｍ１７を、化学蒸気浸透技術によって形成することが可
能である。基質１０内の個別的要素１２は該基質の体積
の約３５％乃至４ｄ％を占有するに過ぎないので、該技
術を使用することが可能である。個別的要素１２によっ
て占有される体積が比較的低いので、層１６．１５．１
７の各々を形成するガスは、該基質の内部内に浸透し且
つ該基質の体積全体に渡り付着を発生することが可能で
ある。

基質１０上への層１６，１５．１７の一様付着は、該浸
透処理における化学蒸気を高温に露呈させ且つ脈動圧力
（第８図）に露呈させ且つ該ガスを該基質を介しての流
れ方向を周期的に逆転させることによって容易化される
。例えば、熱分解層１６は約１０１５℃の温度で生成す
ることが可能であり、且つ約１．５ト一ル／秒の速度で
約１０トールと約８０トールの間の圧力に露呈させるこ
とが可能である。下側圧力における典型的なド工少時間
は、約３０秒乃至約６０秒である。上側圧力における典
型的なドエル時間は、約５秒である。

化学蒸気の流れ方向は、約２分乃至はそれ以下の時間で
逆転させることが可能である。

基質１０上に層１−６を付着形成する場合、約１２．３
ｃｒｊ／ｄ／分の割合で基質を介してメタンを流動させ
ることが可能である（第８図）。該メタンを、約９．２
５ｄｌｃｄ／分の割合で基質１ｏを介して流動されるア
ルゴンと混合させる。アルゴンは中性であり、それはメ
タンにエネルギを与えると共に該メタンから基質１０上
に付着される炭素の速度を制御する。例えばヘリウム等
のその他の中性ガスをメタンの代わりに又はメタンと共
に使用して、基質１０上に熱分解炭素１６を付着形成さ
せることが可能である。

例えば１０　ｔ−−ルと１００トールの圧力の間で上述
した圧力サイクル動作技術を使用して、定常状態化学蒸
気浸透（ＣＶＩ）処理において進行中の拡散質量輸送を
実質的に補強する。この様な技術で、少なくとも５０ミ
ルの浸透深さが達成される。これは、非実際的な（定常
状態）処理と実際的な（圧力脈動）処理との間の差異を
意味している。

熱分解層１６を形成する為の基質１０内へのメタン及び
アルゴンの増加した浸透は以下の解析から理解すること
が可能である。化学蒸気浸透（ＣＶＩ）処理におけるガ
スの圧力が増加すると、基質１０外部の圧力が対応して
増加する。然し乍ら、基質１０内のガスの圧力は、該基
質外部のガスの圧力程高速で増加することはない。この
ことは。

基質１ｏ内の孔は比較的小さく、従って基質ＪＯ内のガ
スの圧力は、ガスの圧力が増加する場合に、基質の外信
のガスの圧力に従属することができないという事実から
部分的に派生する場合がある。

この圧力差は、メタン及びアルゴンガス反応物に作用し
て、基質１０の最も内部へのこの様な物質の流れを発生
させ且つそこでの炭素の付着を発生させる。このことは
、基質１０の表面上のみならず基質の内部内においても
炭素の実質的に一様な付着を与える。

炉乃至は室内へメタン及びアルゴンを導入し且つ該炉乃
至は室内のガスの圧力の脈動を与えた後に、中程度の真
空を発生させることによって該ガスを該炉から引き出す
ことが可能である。次いで、メタン及びアルゴンを含有
する新たなガスを該炉内に導入して、該基質１０を介し
て反対の方向に流動させることが可能である。次いで、
該新たなガスを上述したのと同様の態様でパルス動作即
ち脈動を与える。この処理は、一方向におけるガスの流
れに対して多数回繰り返して行い、且つ所望の厚さで熱
分解物質１６が形成される迄、基質１０を介して反対の
方向に交互に繰り返して実施することが可能である。

該炉内にガスを導入し且つ次いで該炉からこれらのガス
を排気する周期的動作は、成る重要な利点を与える。理
解される如く、該炉へ導入されるガスの組成は、該ガス
内の化学反応の為に且つ該ガスが化学反応を起して熱分
解層１６を形成する際の該ガスの消費の為に１時間と共
に変化する。

このことは、熱分解Ｆ／ｉ１６の特性を時間と共に変化
させる。比較的短い時間の後に該炉からこれらのガスを
排気させ且つ次いでこの様なガスを新たに該炉内に導入
することによって、処理中の物品の種々の微視的寸法に
沿って比較的一定の特性が熱分解層１６へ与えることが
可能である。

メタン及びアルゴンの流れ方向における逆転も成る利点
を提供する。それは、熱分解層１６の厚さが該基質を介
して実質的に一様であることを確保する。メタン及びア
ルゴンの流れ方向が逆転されない場合、熱分解コーティ
ング１６は、該ガスが該基質から離れる端部におけるよ
りも、該ガスが該基質の入る端部において一層大きな厚
さを持つ場合がある。該ガスの流れ方向を逆転させるこ
とによって、基板１０の両端部において熱分解層１６の
厚さにおいて存在するこの様な差異は補償される。更に
、基質１０の中心における付着厚さも、該ガスの流れ方
向を逆転させることによって向上される。

バリヤー層１５は、上述したものと同様の化学的蒸気浸
透処理によって生成される。然し乍ら、該処理の温度は
約９００℃とすることが可能であり、且つ該使用ガスは
水素、アルゴン、メタン、三塩化ボロン（ＢＣｌ２）の
混合物とすることが可能である。該水素は約３．’Ｉｄ
／ａｊ／分の割合で、アルゴンは９．２５ｄ／ｃｉ／分
の割合で、メタンは１．５４ｄ／ｄ／分の割合で、三塩
化ボロンは３．１ｃｄ／ｃｄ／分の割合で、基質１ｏを
介して流動させることが可能である（第８図）、該ガス
はパルス動作させることが可能であり、且つ該ガスの流
れ方向は、基質１０上の熱分解層１６の付着に関して上
述したのと同様な態様で、逆転させることが可能である
。

該ガスが基質１０を介して通過する場合、該三塩化ボロ
ン内のボロン及び該メタン内の炭素が結合して炭化ボロ
ン（８４Ｃ）を生成する。該メタンからの水素及び該三
塩化ボロンからの塩素は該層からガスとして排気される
。該炉内に別のガスとして導入された水素は、該炉内に
導入されたガスの化学的及び熱的バランスに影響を与え
る。該炉内に導入された水素の量は、この化学的及び熱
的バランスに影響を与える為に変化させることが可能で
ある。該アルゴンは、熱分解層１６に関して上述したの
と同一の効果を持っている。

不浸透性層１７も、上述したものと同様の態様で化学的
蒸気浸透技術によって発生される。然し乍ら、浸透性層
１７は、約８７５℃の温度で発生させることが可能であ
り、且つアルゴンと、三塩化ボロンとアンモニアの混合
物によって発生させることが可能である。該アルゴンは
、１５．４ｃｏ？／ｄ／分の割合で、該塩化ボロンは約
１．４ｃｉ／ｄ／分の割合で、且つ該アンモニアは約０
．７（！ｌ？／ａｌｔ／分の割合で、該基質を介して通
過させることが可能である（第８図）、該ガスにおける
圧力変動及び該ガスの流動方向の逆転は、熱分解層１６
に関して説明したものの如くにすることが可能である。

該三塩化ボロンからのボロン及び該アンモニアからの窒
素が結合して、窒化ボロンを形成し、それは該基質上に
付着されて不浸透性層１７を形成する６該三塩化ボロン
内の塩素及び該アンモニア内の水素が、ガス分子として
、該層を介して通過する。該アルゴンは、熱分解層１６
に関して上述した理由により該混合物内に含有されてい
る。

第６図は、基質１０上に層１６，１５．１７を設ける利
点を示している。第６図に示される如く、基質１０上の
層１６，１５．１７を除去する為のスパッタ時間は横軸
上に分の単位で示しである。

従って、第６図において、基質１０上の熱分解層１６を
除去する為のスパッタ時間として約３０分が示されてお
り、基質上のバリヤー層１５を除去する為のスパッタ時
間として約２０分が示されており、且つ基質上の不浸透
性Ｍ１７を除去する為のスパッタ時間として約５分が示
されている。実際に、横軸は、この様な層において断面
切断がなさ九た場合に層１６，１５．１７の各々におけ
る漸進的な位置を表している。注意されるべきであるが
、各層を除去する為のスパッタ時間は比較的比例的なも
のでなくとも良い。層１７，１５．１６の各々は、核層
をアルゴン原子でボンバード即ち衝撃することにより除
去することが可能である。

第６図において、異なった物質の原子％を縦軸に示しで
ある。層１６，１５．１７内のボロンの相対的量は、そ
の位置を正方形で表した曲線によって示されている。第
６図は、層１７内のボロンの量及び層１７に隣接する層
１５の部分は一定のままであることを示している。然し
乍ら、層１５内のボロンの量は、核層の位置が漸進的に
層１６に近づくと減少を開始し、且っボロンの量は１層
１６内への漸進的な位置と共に継続的に減少する。

このことは、バリヤー層１５が層１７内のボロンの層１
６内への浸透を禁止する上に効果的である。

例えば、Ｊｉｌ１７及び層１５の殆どにおけるボロンの
原子％は約６０％であるが、熱分解層１６内のボロンの
原子％は層１５との境界において約５０％であり且つ基
質１０との境界において２０％未満である。該ボロンは
熱分解層を弱体化させる傾向があり且つ温度変化により
基ｆｆ１ｏと相対的なマトリックス２４の剪断を与える
上での該熱分解層の作用を禁止する傾向があるので、熱
分解層１６内のボロンの量を最小とすることが望ましい
。

第６図は、また、窒素の原子％は不浸透性Ｍ１６の殆ど
を介して３０％を多少超えており且つバリヤー［１５の
殆どを介して且つ熱分解層１６の全ての介して１０％よ
りも著しく低いレベルへ迅速に減少していることを示し
ている。窒素の原子％は第６図中にプラスの記号でプロ
ットしである。

炭素の原子％はダイアモンド状の記号で第６図中にプロ
ットしである。理解される如く、炭素の原子％は、不浸
透性［１７の厚さの殆どを介して１０％未満であり且つ
バリヤー層１５との境界において約２０％のレベルへ上
昇している。炭素の原子％は、バリヤー層１５内で約３
ｏ％乃至４゜％の間の％へ継続的に上昇し且つ該バリヤ
ー層の厚さの殆どに渡ってこの％に維持される。次いで
、炭素の原子％は、熱分解Ｊ１１６と基質１２との間の
境界において、８０％を超える％へ漸進的に上昇する。

第６図に示した如く、不浸透性層１７からのボロンは、
熱分解Ｊ１１６内へ顕著な範囲で拡散することは出来な
い。このことの理由は、バリヤー層１５内の炭化ボロン
は各ボロン原子に対して４個の炭素原子を持っているか
らである。従って、バリヤー層１５内の炭素原子の著し
く支配的であることは、ボロン原子に対してのトラップ
として機能し、バリヤー層１５を介して熱分解層１６内
へのボロン原子の拡散を禁止する。炭化ボロンから熱分
解層１６内へのボロンの拡散を禁止する上での炭化ボロ
ンの作用は、また、炭化ボロン内の炭素が熱分解層１６
内の炭素と適合性があるという事実からも発生する場合
がある。

バリヤー層１５は、また、別の顕著な利点を提供してい
る。大気からの酸素がバリヤー層１５内に侵入すると、
それは炭化ボロンと反応しボロン酸化物を発生させる。

これらのボロン酸化物は揮発性であり且つ酸素漏れ経路
を介して大気へ移動する。該酸化物が大気からバリヤー
層１５内へ侵入する酸素に出会うと、該酸化物を完全に
酸化させて酸化ボロン（Ｂ　２０３　）とさせる。該酸
化ボロンは該漏れ経路を閉塞する傾向となり、従って酸
素はこの経路を介して継続的にバリヤー層１５へ侵入す
ることはできない、この様な漏れ経路を閉塞することに
よって、酸素は熱分解層１６及び基質１０へ侵入するこ
とは不可能である。熱分解層１６及び基質１０の酸化は
該熱分解層及び該基質を弱体化させ且つ究極的に破壊す
る傾向があるので、このことは重要である。炭化ボロン
の自己閉塞の特徴は、例えば約１３００℃の比較的中程
度の温度において及び１３００℃よりも低い温度におい
て発生する傾向がある。

炭化ボロン以外のその他の物質をバリヤー層１５に使用
することが可能であり、且つ窒化ボロン以外のその他の
物質を不浸透性層１７に使用することが可能である０例
えば、バリヤー層１５の為に炭化ボロンの代わりに炭化
シリコンを使用することが可能であり、且つ不浸透性層
１７の為に窒化ボロンの代わりに窒化シリコンを使用す
ることが可能である。該炭化シリコンは、窒化シリコン
からのシリコンが熱分解層１６及び基質１０内に拡散す
ることを防止する上でのバリヤー物質としって効果的で
ある。該窒化シリコンは、酸素に対して不浸透性の物質
として有効である。然し乍ら。

バリヤー物質の為の炭化シリコン及び不浸透性物質の為
の窒化シリコンの組合せは、バリヤー物質の為の炭化ボ
ロンと不浸透性物質の為の窒化ボロンとの組合せ程利点
はない。何故ならば、炭化シリコンは、酸素漏洩経路に
露呈された場合に自己閉塞する特性をもっていないから
である。ボロンの熱分解層１６内への拡散を制御する為
のバリヤー層１５としてレニウム又はイリジウムを使用
することも可能であるが、これらの物質も炭化ボロンに
関して上述した利点を有するものではない。

第７図は、上述した如くに構成された物品の断面を示し
ており、該物品は、基質１０、熱分解層１６、炭化ボロ
ンを含有するバリヤー層１５、及び窒化ボロンを含有す
る不浸透性層１７を有している。第７図に示した断面は
、オージェ電子分析を使用することによって得られたも
のであり、該物品における異なった層の実際の厚さを表
すものではない。

バリヤー層１５及び不浸透性層１７の組合せは、また、
基質１０が例えば炭化シリコン等の物質から形成される
個別的要素から形成される場合に、利点がある。この様
な個別的要素の１つのタイプは、「ニカロン（Ｎｉｃａ
ｌｏｎ）Ｊセラミック繊維とすることが可能である。窒
化ボロン等の不浸透性物質を、バリヤー層１５を具備す
ること無しにこの様な基質の上に設けると、窒化ボロン
からのボロンが基質１０内の「ニカロンＪセラミック繊
維内に拡散する傾向となり、且つこの様な繊維を著しく
損壊するし且つその機械的特性を著しく減少させる。基
質１０と不浸透性層１７との間に炭化ボロンの層１５を
設けることは、該不浸透性層から該基質へのボロンの拡
散を実質的に制限することとなる。

［１５及び１７に対して上述した組合せに加えて、その
他の組合せを使用することも可能である。

例えば、熱分解層１６を設ける場合、バリヤー層１５は
炭化シリコンを構成し且つ不浸透性層１７は窒化ボロン
を構成することが可能である。一方、バリヤー層１５は
、窒化シリコン（Ｓ　］、　ａ　Ｎ−）を構成し且つ不
浸透性層１７は窒化ボロンを構成することが可能である
。

炭化ボロン及び窒化ボロン層を形成する為に三塩化ボロ
ンを使用する代わりに、例えば弗化ボロン（Ｂ　Ｆ、）
又は水酸化ボロン（Ｂ２Ｈ）等のその他の物質を使用す
ることが可能である。メタン以外の炭化水素を使用して
、該バリヤー層１５内に熱分解ｆｆ１６及び炭化ボロン
を生成させることが可能である。該バリヤー層が炭化シ
リコンを構成し及び／又は該不浸透性層が窒化シリコン
（Ｓｉ３Ｎ）を構成する場合、例えばメチルトリクロロ
シラン、ジクロロシラン、及びその他の有機金属等の物
質を使用することが可能である。

不浸透性層１７上に設けられるマトリックス２４は、基
質１０又は熱分解ｙ？７Ｊ１６と何等顕著な化学的又は
機械的結合を有するものではない。この為に、基質１０
とマトリックス２４との間に増加した表面破壊エネルギ
（剛性）が発生される。マトリックス２４は、また、基
質】０とは著しく異なった熱膨張係数を持っている。そ
の結果、マトリックス２４は、温度変化によって、基質
１０と相対的に自由に移動可能であるにのことは、本発
明の耐火性物質から形成される物品が使用される温度範
囲はかなり広い（華氏で数千度）ので、特に重要である
。マトリックス２４は、該コーティングが基質１０を包
皮すると、該不浸透性層１７を***する。マトリックス
２４は、不浸透性層１７が個別的要素】、２の間隙に設
けられる場合に、相個別的要素１２の間隙内に配設され
る。マトリックス２４は、層１６．１５．１７が例えば
２００ｏ人等の厚さを持っている場合に、約６０００人
の適宜の厚さを有することが可能である。

マトリックス２４は、金属及び負の電荷イオンを与える
物質からなる適宜の物質から形成することが可能である
。好適には、マトリックス２４は、窒化シリコン、炭化
シリコン、酸化シリコン、及び硼化シリコンからなるグ
ループから選択される物質から形成することが可能であ
る。マトリックス２４は、好適には、炭化シリコンから
形成することが可能である。炭化シリコンは、硬質であ
り剛性があり且つ表面に良好な保護を与えるので、好適
である。マトリックスは、また、例えば酸化物、窒化物
、炭化物、及びハフニウム、ジルコニウム、タンタル、
タングステン、及びモリブデンの硼化物等のその他の物
質から形成することも可能である。

基質１０上にマトリックス２４を付与する為に、該基質
を炉内に配設させ且つ約１３５０°Ｆ乃至２５００”　
Ｆの範囲内の温度へ加熱させることが可能である。好適
には、基質１ｏを中程度の真空中で約１８００°Ｆの温
度へ加熱させる。この温度は、約１６００°Ｆ乃至２０
００°Ｆの好適な温度範囲における中間の温度である。

次いで、シリコン及び炭素を含有する適宜のガスを、該
炉内の基質１０を介して且つその上を通過させることが
可能である。例えば、メチルトリクロロシラン、ジメチ
ルジクロロシラン、及びトリメチルクロロシラン等の適
宜のガスを使用することが可能である。該ガスは、約０
．０１及び０．６気圧の間の圧力で該炉を充填すること
を許容される。

該シリコン及び炭素を含有するガスを炉内に導入した後
に、中程度の真空を発生させることによって該ガスを該
炉から排気させる。次いで、シリコン及び炭素を含有す
る新たなガスを該炉内に導入させる。このプロセスは、
該マトリックスが所望の厚さに形成される迄、多数回繰
返し行われる。

基質１０の温度を約２７００℃へ完結的に上昇させ、マ
トリックス２４内の炭化シリコンと基質１０上の熱分解
炭素１６との間に寸法上の安定性を与えることが可能で
ある。各交互のサイクルにおける基質１ｏを介してのガ
スの流れ方向は、上述した態様と類似した態様で逆転さ
せることが可能である。マトリックス２４の製造に関し
ての多数の実施例を１本願出願人に譲渡されている発明
者ＪａＩｌｌｅｓυａｒｒｅｎの１９８８年１月２７日
に出願した「耐火性複合物質及びその製造方法（Ｒｅｆ
ｒａｃｔｏｒｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ
　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｐｒｏｄｕｃｊ、ｎｇ
　Ｍａｔｅｒｉａｌ）　Ｊという名称の米国特許出願第
１４９゜２１６号に開示されている。

該マトリックス物質を形成する為に生成される特定の化
学構成要素は、温度、圧力、使用ガス、ガスの流量、及
びガスの質量流量等の種々のパラメータに依存する。質
量流量は、流量及び使用する特定のガス等のファクター
に依存する。

上述した特定のものに加えて、その他のガスを化学的蒸
気付着に包含させることが可能である。

例えば、アルゴン及びヘリウムのガスを該炉へ導入する
ガス内に包含させることが可能である。アルゴンもヘリ
ウムも両方共中性である。これらは。

該炉内のガスへエネルギを付与し且つ基質上にマトリッ
クス２４が付着される速度を制御する。それらは、また
、該付着物の特定を制御する。

該ガス内の水素の相対的量も変化させることが可能であ
る。水素の相対的量は、該炉内に導入されるガスの化学
的及び熱的バランスに影響を与える。その結果、該ガス
内の水素の相対的量は、該付着物の特性に影響を与える
。例えば、該炉が比較的低い温度に維持され且つかなり
の量の水素が該炉内に導入される場合、量子論的比率を
超える過剰なシリコンが付着される傾向となる６更に。

僅かな温度変化であっても付着物の硬度に影響を与える
ことが可能である。例示として、炉内において約１０″
′Ｆの変化があると、約１３００−４４００のピッカー
硬度の範囲から最大で１０００ポイントのピッカー硬度
の変化を発生させる場合がある。従って、マトリックス
２４を生成するガスと少量の水素を混合させることは、
生成されるマトリックスの硬度に著しい影響を与える場
合がある。

不浸透性層１７上にマトリックス２４を化学蒸気付着さ
せる為に、該炉内に導入されるガス内にボロンを包含さ
せることも可能である。該混合物内にボロンを包含させ
ることは、該ガスの付着によって生成されるマトリック
ス２４の許容性の傾向を向上させる。このことは、７ト
リツクス２４の剛性及び該マトリックスの歪に耐える能
力を向上させる。該マトリックス内のボロンはゲッター
として作用する。それは、活性個所から例えば炭化シリ
コン等のマトリックス２４の物質を蓄積し且つこの様な
活性他所からの炭化シリコンを共にシンター即ち焼結さ
せる。該ボロンが存在しないと、該炭化シリコンは該活
性個所に付着する傾向となる。通常、該混合物内に約２
重量％のボロンを包含させることが可能である。好適に
は、ボロンの範囲は１重量で約１％乃至３％である。好
適には、該混合物内には重量で５％未満のボロンを包含
させる。

基質１０上にマトリックス２４の化学蒸気付着を与える
為にその他のガスを使用することも可能である。例えば
、四塩化シリコンとメタンとの混合物を使用することも
可能であるにの四塩化シリコンとメタンの混合物は、該
マトリックスを形成する為の炭化シリコンの付着物を形
成する傾向となる。この様な混合物は、上に特定したガ
スの幾つか以外のマトリックスを生成する為のエネルギ
量よりも一層大きな量のエネルギを必要とする場合があ
る。

理解される如く、該炉内に配置させた基質１０は、該ガ
スの化学反応の発生を向上させる為に該炉内のガスへエ
ネルギを付与する為に予備加熱することか可能である。

例えばマトリックス２４を形成する為に基質１０上に例
えば炭化シリコン等の付着によりその結果得られる物質
は第１特性を持っている。一方、該基質は、該炉内に導
入させる前に予備加熱させることは必要ではない。いず
れの場合においても、該ガスは、それらが衝突する場合
、化学反応を発生させる為の十分な運動エネルギを受は
取る。炭化シリコン粒子は、この様な衝突の結果として
且つ該衝突の最中に発生する化学反応の結果として自由
空間においてすすとして発生される。

基質１０を予備加熱することなしに発生される炭化シリ
コンの特性は、基質を予備加熱することによって発生さ
れる炭化シリコンの特性とは異なっている。このことは
１部分的に、該基質上に付着される炭化シリコンの粒子
の微視的構成における差異から発生する。理解される如
く、上述した２つの別の技術によってマトリックス２４
°を形成することに加えて、マトリックス２４は、種々
の特徴を混ぜあわせたマトリックスを提供する為にこの
様な技術の組合せによって形成することも可能である。

マトリックス２４は上述した態様で炭化シリコン等の適
宜の物質から形成する場合、それはその周辺部において
微視的亀裂を発生する傾向がある。

これらの亀裂は、特に該マトリックスに応力が付与され
る場合に、該マトリックスに柔軟性及び弾性を与える傾
向となるので、有利である。該亀裂は、酸素に露呈され
るべき表面の大きさを増加させるので、有効である。そ
の結果、マトリックス２４が酸化される速度が増加する
傾向となる。

該マトリックスを被覆し且つそれの酸化を禁止する為に
、該マトリックス２４上に不浸透性コーティング乃至は
被覆３６を設けることが可能である。これは、マトリッ
クス２４が上述した如き微視的亀裂を有する場合に、特
に重要である。コーティング３６は例えばシリコン酸化
物等の適宜の物質から形成することが可能である。シリ
コン酸化物は硬質であり且つ酸素に対して不浸透性であ
るから、有利である６例えば、シリコン酸化物は、既に
、酸素を包含しているので、それは空気中の酸素によっ
て酸化させることができない、該シリコン酸化物は、マ
トリックス２４内の炭化シリコンと実質的に同一の熱膨
張係数を持っている。その為に、それは温度変化によっ
てマトリックス２４と共に移動する特性を持っている。

シリコン酸化物のコーティング３６は、基板上に炭化シ
リコンのマトリックス２４を付着させる為に使用される
温度、圧力、流量、及び方向逆転等の種々のパラメータ
と実質的に同一の条件の下でマトリックス２４上に付着
させることが可能である。マトリックス２４上にシリコ
ン酸化物を付着させることも、例えば上述した如き液体
散布又は浸漬等によって達成することが可能である。窒
化シリコン等のその他の物質を層３６として設けること
も可能である。更に、例えば全屈酸化物、金属窒化物、
金属シリサイド、金属硼化物、及び金属炭化物等のその
他の物質を層３６として使用することも可能である。層
３６は粘性とすることが可能である。

第１図は、上述した如き複合物質を製造する為に使用す
ることの可能な炉４０を概略示している。

炉４０は、インレット４４及びアウトレット４６を持っ
た包囲体４２を有している。例えば基質１０上にマトリ
ックス２４の化学蒸気付着物を発生させる為に使用され
るようなガスを、インレット４４を介して炉４０内に導
入させる。該ガスは、矢印４８で示した如くに、該包囲
体を構成する壁に沿って下方向に流動する。次いで、該
ガスは、矢印５２で示した如くに、包囲体４２に沿って
上方向に流れる。炉４０内において矢印４８及び５２で
画定される経路は比較的長いので、該ガスは炉加熱器５
０の温度へ加熱されるかなりの機会がある。次いで、該
ガスは、包囲体４２によって構成される空間内を流れ且
つアウトレット４６を介して炉４０から流出する。包囲
体４２内をガスが流れる間、該ガスは、付着が行われる
べき例えば基質１０等の物品上に付着される機会を持っ
ている。ガスの流れ方向を上述した如くに逆転させると
、炉４０は、インレット４４及びアウトレソト４６を周
期的に開閉させる構成とさせ、且つガスを物品１１を介
して州的に反対方向に長させて該物品を構成する相継ぐ
層を形成することが可能である。

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが５本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く１本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の物品を製造する装置を示した概略図、
第２図乃至第５図は本発明に基づく物品の異なった幾つ
かの実施例を示した各概略図、第６図は基質上に相次ぐ
層における個別的な位置における異なった元素の相対的
組成を示したグラフ図、第７図は本発明に基づく物質の
１実施例の構造及び特性を示した拡大した状態の写真の
写しを示した説明図、第８図は本発明に基づく物品を製
造する為に本発明方法の異なった実施例において使用さ
れる物質及びパラメータを表の形で示した説明図、であ
る。 （符号の説明） １０：基質（基板） １１：物品 １２：個別的要素 １５：バリヤー層 １６：熱分解層 １７：不浸透層 ２４：マトリックス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐火性複合物質において、複数個の個別的要素によ
   って構成される有孔性且つ透過性の基質、前記基質内の
   個別的要素を被覆する熱分解層、前記熱分解層を被覆し
   且つ前記熱分解層への拡散を禁止する為のバリヤーを提
   供する物質層、前記バリヤー層を被覆し且つ前記バリヤ
   ー層の物質と適合性が有り且つ酸素に対して不浸透性の
   特性を持った物質層、を有することを特徴とする耐火性
   複合物質。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記不浸透性の層
   の上に設けたマトリックスを有しており、前記基質は第
   １熱膨張係数を持っており且つ前記マトリックスは前記
   第１熱膨張係数とは異なった第２熱膨張係数を持ってい
   ることを特徴とする耐火性複合物質。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記基質と前記マ
   トリックスとの間の結合はほぼ最小であり温度変化と共
   に前記基質と相対的な前記マトリックスの移動を与える
   ことを特徴とする耐火性複合物質。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記基質内の個別
   的要素は非等方性であり且つ酸素に対して浸透性であり
   且つ前記不浸透性層は前記基質内の個別的要素の酸化を
   禁止することを特徴とする耐火性複合物質。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記基質内の個別
   的要素は含炭素性であり、且つ前記熱分解層は含炭素性
   であり、且つ前記バリヤー層及び前記不浸透性層はボロ
   ン及びシリコンからなるグループから選択された元素を
   含有することを特徴とする耐火性複合物質。６、特許請
   求の範囲第３項において、前記基質内の個別的要素は含
   炭素性であり、且つ前記熱分解層は含炭素性であり、且
   つ前記バリヤー層及び前記不浸透性層はボロン及びシリ
   コンからなるグループから選択した元素を含有しており
   、且つ前記マトリックスは酸素と窒素と炭素とボロンと
   からなるグループから選択される元素へ化学的に結合し
   た耐火性元素によって構成される耐火性物質から形成さ
   れていることを特徴とする耐火性複合物質。７、耐火性
   複合物質において、複数個の個別的要素によって構成さ
   れる有孔性基質、前記基質内の個別的要素を被覆してお
   り且つ剪断を与える特性を持った第１手段、前記第１手
   段を被覆しており且つ拡散バリヤーを与える第２手段、
   前記第２手段を被覆し且つ酸素に対し不浸透性のバリヤ
   ーを構成する第３手段、を有することを特徴とする耐火
   性複合物質。 ８、特許請求の範囲第７項において、前記第２手段は、
   前記第２手段内への酸素の浸透を禁止する化合物を形成
   する為に前記第２手段内に浸透する酸素と反応する特性
   を持った物質から形成することを特徴とする耐火性複合
   物質。 ９、特許請求の範囲第８項において、前記第１手段は前
   記基質上の異なった位置において実質的に一様な厚さを
   持っており、前記第２手段は前記第１手段上の異なった
   位置において実質的に一様な厚さを持っており、且つ前
   記第３手段は前記第２手段上に実質的に一様な厚さを持
   っていることを特徴とする耐火性複合物質。 １０、特許請求の範囲第７項において、前記第３手段上
   に設けられており且つ温度変化によって前記基質と相対
   的な移動を与える為に前記基質と相対的にほぼ最小の結
   合を持っているマトリックスを有することを特徴とする
   耐火性複合物質。 １１、特許請求の範囲第１０項において、前記マトリッ
   クス上に設けられており且つ酸素に対して不浸透性のバ
   リヤーを形成する手段を有することを特徴とする耐火性
   複合物質。１２、特許請求の範囲第８項において、前記
   第２及び第３手段はボロンを有することを特徴とする耐
   火性複合物質。 １３、耐火性複合物質において、第１熱膨張係数を持っ
   た有孔性且つ浸透性の基質、前記基質上に設けた熱分解
   層、前記熱分解層上に設けられており且つ不浸透性特性
   を持っており且つ前記熱分解層内への特定の元素の拡散
   に対してバリヤーを与える為の特定の元素を含有する手
   段、を有することを特徴とする耐火性複合物質。 １４、特許請求の範囲第１３項において、前記有孔性且
   つ浸透性の基質及び前記熱分解層は元素として炭素を有
   しており、且つ前記バリヤー手段内の特定の元素はボロ
   ンであることを特徴とする耐火性複合物質。 １５、特許請求の範囲第１３項において、前記バリヤー
   手段上に設けたマトリックスを有しており、前記基質は
   第１熱膨張係数を持っており且つ前記マトリックスは第
   ２熱膨張係数を持っており、前記熱分解層は温度変化に
   従って前記基質と相対的な前記マトリックスの変位を容
   易とさせる為に前記基質及び前記マトリックスの間にほ
   ぼ最小の結合を与える特性を持っていることを特徴とす
   る耐火性複合物質。 １６、特許請求の範囲第１５項において、前記基質及び
   前記熱分解層は炭素を含有する物質から構成されており
   、且つ前記バリヤー手段は前記特定の元素としてボロン
   を有していることを特徴とする耐火性複合物質。 １７、耐火性複合物質において、有孔性基質手段、前記
   基質手段上に設けられており且つ特定の元素を具有して
   おり且つ前記基質手段内へ前記特定の元素の拡散を防止
   する特性を持ったバリヤー手段、前記バリヤー手段上に
   設けられており且つ温度変化と共に前記基質手段と相対
   的に移動可能である特性を持ったマトリックス、を有す
   ることを特徴とする耐火性複合物質。 １８、特許請求の範囲第１７項において、前記基質手段
   は第１熱膨張係数を持っており、前記マトリックスは前
   記第１熱膨張係数とは異なった第２熱膨張係数を持って
   おり且つ温度変化によって前記基質手段と相対的な前記
   マトリックスの変位を容易とする為に前記基質手段との
   ほぼ最小の結合を与えることを特徴とする耐火性複合物
   質。 １９、特許請求の範囲第１８項において、前記特定の元
   素はボロンであり且つ前記有孔性基質手段は炭素を含有
   することを特徴とする耐火性複合物質。 ２０、特許請求の範囲第１８項において、前記基質手段
   は酸素に対して浸透性であり、且つ前記バリヤー手段は
   酸素に対して不浸透性であることを特徴とする耐火性複
   合物質。 ２１、特許請求の範囲第２０項において、前記マトリッ
   クスは酸素に対して浸透性であり、且つ耐火特性を持っ
   ており且つ金属及び前記金属に化学的に結合した元素を
   具有する不浸透性層が前記浸透性層上に設けられている
   ことを特徴とする耐火性複合物質。 ２２、特許請求の範囲第２２項において、前記基質手段
   は炭素を含有しており、前記特定の元素はボロンであり
   、且つ前記マトリックス中の金属に化学的に結合されて
   いる元素は酸素と炭素と窒素とボロンから構成されるグ
   ループから選択されることを特徴とする耐火性複合物質
   。 ２３、耐火性複合物質を製造する方法において、複数個
   の酸素に対して浸透性のある個別的要素を有孔性の基質
   に形成し、化学的蒸気浸透によって前記個別的要素上に
   酸素に対して浸透性の熱分解物質層を付着させて前記基
   質内の個別的要素を被覆させ、化学的蒸気浸透によって
   前記熱分解層上にバリヤー物質層を付着させて前記熱分
   解層を被覆し、前記バリヤー層上に酸素に対して不浸透
   性の物質層を化学的蒸気浸透によって付着させて前記バ
   リヤー層物質を被覆する。上記各ステップを有しており
   、前記バリヤー物質は前記熱分解層内への前記不浸透性
   物質の拡散を禁止する特性を持っていることを特徴とす
   る方法。 ２４、特許請求の範囲第２３項において、前記基質内の
   個別的要素は炭素を含有する物質から形成され、前記熱
   分解物質は炭素を含有しており、前記バリヤー物質はシ
   リコン及びボロンからなるグループから選択される元素
   を有しており、前記不浸透性物質はシリコン及びボロン
   からなるグループから選択した元素を有していることを
   特徴とする方法。 ２５、特許請求の範囲第２３項において、前記バリヤー
   物質は特定の元素を有しており、前記不浸透性物質は前
   記特定の元素を有しており、前記バリヤー物質は前記熱
   分解物質層内への前記不浸透性層からの前記特定の元素
   の拡散を禁止する特定を持っていることを特徴とする方
   法。 ２６、特許請求の範囲第２３項において、前記浸透性物
   質層上にマトリックスを付着させ、前記マトリックスは
   耐火性物質を構成し且つ金属元素及び前記金属元素に化
   学的に結合した別の元素から形成されており、前記基質
   は第１熱膨張係数を持っており且つ前記マトリックスは
   前記第１熱膨張係数とは異なった第２熱膨張係数を持っ
   ており、前記熱分解層は温度変化によって前記基質と相
   対的な前記マトリックスの変位を得る為に前記基質と前
   記マトリックスとの間にほぼ最小の結合を与える特性を
   持っていることを特徴とする方法。 ２７、特許請求の範囲第２６項において、前記マトリッ
   クス上に不浸透性物質層を付着形成するステップを有し
   ており、前記不浸透性物質は金属元素及び前記金属元素
   に化学的に結合した別の元素から形成される耐火性物質
   を構成していることを特徴とする方法。 ２８、特許請求の範囲第２７項において、前記基質内の
   個別的要素は炭素を含有しており、前記熱分解物質は炭
   素を有しており、且つ前記バリヤー物質はボロンを有し
   ており、且つ前記バリヤー物質層上の不浸透性物質はボ
   ロンを有していることを特徴とする方法。 ２９、耐火性複合物質を形成する方法において、浸透性
   で且つ有孔性の基質を形成し、前記基質上に熱分解物質
   を付着形成し、前記熱分解物質上に浸透性物質が前記熱
   分解層内に拡散することを禁止する特性を持ったバリヤ
   ー物質を付着形成し、前記不浸透性物質が酸素に対して
   不浸透性である個所において前記バリヤー物質上に不浸
   透性物質を付着形成し、前記不浸透性物質上に金属元素
   と前記金属元素に化学的に結合した元素とを含有する耐
   火性物質からなるマトリックスを付着形成する、上記各
   ステップを有することを特徴とする方法。 ３０、特許請求の範囲第２９項において、前記基質は第
   １熱膨張係数を持っており、且つ前記マトリックスは前
   記第１熱膨張係数とは異なった第２熱膨張係数を持って
   おり、且つ前記基質と前記マトリックスとの間にはほぼ
   最小の結合であり温度変化によって前記基質と相対的な
   前記マトリックスの移動を与えることを特徴とする方法
   。 ３１、特許請求の範囲第３０項において、前記不浸透性
   物質が酸素に対して不浸透性である個所において前記マ
   トリックス上に不浸透性物質を付着形成するステップを
   有することを特徴とする方法。 ３２、特許請求の範囲第２９項において、前記バリヤー
   物質、前記不浸透物質、及び前記マトリックスは高温度
   で且つ交互に反対方向に且つ第１及び第２圧力限界の間
   で特定の速度で脈動する圧力で前記熱分解物質上に連続
   的に付着させて、前記熱分解物質上に相継ぐ層の形態で
   前記バリヤー物質、前記不浸透性物質及び前記マトリッ
   クスを一様に付着形成することを特徴とする方法。 ３３、耐火性複物質を形成する方法において、第１熱膨
   張係数を持った有孔性基質を設け、前記基質を介して交
   互に反対方向にガスを通過させて化学蒸気浸透によって
   浸透性物質を前記基質上に付着形成し、前記基質を介し
   て交互に反対方向にガスを通過させて化学的蒸気浸透に
   よって前記基質上に前記第１熱膨張係数とは異なった第
   ２熱膨張係数を持っており且つ温度変化によって前記基
   質と相対的なマトリックスの変位を与える為に前記基質
   へのほぼ最小の結合を持ったマトリックスを付着形成す
   る、上記各ステップを有することを特徴とする方法。 ３４、特許請求の範囲第３３項において、前記不浸透性
   層を形成するガスの圧力は前記基質を介して前記ガスを
   浸透させる期間中第１及び第２限界の間で脈動させ、前
   記マトリックスを形成するガスの圧力は前記基質を介し
   てガスを浸透させる期間中前記第１及び第２限界の間で
   脈動させることを特徴とする方法。 ３５、特許請求の範囲第３４項において、前記基質を介
   してガスを交互に反対方向に通過させて、前記基質上に
   前記第２熱膨張係数を持った不浸透性層を化学的蒸気浸
   透によって付着形成することを特徴とする方法。 ３６、特許請求の範囲第３３項において、前記不浸透性
   層は、実際に、前記不浸透性層から前記基質内への物質
   の拡散を禁止する特性を持ったバリヤー層を有している
   ことを特徴とする方法。 ３７、特許請求の範囲第３３項において、前記不浸透性
   層は前記基質上に実質的に一様な厚さで付着形成し、且
   つ前記マトリックスを前記不浸透性層上に実質的に一様
   な厚さで付着形成することを特徴とする方法。