特許 6240177 炭化ケイ素製の遮蔽用製品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6240177

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】炭化ケイ素製の遮蔽用製品

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/577 20060101AFI20171120BHJP

   F41H 5/02 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   C04B35/577

   F41H5/02

【請求項の数】23

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-516657(P2015-516657)

(86)(22)【出願日】2013年5月17日

(65)【公表番号】特表2015-525196(P2015-525196A)

(43)【公表日】2015年9月3日

(86)【国際出願番号】FR2013051096

(87)【国際公開番号】WO2013186453

(87)【国際公開日】20131219

【審査請求日】2016年4月15日

(31)【優先権主張番号】1255632

(32)【優先日】2012年6月15日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】310009890

【氏名又は名称】サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン

(73)【特許権者】

【識別番号】501089863

【氏名又は名称】サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス）

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100077517

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100087413

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 哲次

(74)【代理人】

【識別番号】100093665

【弁理士】

【氏名又は名称】蛯谷 厚志

(74)【代理人】

【識別番号】100128495

【弁理士】

【氏名又は名称】出野 知

(74)【代理人】

【識別番号】100111903

【弁理士】

【氏名又は名称】永坂 友康

(72)【発明者】

【氏名】ジル ロシック

(72)【発明者】

【氏名】エリク ジョルジュ

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３２６８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１８２２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１６９２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０９５６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３２６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０１６８６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ３５／５６５−３５／５７７

Ｆ４１Ｈ ５／００−５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭化ケイ素粉末と焼結助剤の固相焼結により得られる製品であり、９８．５％より大きい相対密度を有するとともに、
・粒子の形で存在するＳｉＣを９２ｗｔ％超、
・元素の酸素を２ｗｔ％未満、
・その他の元素を合計で６ｗｔ％未満、
含む製品であって、
・ＳｉＣ粒子の総数に基づいて粒子数で１０％超のＳｉＣ粒子が、３より大きい伸張係数Ｆを有し（Ｆ＞３）、
・伸張係数Ｆが３より大きい前記粒子のうちの粒子数で５０％超が、３μｍより大きい幅を有し、ここで、伸張係数Ｆは、準線に沿って測定した前記粒子の長さＬとその幅ｌとの比Ｌ／ｌであり、
・当該製品中のその他のＳｉＣ粒子が、１μｍより大きく２０μｍより小さい平均相当直径を有すること、且つ、
伸張係数Ｆが６より大きいＳｉＣの数が７％未満であることを特徴とする、炭化ケイ素粉末と焼結助剤の固相焼結により得られる製品。

【請求項2】

ホウ素、チタン、ジルコニウム及び遊離の炭素から選ばれる少なくとも１種の他の元素を０．１ｗｔ％と４ｗｔ％の間の量含み、その他の元素を合計して２ｗｔ％未満含む、請求項１記載の製品。

【請求項3】

元素のホウ素、遊離炭素、チタン及びジルコニウムの重量での合計が０．２ｗｔ％と３．２ｗｔ％の間である、請求項２記載の製品。

【請求項4】

元素のホウ素、遊離炭素、チタン及びジルコニウムの重量での合計が２ｗｔ％未満である、請求項１〜３の１つに記載の製品。

【請求項5】

焼結助剤が、炭素又は、ホウ素、チタン及びジルコニウムの炭化物、又はジルコニウム及びチタンのホウ化物から、単独に又は混合物として選ばれている、請求項１〜４の１つに記載の製品。

【請求項6】

０．１ｗｔ％と０．５ｗｔ％の間のホウ素及び０．１ｗｔ％と２．７ｗｔ％の間の遊離炭素を含んでいる、請求項１〜５の１つに記載の焼結した製品。

【請求項7】

焼結助剤が炭化ホウ素と炭素との混合物を含むか又は該混合物からなる、請求項６記載の製品。

【請求項8】

相対密度が９９％より大きい、請求項１〜７の１つに記載の焼結した製品。

【請求項9】

当該製品中のランタニド元素、アクチニド元素及びイットリウムの総計が０．０５ｗｔ％未満である、請求項１〜８の１つに記載の焼結した製品。

【請求項10】

当該製品の重量に対するアルミニウムの含有量が１０００ｐｐｍ未満且つ５０ｐｐｍ超である、請求項１〜９の１つに記載の焼結した製品。

【請求項11】

伸張係数Ｆが３より大きいＳｉＣ粒子の数が１５％より多く４０％より少ない、請求項１〜１０の１つに記載の製品。

【請求項12】

伸張係数Ｆが３より大きいＳｉＣ粒子の数で６０％より多くが３μｍより大きい幅を有する、請求項１〜１１の１つに記載の製品。

【請求項13】

伸張係数Ｆが４より大きいＳｉＣ粒子の数が２％より多く、１５％未満である、請求項１〜１２の１つに記載の製品。

【請求項14】

伸張係数Ｆが５より大きいＳｉＣ粒子の数が１％より多く、８％未満である、請求項１〜１３の１つに記載の製品。

【請求項15】

伸張係数Ｆが８より大きいＳｉＣ粒子の数が１％未満である、請求項１〜１４の１つに記載の製品。

【請求項16】

伸張係数Ｆが３より大きい各粒子が、伸張係数Ｆが３より大きい少なくとも１つの他の粒子と接触している、請求項１〜１５の１つに記載の製品。

【請求項17】

更に、伸張係数Ｆが３より大きい粒子のうちの２０％より多くが、４μｍより大きい幅を有する、請求項１〜１６の１つに記載の製品。

【請求項18】

当該製品中の前記その他のＳｉＣ粒子のうちの数で１５％より多くが、２より大きい伸張係数Ｆを有する、請求項１〜１７の１つに記載の製品。

【請求項19】

当該製品中の前記その他のＳｉＣ粒子の平均相当直径が２μｍより大きく、９μｍより小さい、請求項１〜１８の１つに記載の製品。

【請求項20】

当該製品中の前記その他のＳｉＣ粒子が、４μｍより大きい平均相当直径を有する、請求項１９記載の製品。

【請求項21】

粒子間の中間ゾーンを含まず、又は実質的に含まず、その酸素含有量は１５ｗｔ％より多くて、その最大長さは５０ｎｍ以上である、請求項１〜２０の１つに記載の製品。

【請求項22】

酸素元素の全含有量が１ｗｔ％未満である、請求項１〜２１の１つに記載の製品。

【請求項23】

請求項１〜２２の１つに記載の焼結した製品を装甲手段として含む装甲又は装甲被覆構成材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、その弾道特性のために特に装甲又は装甲被覆構成材に使用することができる炭化ケイ素を基礎材料とした緻密な製品に関する。

【背景技術】

【0002】

セラミック材料は、装甲又は装甲被覆システムの最も重要な構成材料の１つである。特に、炭化ケイ素すなわちＳｉＣはそのような用途で使用されるセラミック材料の１つである。

【0003】

例えば、装甲車両にとって、また発射体から兵士を守るのを可能にする装甲構成材を着用する兵士にとって、表面装甲被覆に関連した追加の重量は重要な要素である。実際のところ、この追加の重量は迅速な動作に支障を来しかねず、あるいは兵士の余分な疲労を生じさせかねない。

【0004】

炭化ケイ素のようなセラミック材料の使用は、特に有意の軽量化を可能にする。

【0005】

従って、装甲被覆として使用されるセラミック製品を改良することが引き続き必要とされており、この改良は特にそれらの弾道性能により評価される。よって、本発明の目的は、当該分野で今日使用されている製品とは異なり、且つその性能が改良された、特に発射体の侵入深さがより小さい、新しい材料を提供することである。行った選択に応じて、材料に関するこのパラメーターの改良は、より大きな抵抗性を提供してその結果装甲被覆によるより良好なレベルの安全性をもたらすか、あるいは装甲被覆の重量を減らすためその厚さの低減を可能にする一方で、同レベルの安全性を、すなわち同一の弾道性能を保持する。

【0006】

既知の原理によれば、装甲被覆（例えば、サン−ゴバン社が販売しており、サイトwww.hexoloy.comで入手できるデータシートが粒子の大きさが４μｍと１０μｍの間で密度が３．１０ｇ／ｃｍ³に等しいことを明記しているＨｅｘｏｌｏｙ（商標） ＳＡなどの固相焼結した炭化ケイ素材料からなる）の弾道性能を改良するためには、一方ではより高い密度の材料を採用し、他方では粒子の平均寸法を制限した微細構造を選択するのが通例である。これは、これらの２つの基準についての複合した対策が、同一材料に基づく同一製品について、最良の弾道性能を得るのを可能にすることが広く認知されているからである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本出願人は、密度を増大させる一方で今回は材料中のＳｉＣ粒子の大きさを増大させることにある、それとは別の独自の手段を追求してきた。

【課題を解決するための手段】

【0008】

その結果、本発明による粒子の寸法は、そのような密度について今までに記載されたことのないレベルに達する。予期に反して、本発明による製品の弾道性能はＨｅｘｏｌｏｙ（商標） ＳＡのものより大きいことが分かった。

【0009】

国際公開第２００７／１２６７８４号パンフレットの例２９と３４に、Ａｌ、ＡｌＮ、Ｃ及びＢ₄Ｃ焼結助剤を使って高密度化したＳｉＣ製品が記載されている。この刊行物の２６ページの表１４で報告されたデータによれば、これらの例により得られた製品の相対密度は９７．５％と９８％の間であると断定することができる。

【0010】

第１の側面によれば、本発明は、炭化ケイ素粉末と焼結助剤の固相焼結により得られる製品に関するものであり、この製品は９８．５％より大きい相対密度を有するとともに、
・粒子の形で存在するＳｉＣを９２ｗｔ％超、
・元素の酸素を２ｗｔ％未満、
・その他の元素を合計で６ｗｔ％未満、
含むものであって、
・ＳｉＣ粒子の総数に基づいて粒子数で１０％超のＳｉＣ粒子が、３より大きい伸張係数Ｆを有し（Ｆ＞３）、
・伸張係数Ｆが３より大きい前記粒子のうちの粒子数で５０％超が、３μｍより大きい幅を有し、
・当該製品中のその他のＳｉＣ粒子が、１μｍより大きく、好ましくは４μｍより大きく、あるいは更に５μｍより大きく、２０μｍより小さい平均相当直径を有すること、
を特徴とする。

【0011】

本発明の上述の記載に関連して、次の意味及び定義が与えられる。
細長い一般形状の異方性粒子の「Ｆ」又は「伸張係数」は、準線に沿って測定したその長さ「Ｌ」と、その幅「ｌ」との比である。従って、伸張係数は、本発明によればＦ比＝Ｌ／ｌにより定義される。

【0012】

粒子の長さＬは、粒子のまっすぐな準線に沿って測定され、その最大の長さに相当する。

【0013】

幅ｌは、上記準線を横断する（すなわち準線に直角な）平面の全てで測定される最大の幅として定義される。

【0014】

粒子の相当直径は、粒子の最大長さと、当該最大長さに直角な方向で測定される粒子の最大幅の合計の半分（ｄｅｍｉ−ｓｏｍｍｅ）を意味する。

【0015】

係数Ｆと相当直径は、標準的に、通常は焼結した製品の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した画像を使って、焼結した物質の微細構造の観察から測定される。その微細構造は、断面の方向にかかわりなく、実質的に同一であることが、下記の実施例で検証されている。

【0016】

液相焼結は、慣例の定義により、焼結助剤のうちの少なくとも１種、あるいは幾種かの助剤、又はこれらの助剤のうちの一部のものの組み合わせから形成される相、あるいは焼結しようとする製品の特定の不純物から形成される相が、粒子の再配置を可能にしてその結果それらを互いに接触させるのに十分であるような量の液相を、焼結の熱処理中に形成することができる焼結を意味するものと理解される。後者の場合の１つの周知の例は、特にＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂の相である。

【0017】

それにひきかえ、固相焼結は、加えられた焼結を可能にする助剤のいずれも、あるいはこれらの助剤の一部のものの組み合わせも、あるいは焼結しようとする製品の不純物も、粒子の再配置を可能にしてその結果それらを互いに接触させるのに十分であるような量の液相を形成することができない焼結を意味するものと理解される。これは特に、焼結中に液相が生じない場合に当てはまる。固相焼結により得られた製品は一般に、「固相焼結した」と称される。従って、本発明による製品は、元素のイットリウムとアルミニウムを不純物の形以外では含有しないことが好ましい。特に、イットリウムの量は０．０５ｗｔ％未満であるのが好ましい。

【0018】

本明細書では多くの場合より簡単に「助剤」と称される焼結助剤は、焼結反応を可能にし及び／又は加速させるための一般的に知られた化合物を意味するものと理解される。

【0019】

製品の相対密度は、嵩密度を絶対密度で除したものに等しい比を百分率で表したものを意味するものと理解される。

【0020】

製品の嵩密度は、本発明の目的の範囲内では、製品の重量をその製品が占める体積で除したものに等しい比を意味するものと理解される。

【0021】

製品の絶対密度は、本発明の目的の範囲内では、閉鎖気孔が実質的に残らないような微粉度まで粉砕後の製品の固形分の重量を、粉砕後のこの重量の体積で除したものに等しい比を意味するものと理解される。それはヘリウム比重びん法で測定することができる。

【0022】

「ａを含有する」、「ａを含む」、又は「ａからなる」との表現は、特に指示がない限り、「少なくとも１つからなる」ということを意味するものと理解される。

【0023】

特に指示がない限り、本発明においては、全ての百分率は重量百分率である。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】例１による試料の走査型電子顕微鏡を使用した観察の間に得られた画像を描写した図である。

【図2】例２による試料の走査型電子顕微鏡を使用した観察の間に得られた画像を描写した図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下に記載するのは、本発明の様々な好ましい実施形態であり、それらはもちろんながら適切な場合には互いに組み合わせてもよい。

【0026】

・前記製品は、０．１ｗｔ％と４ｗｔ％の間の、ホウ素、チタン、ジルコニウム及び遊離炭素から選ばれる少なくとも１種の他の元素と、合計で２ｗｔ％未満のその他の元素を含む。当該その他の元素は本質的に、遊離炭素及び炭化ケイ素とは異なる、他の炭素ベースの相の形、及び不純物の形で存在することができる。「不純物」という用語は、意図することなく且つ回避する余地なく原料とともに持ち込まれた不可避的成分又はこれらの成分との反応の結果生じた成分を意味するものと理解される。不純物は必要な成分でなく、ただ許容されるだけの成分である。このような不純物は、特に、ＳｉＣの焼結を妨げるため不都合なものとして知られるシリカからなる。本発明の範囲から逸脱することなしに、ＳｉＣあるいは焼結助剤を事前の工程で洗浄することによって、及び／又は焼結中にシリカをなくすため最初の混合物に炭素含有助剤を加えることによって、シリカ不純物を制限することが可能である。

【0027】

上述の焼結助剤は、好ましくは、炭素から、また、ホウ素、チタン及びジルコニウムの炭化物もしくはジルコニウム及びチタンのホウ化物から、単独にあるいは混合物として選択され、例えばＢ₄Ｃ、ＺｒＢ₂、ＴｉＣ、ＴｉＢ₂及び炭素から、単独にあるいは混合物として選択されるが、言うまでもなくこのリストは全てを網羅したものではなく、またこのような化合物の既知の前駆物質からも選択される。本発明によれば、成分の前駆物質は、焼結中にこの成分をもたらすことができる化合物である。成分をこの成分の「当量」の前駆物質で置き換えることは、得られた焼結製品中の当該成分の量を変更しない。

【0028】

・元素のホウ素、遊離炭素、チタン及びジルコニウムの合計、すなわちＢ＋Ｃ₁＋Ｔｉ＋Ｚｒは、０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．２ｗｔ％より多く、より好ましくは０．５ｗｔ％より多く、あるいは０．７５ｗｔ％より多い。

【0029】

・元素のホウ素、遊離炭素、チタン及びジルコニウムの合計は、４ｗｔ％より少なく、好ましくは３．２ｗｔ％より少なく、好ましくは３ｗｔ％より少なく、より好ましくは２．５ｗｔ％より少なく、あるいは２ｗｔ％より少なく、又は１．５％より少なく、あるいは１ｗｔ％より少ない。

【0030】

・遊離炭素の含有量は、２．７ｗｔ％より少なく、好ましくは２ｗｔ％より少なく、好ましくは１．４ｗｔ％より少なく、あるいは１ｗｔ％より少なく、又は０．７ｗｔ％より少ない。

【0031】

・第１の考えられる好ましい実施形態によれば、製品はホウ素元素と遊離炭素を次の比率、すなわち、
・ホウ素元素の含有量は０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．１５ｗｔ％より多く、
・ホウ素元素の含有量は０．５ｗｔ％より少なく、好ましくは０．４ｗｔ％より少なく、あるいは０．３ｗｔ％より少なく、
・遊離炭素の含有量は０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．３ｗｔ％より多く、好ましくは０．５ｗｔ％より多く、
・遊離炭素の含有量は２．７ｗｔ％より少なく、好ましくは２ｗｔ％より少なく、好ましくは１．４ｗｔ％より少なく、あるいは１ｗｔ％より少なく、又は０．７ｗｔ％より少ない、
という比率で含む。この実施形態は、特に、固相焼結助剤としてＢ₄Ｃと炭素を使用することに由来することができる。

【0032】

・第２の実施形態によれば、製品はホウ素元素を次の比率、すなわち、
・ホウ素元素の含有量は０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．１５ｗｔ％より多く、
・ホウ素元素の含有量は０．５ｗｔ％より少なく、好ましくは０．４ｗｔ％より少なく、あるいは０．３ｗｔ％より少なく、
・酸素元素の含有量は０．５ｗｔ％未満、好ましくは０．３ｗｔ％未満、
という比率で含む。この実施形態は、特に、固相焼結助剤としてＢ₄Ｃを使用することに由来することができる。

【0033】

・第３の考えられる実施形態によれば、製品は遊離炭素を次の比率、すなわち、
・遊離炭素の含有量は０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．３ｗｔ％より多く、好ましくは０．５ｗｔ％より多く、
・遊離炭素の含有量は２．７ｗｔ％より少なく、好ましくは２ｗｔ％より少なく、好ましくは１．４ｗｔ％より少なく、あるいは１ｗｔ％より少なく、又は０．７ｗｔ％より少ない、
という比率で含む。この実施形態は、特に、固相焼結助剤として炭素を使用することに由来することができる。

【0034】

・第４の考えられる実施形態によれば、製品はチタン元素と遊離炭素を次の比率、すなわち、
・チタン元素の含有量は０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．１５ｗｔ％より多く、
・チタン元素の含有量は０．５ｗｔ％より少なく、好ましくは０．４ｗｔ％より少なく、あるいは０．３ｗｔ％より少なく、
・遊離炭素の含有量は０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．３ｗｔ％より多く、好ましくは０．５ｗｔ％より多く、
・遊離炭素の含有量は２．７ｗｔ％より少なく、好ましくは２ｗｔ％より少なく、好ましくは１．４ｗｔ％より少なく、あるいは１ｗｔ％より少なく、又は０．７ｗｔ％より少ない、
という比率で含む。この実施形態は、特に、固相焼結助剤としてＴｉＣと炭素を使用することに由来することができる。

【0035】

・第５の考えられる実施形態によれば、製品はホウ素元素、チタン元素及び遊離炭素を次の比率、すなわち、
・ホウ素元素とチタン元素の合計、すなわちＢ＋Ｔｉは、０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．２ｗｔ％より多く、
・ホウ素元素とチタン元素の合計、すなわちＢ＋Ｔｉは、０．７ｗｔ％より少なく、好ましくは０．６ｗｔ％より少なく、あるいは０．５ｗｔ％より少なく、あるいは０．４ｗｔ％より少なく、
・遊離炭素の含有量は０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．３ｗｔ％より多く、好ましくは０．５ｗｔ％より多く、
・遊離炭素の含有量は２．７ｗｔ％より少なく、好ましくは２ｗｔ％より少なく、好ましくは１．４ｗｔ％より少なく、あるいは１ｗｔ％より少なく、又は０．７ｗｔ％より少ない、
という比率で含む。この実施形態は、特に、固相焼結助剤としてＴｉＢ₂と炭素を使用することに由来することができる。

【0036】

・第６の考えられる実施形態によれば、製品はホウ素元素、ジルコニウム元素及び遊離炭素を次の比率、すなわち、
・ジルコニウム元素とホウ素元素の合計、すなわちＺｒ＋Ｂは、０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．２ｗｔ％より多く、
・ジルコニウム元素とホウ素元素の合計は、０．７ｗｔ％より少なく、好ましくは０．６ｗｔ％より少なく、あるいは０．５ｗｔ％より少なく、あるいは０．４ｗｔ％より少なく、
・遊離炭素の含有量は０．１ｗｔ％より多く、好ましくは０．３ｗｔ％より多く、好ましくは０．５ｗｔ％より多く、
・遊離炭素の含有量は２．７ｗｔ％より少なく、好ましくは２ｗｔ％より少なく、好ましくは１．４ｗｔ％より少なく、あるいは１ｗｔ％より少なく、又は０．７ｗｔ％より少ない、
という比率で含む。この実施形態は、特に、固相焼結助剤としてＺｒＢ₂と炭素を使用することに由来することができる。

【0037】

・本発明による焼結製品は、９９％より大きく、好ましくは９９．５％より大きく、あるいは９９．７％より大きい相対密度を有する。

【0038】

・製品中のランタニド元素、アクチニド元素及びイットリウムの総計は、０．０５ｗｔ％未満、又は０．０４ｗｔ％未満、あるいは０．０３ｗｔ％未満である。「ランタニド」元素は、元素の周期律表の５７〜７１の原子番号を有する元素である。「アクチニド」元素は、元素の周期律表の８９〜１０３の原子番号を有する元素である。

【0039】

・１つの実施形態では、製品中のアルミニウムの含有量は、その製品の重量に対して、１０００ｐｐｍ未満、あるいは５００ｐｐｍ未満、又は３００ｐｐｍ未満である。このような実施形態では、上述のアルミニウム含有量は、製品の重量に対して、好ましくは５０ｐｐｍより多く、あるいは１００ｐｐｍより多く、又は２００ｐｐｍより多い。

【0040】

・伸張係数Ｆが３より大きいＳｉＣ粒子の数は、１５％より多く、好ましくは１８％より多く、より好ましくは２０％より多い。

【0041】

・伸張係数Ｆが３より大きいＳｉＣ粒子の数は、４０％より少なく、好ましくは３５％より少なく、あるいは３０％より少なく、又は２５％より少ない。

【0042】

・伸張係数Ｆが４より大きいＳｉＣ粒子の数は、２％より多く、好ましくは４％より多く、好ましくは６％より多く、より好ましくは８％より多い。

【0043】

・伸張係数Ｆが４より大きいＳｉＣ粒子の数は、１５％より少なく、より好ましくは１２％より少ない。

【0044】

・伸張係数Ｆが５より大きいＳｉＣ粒子の数は、１％より多く、あるいは２％より多い。好ましくは、この数は８％より少ない。

【0045】

・伸張係数Ｆが６より大きいＳｉＣ粒子の数は、７％より少なく、あるいは６％より少ない。

【0046】

・伸張係数Ｆが８より大きいＳｉＣ粒子の数は、５％より少なく、あるいは３％より少なく、又は１％より少ない。

【0047】

・伸張係数Ｆが３より大きい各粒子は、伸張係数Ｆが３より大きい少なくとも１つの、好ましくは少なくとも２つの、他の粒子と接触している。

【0048】

・粒子数で６０％超の、好ましくは７０％超の、好ましくは８０％超の、伸張係数が３より大きい粒子は、２μｍより大きい幅ｌを有する。

【0049】

・粒子数で６０％超の、あるいは６５％超の、伸張係数が３より大きい粒子は、３μｍより大きい幅ｌを有する。

【0050】

・粒子数で２０％超の、好ましくは３０％超の、好ましくは４０％超の、伸張係数が３より大きい粒子は、４μｍより大きい幅ｌを有する。

【0051】

・粒子数で１０％超の、好ましくは２０％超の、好ましくは３０％超の、伸張係数が３より大きい粒子は、５μｍより大きい幅ｌを有する。

【0052】

・製品中の、粒子数で１５％超、好ましくは２０％超、あるいは２５％超の、その他のＳｉＣ粒子（すなわち係数Ｆが３未満である粒子）は、２より大きい伸張係数Ｆを有する。

【0053】

・上述のその他の粒子は、２μｍより大きい、又は３μｍより大きい、あるいは５μｍより大きい平均相当直径を有する。より好ましくは、上述のその他の粒子は、９μｍより小さい、あるいは７μｍより小さい平均相当直径を有する。

【0054】

・本発明による製品は、粒子間に中間ゾーンを含まず、又は実質的に含まず、その酸素含有量は１５ｗｔ％より多くて、その最大長さは５０ｎｍ以上である。このような特性は、特に、本発明による焼結製品が固相焼結によって得られることを示している。例えば、電子顕微鏡画像で、そのような中間ゾーンはくぼみの形をしているように見え、製品は２００個に等しいＳｉＣ粒子の集合において最大で１つのくぼみを含み、有利には５００個に等しいＳｉＣ粒子の集合において単一のくぼみを含む。１つの好ましい実施形態では、製品はくぼみを少しも含まない。本発明による製品中にそのようなくぼみが存在する場合、その酸素元素の含有量は１５％以下、好ましくは１２％以下、好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下、好ましくは５％以下である。

【0055】

・本発明による製品中の酸素元素の総含有量は、好ましくは１．６ｗｔ％未満、好ましくは１．４ｗｔ％未満、好ましくは１．２ｗｔ％未満、好ましくは１ｗｔ％未満、あるいは０．７ｗｔ％未満、又は０．５ｗｔ％未満、あるいは０．３ｗｔ％未満である。

【0056】

・ＳｉＣ、元素の酸素、ホウ素、チタン、ジルコニウム、及び遊離炭素以外の成分は、１．５ｗｔ％未満、又は１．２ｗｔ％未満、又は１ｗｔ％未満、又は０．８ｗｔ％未満、又は０．５ｗｔ％未満、又は０．３ｗｔ％未満、又は０．２ｗｔ％未満に相当する。１つの実施形態において、当該成分は、上述の意味の範囲内における不純物である。

【0057】

・１ｋｇで測定した、製品のビッカース硬さＨＶ１は、２４ＧＰａより大きく、好ましくは２６ＧＰａより大きい。

【0058】

・製品の靱性は２ＭＰ・ｍ^1/2より大きく、好ましくは２．５ＭＰ・ｍ^1/2より大きい。

【0059】

・製品中に４Ｈポリタイプの形で存在する炭化ケイ素の量は、全ての炭化ケイ素ポリタイプの合計を基準として、２０％より多く、好ましくは３０％より多く、好ましくは４０％より多く、好ましくは５０％より多く、又は６０％より多い。

【0060】

本発明はまた、上述の焼結製品を装甲被覆手段として含む、装甲又は装甲被覆構成材にも関する。このような対象物は、発射体（例えば、銃弾、砲弾、地雷、又は爆発物の爆轟時に発射される要素、例えばボルト、くぎ（あるいは「簡易爆発物」の略号としてのＩＥＤ）など、から保護するための、本発明による製品で作られた部品、とりわけ、
・車両のための、一般に例えばプレートなどのモジュールの形での、装甲構成材、
・ヘリコプターの座席、
・兵士のヘルメット、
・兵士の胸当て、
を含む要素（とりわけセラミックの装甲又はセラミックの装甲構成材）からなる。

【0061】

この保護用要素は、通常、セラミック（本発明による製品）と、これと組み合わされた、標準的に「裏当て」と呼ばれる裏面の別の材料、一般に延性材料、例えば繊維など、例としてケブラー（商標）繊維又はガラス繊維、あるいは金属、例としてアルミニウムなど、とで作製された、プレートの形をした部品から構成される。

【0062】

衝撃の瞬間に、セラミック材料は破片になる。セラミック材料と組み合わされる裏面の役割は、破片の運動エネルギーを塑性変形により吸収すること、及びセラミックプレートを捕捉しておく一定のレベルを維持することである。

【0063】

本発明による製品は、特に、次の工程、すなわち、
ａ）次のもの、すなわち、
・炭化ケイ素粒子の粉末、
・固相焼結助剤の粉末、
を含む出発原料を調製する工程、
ｂ）該出発原料を成形して予備成形体の形にする工程、
ｃ）本発明による製品を得るよう該予備成形体を固相焼結する工程、
を含む固相焼結法により得ることができる。

【0064】

このような方法では、粒子の中位径が５μｍ未満、好ましくは４μｍの初期炭化ケイ素粉末を使用する。

【0065】

粉末を構成する粒子の中位径（又はメジアン径）は、本発明の意義の範囲内で、粒径分布特性を調べることで与えられる。レーザー粒径分布アナライザーが、３ｍｍ以下の大きさを測定するのを可能にする。粒子の、特に粉末の集合体の「中位径」又は「メジアン径」は、Ｄ₅₀パーセンタイル値と呼ばれ、すなわち粒子を体積が等しい第１の集団と第２の集団に分割する寸法であり、これらの第１及び第２の集団はそれぞれ、中位径より大きい粒子又はそれより小さい粒子のみを含む。

【0066】

本発明による製品は、特に、上述の方法により得られ、焼結助剤を炭素から、また、ホウ素、チタン及びジルコニウムの炭化物もしくはジルコニウム及びチタンのホウ化物から、単独にあるいは混合物として選択する。

【0067】

特に好ましい１つの実施形態では、製品は、焼結助剤が炭化ホウ素と炭素との混合物を含むか又はそれらからなる、上述の方法により得られる。

【0068】

本発明による焼結した製品を得るのを可能にする方法に関して、以下により詳しい情報を提示する。

【0069】

最初に使用する炭化ケイ素粉末は、上述の範囲に適合するためにその寸法を小さくすることが必要な場合がある。この寸法の縮小は、一般に、例えばボールミル又はジャーミルなどを使用するような、当業者に知られた技術により炭化ケイ素ボールを用いた微粉砕により行われる。

【0070】

好ましくは、任意選択的な微粉砕後の、使用する炭化ケイ素粉末の中位径は５μｍ未満、好ましくは４μｍ未満、好ましくは３μｍ未満、好ましくは２μｍ未満、好ましくは１．５μｍ未満である。

【0071】

好ましくは、炭化ケイ素粉末の酸素元素の含有量は２ｗｔ％未満、好ましくは１．６ｗｔ％未満、好ましくは１．４ｗｔ％未満、好ましくは１．２ｗｔ％未満、好ましくは１ｗｔ％未満、あるいは０．７ｗｔ％未満、あるいは０．５ｗｔ％未満、あるいは０．３ｗｔ％未満である。１つの実施形態において、炭化ケイ素粉末の酸素元素含有量は、例えば酸洗浄などの当業者に知られた任意の技術により、使用前に低下させてもよい。本発明の１つの基本的な特徴によれば、固相焼結助剤の量とそれらのそれぞれの性質を、工程ｃ）での焼結が固相焼結となるよう適合させて選択する。

【0072】

固相焼結助剤の量は、出発原料の０．１ｗｔ％と４ｗｔ％の間であるのが好ましい。

【0073】

好ましくは、固相焼結助剤は、
・ホウ素、チタン及びジルコニウムの化合物、例えば炭化物、例としてＢ₄Ｃ及びＴｉＣ、ホウ化物、例としてＺｒＢ₂及びＴｉＢ₂、そしてまたこれらの化合物の前駆物質、及び／又は、
・遊離炭素、そしてまた遊離炭素の前駆物質、例えばフェノール樹脂など、
から選ぶことができる。

【0074】

１つの特に好ましい実施形態では、使用する固相焼結助剤はＢ₄Ｃと炭素の混合物であり、Ｂ₄Ｃの量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．２％より多く、そして０．７％未満、好ましくは０．６％未満、あるいは０．５％未満、又は０．４％未満であり、炭素の量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．３％より多く、より好ましくは０．６％より多く、そして３％未満、好ましくは２％未満、好ましくは１．５％未満、あるいは１％未満、又は０．８％未満である。

【0075】

考えられるもう１つの実施形態では、使用する固相焼結助剤はＢ₄Ｃであって、その量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．２％より多く、そして０．７％未満、好ましくは０．６％未満、あるいは０．５％未満、又は０．４％未満であり、そして出発原料の炭化ケイ素粉末の酸素元素含有量は０．３％未満である。

【0076】

考えられるもう１つの実施形態では、使用する固相焼結助剤は炭素であって、その量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．３％より多く、より好ましくは０．６％より多く、そして３％未満、好ましくは２％未満、好ましくは１．５％未満、あるいは１％未満、又は０．８％未満である。

【0077】

考えられるもう１つの実施形態では、使用する固相焼結助剤はＴｉＣと炭素の混合物であり、ＴｉＣの量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．２％より多く、そして０．７％未満、好ましくは０．６％未満、あるいは０．５％未満、又は０．４％未満であり、炭素の量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．３％より多く、より好ましくは０．６％より多く、そして３％未満、好ましくは２％未満、好ましくは１．５％未満、あるいは１％未満、又は０．８％未満である。

【0078】

考えられるもう１つの実施形態では、使用する固相焼結助剤はＴｉＢ₂と炭素の混合物であり、ＴｉＢ₂の量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．２％より多く、そして０．７％未満、好ましくは０．６％未満、あるいは０．５％未満、又は０．４％未満であり、炭素の量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．３％より多く、より好ましくは０．６％より多く、そして３％未満、好ましくは２％未満、好ましくは１．５％未満、あるいは１％未満、又は０．８％未満である。

【0079】

考えられるもう１つの実施形態では、使用する固相焼結助剤はＺｒＢ₂と炭素の混合物であり、ＺｒＢ₂の量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．２％より多く、そして０．７％未満、好ましくは０．６％未満、あるいは０．５％未満、又は０．４％未満であり、炭素の量は出発原料の重量百分率として０．１％より多く、好ましくは０．３％より多く、より好ましくは０．６％より多く、そして３％未満、好ましくは２％未満、好ましくは１．５％未満、あるいは１％未満、又は０．８％未満である。

【0080】

１つの実施形態では、出発原料のアルミニウム含有量は、出発原料の重量に対して、１０００ｐｐｍ未満、あるいは５００ｐｐｍ未満、又は３００ｐｐｍ未満である。

【0081】

好ましくは、使用する固相焼結助剤の粉末の中位径は炭化ケイ素粉末の粒子の中位径の１．２倍未満であり、好ましくは炭化ケイ素粉末の粒子の中位径の１．４倍未満、又は１．６倍未満、あるいは非常に好ましくは１．８倍未満である。

【0082】

１つの実施形態では、出発原料は結合剤を含有しない。

【0083】

混合は、種々の成分の分布の良好な均一性が得られるように行われ、この結果を得るために混合時間を適合させることが可能である。

【0084】

好ましくは、混合はボールミルで行い、混合時間は１５時間より長い。２４時間の混合時間が特に好適である。

【0085】

混合物が得られたならば、セラミックの予備成形体を得るために例えばプレスにより成形されることになる顆粒を得るため、例えば「凍結造粒」によって、それを細分化し又は粒状にすることができる。その他の成形技術、例えば射出成形及びスリップキャスティングなど、を使用してもよい。

【0086】

成形後に、予備成形体を機械加工してもよい。

【0087】

その後、予備成形体を焼結させる。好ましくは、焼結は、焼結する間予備成形体に加えられる圧力の存在下で行う。ホットプレス、熱間等静圧圧縮成形又はＳＰＳ（放電プラズマ焼結）の技術が、特に好適である。＜部品を一方向にプレスしその後焼結する例での均質性を参照＞。

【0088】

焼結温度は１７００℃より高く、好ましくは１８００℃より高く、好ましくは１８５０℃より高く、又は１９５０℃より高く、そして２３００℃より低く、又は２２００℃より低い。

【0089】

焼結の間圧力を加える場合には、この圧力は１０ＭＰａより高く、好ましくは２０ＭＰａより高く、好ましくは３５ＭＰａより高く、そして５００ＭＰａより低く、好ましくは３００ＭＰａより低く、あるいは２００ＭＰａより低く、あるいは１００ＭＰａより低く、あるいは７５ＭＰａより低く、あるいは５５ＭＰａより低い。

【0090】

高温での保持時間は、特にＳＰＳによる焼結の際は、ゼロであってもよい。好ましくは、この保持時間は０．５分より長く、好ましくは１分より長く、好ましくは２分より長く、好ましくは４分より長く、そして６０分より短く、好ましくは３０分より短く、好ましくは２０分より短く、好ましくは１０分より短く、好ましくは６分より短い。５分に等しい焼結時間が特に好適である。

【0091】

最高温度まで昇温する速度は、好ましくは１０℃／分より速く、あるいは３０℃／分より速く、あるいは５０℃／分より速く、あるいは１００℃／分より速い。

【0092】

焼結は、管理された雰囲気下で、好ましくは減圧下又はアルゴン下又は窒素下で行う。

【0093】

焼結サイクルの温度及び／又は最高温度での保持時間が、形体係数Ｆ＞３を有する粒子の存在と量を決定する。

【0094】

焼結後の製品の微細構造を調整するために、次の規準を採用することができる。その規準とは、細長い形状の粒子の数を増加させること、及び／又は粒子の伸張係数を増大させること、及び／又は細長い形状の粒子に補充する粒子の平均相当径を大きくすること、焼結サイクルの最高温度を上昇させること、及び／又は保持時間を長くすること、である。

【実施例】

【0095】

以下の例は、単に実例として示すものであって、説明した実施形態のいずれにおいても本発明の範囲を限定するものではない。

【0096】

〔例１（比較例）〕
比較例１の製品は、サン−ゴバン・セラミクス社により市販されているＨｅｘｏｌｏｙ（商標） ＳＡ炭化ケイ素製の市販製品である。それは、Ｂ₄Ｃと炭素を焼結助剤として使用する固相焼結により製造されている。それは、発射体からの保護のために装甲被覆構成材として軍事施設で広く使用されている。

【0097】

〔例２（本発明による）〕
本発明による例２の製品は、次のようにして得られる。
以下のもの、すなわち、
・１８７６ｇの水、
・酸洗浄後の、比表面積が８．６ｍ²／ｇであり、中位粒径が１．０８μｍに等しく、酸素元素の含有量が０．２７ｗｔ％に等しくて、９８ｗｔ％より多くが炭化ケイ素粒子からなる、１９２７ｇの炭化ケイ素粉末、
・中位粒径が３．６μｍに等しく、Ｂ₄Ｃ含有量が９８％より多い、サン−ゴバン・インダストリアル・セラミクス社によりＮｏｒｂｉｄｅ Ｂｏｒｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ(商標）の呼称で販売されているＢ₄Ｃ炭化ホウ素粉末であって、Ｂ₄Ｃ粉末、すなわち第１の焼結助剤の重量が炭化ケイ素とＢ₄Ｃ粉末の総重量の０．３％に相当する、５．９ｇのＢ₄Ｃ炭化ホウ素粉末、
・Ｄｕｒｅｚ社により販売されており、第２の焼結助剤として使用される、炭素の前駆物質である、４２．３ｇのＰｌｙｏｐｈｅｎ ４３２９０（商標）、
・ＢＡＳＦ社により販売されている、０．７９ｇの、すなわち炭化ケイ素粉末の重量の０．０４％である、Ｃａｓｔａｍｅｎｔ ＦＳ１０（商標）、
を混合して、スリップを調製した。

【0098】

固形分の含有量はスリップの重量の５０％に等しい。

【0099】

スリップのｐＨを、水酸化アンモニウムを加えて１１．５に調整する。スリップに結合剤は入れない。混合は、Ｃｌｙｐｅｂｓを用いたジャーミルで４８時間行う。

【0100】

次に、スリップをステンレス鋼のトレイ内に厚さが４ｃｍに等しいシートの形でもって流し込む。次いでこのシートを、８μｍ／ｓに等しい固化フロント速度で凝固させる。

【0101】

凝固後、温度が−２０℃に等しく４００μｂａｒに等しい減圧下に凝固したシートを配置して、氷の結晶を昇華により除去する。次に、生じた凝集物を乾燥させるため、温度を４０℃まで上昇させる。

【0102】

得られた凝集物を、凝集物の中位径が３μｍと５０μｍの間の凝集物粉末が得られるように、２つの移動体（ディスクとリング）を内部に含む振動ボウルを備えたＳｏｄｅｍｉ社からのモデルＣＢ２２０ミル機でもって粉砕する。残留含水量は０．６％に等しい。

【0103】

凝集物粉末を、焼結後に直径が８０ｍｍに等しく厚さがほぼ４ｍｍの焼結した部品が得られるように、ＳＰＳ(放電プラズマ焼結又はフラッシュ焼結）ダイに入れる。

【0104】

ＳＰＳ工程は次のとおり、すなわち、
・２０００℃の温度まで５０℃／分で昇温、
・２０００℃で５分温度保持、
・５０℃／分の制御した冷却で６００℃まで降温、
・６００℃から周囲温度まで自由な冷却により降温、
である。

【0105】

昇温サイクルと温度保持の間に適用される圧力は４０ＭＰａである。ダイの直径は８ｍｍである。使用する粉末の重量は６６ｇである。

【0106】

〔例３（比較例）〕
比較例３の製品は、今回は液相焼結によって得られ、ＳｉＣ粒子の間に、元素のＹ、Ａｌ、Ｓｉ及びＯを本質的に含む結晶した形態の二次的な相を含有している炭化ケイ素製品である。

【0107】

それは次の方法に従って製造される。
以下のもの、すなわち、
・２２１２ｇの水、
・比表面積が２５ｍ²／ｇであり、中位粒径が０．４３μｍに等しく、酸素元素の含有量が１．７ｗｔ％に等しく、９８％より多くの炭化ケイ素を含有している、２２０５ｇのＳｔａｒｋ ＵＦ２５(商標）炭化ケイ素粉末、
・Ｂａｉｋｏｗｓｋｉ社により販売されており、中位粒径が０．１８μｍに等しく、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂含有量が９９．５％より多い、２４５ｇのＹＡＧ（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂）粉末であって、このＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂粉末の総重量は合計の粉体重量（炭化ケイ素＋Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂）の１０％に相当するＹＡＧ粉末、
・ＢＡＳＦ社により販売されている、０．８６ｇの、すなわち炭化ケイ素粉末の重量の０．０３９％である、Ｃａｓｔａｍｅｎｔ ＦＳ１０（商標）、
を混合してスリップを調製した。固形分含有量はスリップの重量の５０％に等しい。スリップのｐＨを、１Ｍの水酸化ナトリウムを加えて１１．５に調整した。スリップに結合剤は入れなかった。

【0108】

混合は、Ｃｌｙｐｅｂｓを用いたジャーミルで２４時間行った。

【0109】

次に、スリップをステンレス鋼のトレイ内に厚さが４ｃｍに等しいシートの形でもって流し込む。次いでこのシートを、８μｍ／ｓに等しい固化フロント速度で凝固させる。

【0110】

凝固後、凝固したシートを温度が−２０℃に等しく４００μｂａｒに等しい減圧下に配置して、氷の結晶を昇華により除去する。次に、生じた凝集物を乾燥させるため、温度を４０℃まで上昇させる。

【0111】

得られた凝集物を、凝集物の中位径が３μｍと５０μｍの間の凝集物粉末が得られるように、２つの移動体（ディスクとリング）を内部に含む振動ボウルを備えたＳｏｄｅｍｉ社からのモデルＣＢ２２０ミル機でもって粉砕する。残留含水量は０．６％に等しい。

【0112】

６０ＭＰａに等しい圧力での低温単一方向プレスにより寸法が８０×８０×１２ｍｍ³の予備成形体を得、次に、焼結した部品を得るため、次のサイクルでもってアルゴン下で焼結する。そのサイクルとは、
・４００℃まで８００℃／時間の速度で昇温、
・４００℃から１０００℃まで４００℃／時間に等しい速度で昇温、
・１０００℃から１７７５℃まで２３０℃／時間に等しい速度で昇温、
・１７７５℃から１８７５℃まで１００℃／時間に等しい速度で昇温、
・１８７５℃で０．５時間温度保持、
・自由な冷却により降温、
というものである。

【0113】

上述の例１〜３により得られた製品の特徴と性質を、下記の方法により評価する。

【0114】

かさ密度は、浮力の原理によって、含浸により測定する。

【0115】

絶対密度は、最大寸法が１６０μｍ未満の粉砕した製品の粉末について、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｅｔｉｃｓ社からのＡｃｃｕＰｙｃ １３３０（商標）装置を使用してヘリウム・ピクノメトリーにより測定する。

【0116】

例１〜３の製品を構成している物質の微細構造は、当該製品の断面の走査型電子顕微鏡検査の通常の方法により調べる。

【0117】

より具体的に言うと、試料を次のようにして、すなわち、
・ダイヤモンドソーを使って物質の断面を作製し、
・鏡の品質が得られるまで研磨し、
・粒子と粒界をあらわにすることを目的として薬品で腐食する、
ようにして作製する。この薬品での腐食は、鏡品質の研磨した試料を、６０ｍｌの水、１７ｇのヘキサシアノ鉄酸カリウム及び２０ｇの水酸化カリウムの混合物を沸点にして、この混合物に１５分間浸漬させるものである。

【0118】

この作製後に、例１〜３による試料の断面を通例の電子顕微鏡検査技術により観察する。

【0119】

添付の図１と２は、それぞれ例１と例２による試料の、走査型電子顕微鏡を使用した観察の間に得られた画像を描写したものである。これらの写真で観測されたのは、明らかな中間のくぼみなしに互いに直接結合した粒子（１０）の集合体である。

【0120】

本発明により、また添付の図１と２により例示した画像から、各粒子について、上述の意義の範囲内での、粒子（１０）の長さＬと幅ｌ、そしてまた対応する伸張係数Ｆが求められる。これらの画像でこうして分析された本発明による粒子の数は、ほぼ１３００個である。この係数は、各物質を構成しているＳｉＣ粒子の異方性を表すものである。

【0121】

本発明の範囲から逸脱することなく、画像の処理を速くするために、言うまでもなく任意の既知の画像処理ソフトウェア、例えばｉｍａｇｅＪ（商標）ソフトウェアなど、を用いて伸張係数の測定を自動化することができよう。例えば、出願人の会社により、「Ｆｉｔ楕円」関数を使用してこのソフトウェアにより行った測定から、電子顕微鏡画像での直接の測定により得られたものと実質的に同一の結果が得られたことが確認されている。

【0122】

製品の酸素含有量は、次の方法により測定する。１６０μｍ未満の大きさに粉砕し乾燥させた製品をグラファイトのるつぼに入れ、ＬＥＣＯ ＴＣ ４３６ ＤＲ分析器内に配置し、そしてヘリウムの下で熱分解させる。発生するガスを校正した赤外線検知器で分析する。ＣＯとＣＯ₂の発生量の測定から酸素含有量を求める。

【0123】

製品の遊離炭素の含有量は、次の方法により測定する。
・１６０μｍ未満の大きさに粉砕した製品の試料の総炭素含有量を、ＡＮＳＩ Ｂ７４．１５−１９９２（Ｒ２００７）標準規格に従って、「抵抗炉手法」の方法により測定する。この含有量をＣＴ１とする。
・１６０μｍ未満の大きさに粉砕した製品の試料の酸素含有量を、上述の方法により測定する。この含有量をＯ１とする。
・１６０μｍ未満の大きさに粉砕した製品の試料を７５０℃に等しい温度の空気中で、試料の重量増加に必要な保持時間の間熱処理する。重量増加が観測されたならば、試料を即座に炉から取り出す。この試料について、総炭素含有量をＡＮＳＩ Ｂ７４．１５−１９９２標準規格に従って「抵抗炉手法」の方法により測定し、そして酸素含有量を上述の方法により測定して、それぞれをＣＴ２及びＯ２とする。
・Ｏ２−Ｏ１の量が、７５０℃の空気中での熱処理の間のＳｉＣの酸化に由来する酸素の量に等しい。この酸素量を、ＣＴ３＝１２×（Ｏ２−Ｏ１）／３２の式により、相当炭素量ＣＴ３に換算する。
・製品の遊離炭素含有量Ｃ₁を、Ｃ₁＝ＣＴ１−ＣＴ２−ＣＴ３の計算式により求める。

【0124】

製品中のホウ素含有量は、２５０℃での炭酸カリウムによる製品の分解後の浸出物についてのＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析法）により通常のようにして、定量分析で測定する。

【0125】

製品中のその他の元素の含有量は、テトラホウ酸リチウムでの製品の腐食後に得られるビーズのＸ線蛍光分析により求める。

【0126】

製品中に４Ｈポリタイプとして存在する炭化ケイ素の量は、リートフェルト法を用い、Ｘ線回折により測定する。本発明による例２の製品中に４Ｈポリタイプとして存在する炭化ケイ素の量は、測定した全ての炭化ケイ素ポリタイプの合計量を基準として、５８％に等しく、残りは本質的に６Ｈポリタイプからなる。

【0127】

発射体の浸入に対する耐性は、次に説明する「浸入深さ試験」法によって測定する。

【0128】

アルミニウム２０２４で製作した１５０×１５０×６０ｍｍ³の寸法の部品が「支持体」を構成する。この部品は、その大きな面のうちの１つに、試験しようとする炭化ケイ素の部品の寸法を有するハウジングを有し、すなわちここでは、本発明による製品については８０ｍｍに等しい直径と４ｍｍに等しい深さを有するハウジング、そして比較例１と３の製品については６０ｍｍ×６０ｍｍに等しい断面と４ｍｍに等しい深さを有するハウジングを有する。ハウジングと試験しようとする炭化ケイ素の部品との間には、最大で０．５ｍｍの隙間がある。

【0129】

上記の寸法に機械加工してから、試験しようとする炭化ケイ素の部品をＬｏｃｔｉｔｅ接着剤を使ってハウジング内に接着結合させる。

【0130】

次に、この集成体に、炭化タングステンのコアからなり、集成体から１５ｍに等しい距離から９３０ｍ／ｓの速度で発射されたＡＰ８ ７．６２×５１ｍｍの浸入発射体の衝撃を加え、この発射体は炭化ケイ素の部品に実質的に垂直に撃ち当たるように発射される。

【0131】

衝撃後に、アルミニウムの「支持体」中への発射体の浸入の深さを深さゲージで測定する。

【0132】

例１〜３により得られた製品について行った方法と測定の主要な特徴を下記の表１で報告する。

【0133】

【表1】

【0134】

表１で報告するデータが示すように、厚さが４ｍｍに等しい炭化ケイ素装甲被覆材で保護されたアルミニウム２０２４の支持体へのＡＰ８ ７．６２×５１銃弾の侵入量は、比較例の製品については１７．１ｍｍに等しく、本発明による製品についてはわずか１２．３ｍｍに過ぎず、すなわち支持体への侵入量は２８％減少している。

【0135】

比較例３による焼結製品は本発明による焼結製品（例２）よりも耐衝撃性がはるかに悪いことも分かる。この違いは、得られた焼結製品において粒界に第２相を生じさせ、その存在が発射体の衝撃に対する焼結した材料の耐性にとって不利であると思われる、炭化ケイ素の液相焼結により説明することができよう。

【0136】

言うまでもなく、本発明は、一例として提示し、説明及び解説した実施形態に限定されるものではない。特に、説明した種々の実施形態の組み合わせもやはり本発明の範囲内に入るものである。

【0137】

本発明はまた、上述の炭化ケイ素を基礎材料とした焼結製品の形状と寸法とに限定されるものでもない。
本発明の態様としては、以下を挙げることができる：
《態様１》
炭化ケイ素粉末と焼結助剤の固相焼結により得られる製品であり、９８．５％より大きい相対密度を有するとともに、
・粒子の形で存在するＳｉＣを９２ｗｔ％超、
・元素の酸素を２ｗｔ％未満、
・その他の元素を合計で６ｗｔ％未満、
含む製品であって、
・ＳｉＣ粒子の総数に基づいて粒子数で１０％超のＳｉＣ粒子が、３より大きい伸張係数Ｆを有し（Ｆ＞３）、
・伸張係数Ｆが３より大きい前記粒子のうちの粒子数で５０％超が、３μｍより大きい幅を有し、
・当該製品中のその他のＳｉＣ粒子が、１μｍより大きく２０μｍより小さい平均相当直径を有すること、且つ、
伸張係数Ｆが６より大きいＳｉＣの数が７％未満であることを特徴とする、炭化ケイ素粉末と焼結助剤の固相焼結により得られる製品。
《態様２》
ホウ素、チタン、ジルコニウム及び遊離の炭素から選ばれる少なくとも１種の他の元素を０．１ｗｔ％と４ｗｔ％の間の量含み、その他の元素を合計して２ｗｔ％未満含む、態様１記載の製品。
《態様３》
元素のホウ素、遊離炭素、チタン及びジルコニウムの重量での合計が０．２ｗｔ％と３．２ｗｔ％の間である、態様２記載の製品。
《態様４》
元素のホウ素、遊離炭素、チタン及びジルコニウムの重量での合計が２ｗｔ％未満である、態様１〜３の１つに記載の製品。
《態様５》
焼結助剤が、炭素又は、ホウ素、チタン及びジルコニウムの炭化物、又はジルコニウム及びチタンのホウ化物から、単独に又は混合物として選ばれている、態様１〜４の１つに記載の製品。
《態様６》
０．１ｗｔ％と０．５ｗｔ％の間のホウ素及び０．１ｗｔ％と２．７ｗｔ％の間の遊離炭素を含んでいる、態様１〜５の１つに記載の焼結した製品。
《態様７》
焼結助剤が炭化ホウ素と炭素との混合物を含むか又は該混合物からなる、態様６記載の製品。
《態様８》
相対密度が９９％より大きい、態様１〜７の１つに記載の焼結した製品。
《態様９》
当該製品中のランタニド元素、アクチニド元素及びイットリウムの総計が０．０５ｗｔ％未満である、態様１〜８の１つに記載の焼結した製品。
《態様１０》
当該製品の重量に対するアルミニウムの含有量が１０００ｐｐｍ未満且つ５０ｐｐｍ超である、態様１〜９の１つに記載の焼結した製品。
《態様１１》
伸張係数Ｆが３より大きいＳｉＣ粒子の数が１５％より多く４０％より少ない、好ましくは１８％より多く３５％より少ない、態様１〜１０の１つに記載の製品。
《態様１２》
伸張係数Ｆが３より大きいＳｉＣ粒子の数で６０％より多くが３μｍより大きい幅を有する、態様１〜１１の１つに記載の製品。
《態様１３》
伸張係数Ｆが４より大きいＳｉＣ粒子の数が２％より多く、好ましくは１５％未満である、態様１〜１２の１つに記載の製品。
《態様１４》
伸張係数Ｆが５より大きいＳｉＣ粒子の数が１％より多く、好ましくは８％未満である、態様１〜１３の１つに記載の製品。
《態様１５》
伸張係数Ｆが８より大きいＳｉＣ粒子の数が１％未満である、態様１〜１４の１つに記載の製品。
《態様１６》
伸張係数Ｆが３より大きい各粒子が、伸張係数Ｆが３より大きい少なくとも１つの、好ましくは少なくとも２つの、他の粒子と接触している、態様１〜１５の１つに記載の製品。
《態様１７》
更に、伸張係数Ｆが３より大きい粒子のうちの２０％より多く、好ましくは３０％より多くが、４μｍより大きい幅を有する、態様１〜１６の１つに記載の製品。
《態様１８》
当該製品中の前記その他のＳｉＣ粒子のうちの数で１５％より多く、好ましくは数で２０％より多くが、２より大きい伸張係数Ｆを有する、態様１〜１７の１つに記載の製品。
《態様１９》
当該製品中の前記その他のＳｉＣ粒子の平均相当直径が２μｍより大きく、好ましくは９μｍより小さい、態様１〜１８の１つに記載の製品。
《態様２０》
当該製品中の前記その他のＳｉＣ粒子が、４μｍより大きい平均相当直径、好ましくは５μｍより大きい平均相当直径を有する、態様１９記載の製品。
《態様２１》
粒子間の中間ゾーンを含まず、又は実質的に含まず、その酸素含有量は１５ｗｔ％より多くて、その最大長さは５０ｎｍ以上である、態様１〜２０の１つに記載の製品。
《態様２２》
酸素元素の全含有量が１ｗｔ％未満である、態様１〜２１の１つに記載の製品。
《態様２３》
態様１〜２２の１つに記載の焼結した製品を装甲手段として含む装甲又は装甲被覆構成材。

【図1】

【図2】