DE60320658T2 - Widerstandsheizelement auf metallbasis und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Widerstandsheizelement auf metallbasis und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Widerstandswärmeerzeugungselement auf Metallbasis, das einen breiten Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 2000°C oder mehr abdecken kann, und in verschiedenen Atmosphären (wie einer Oxidations-, Reduktions-, Vakuum- oder Korrosionsatmosphäre) verwendbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung des Elements.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Ni-Cr-Legierung und eine Fe-Al-Cr-Legierung werden häufig als elektrisches Widerstandswärmeerzeugungselement auf Metallbasis verwendet und deren kritische Wärmebeständigkeitstemperaturen sind 1100°C bzw. 1250°C. Platin oder eine Platinlegierung mit Wärme-/Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichneter Verarbeitbarkeit wird als Material eines elektrischen Widerstandswärmeerzeugungselements für verschiedene analytische Instrumente oder dergleichen verwendet, welche die Temperatur davon in einem Temperaturbereich von bis zu 1600°C genau steuern können.
  • Diese Elemente weisen jedoch Nachteile auf, wie eine Verringerung der Dicke aufgrund eines durch eine Hochtemperatur-Oxidationsatmosphäre verursachten Oxidationsverschleißes, eine durch eine Kohlenstoffverbindung-enthaltende Reduktionsatmosphäre verursachte Versprödung, und eine durch eine schwefelhaltige Atmosphäre (Hydrogensulfid, Schwefeldioxid, etc.) verursachte Schwefelkorrosion.
  • Es ist auch ein elektrisches Widerstandswärmeerzeugungselement aus einem Refraktärmetall, wie Wolfram oder Tantal, bekannt, das eine besonders ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweist und in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 2000°C oder mehr verwendbar ist. Dieses Element muss jedoch aufgrund seiner ungenügenden Oxidationsbeständigkeit eingeschränkt in einer Hochvakuumumgebung verwendet werden. Des Weiteren kann das aus einem Refraktärmetall hergestellte Element in einer rauen Umgebung nicht verwendet werden, da das Auftreten eines Defekts in dessen Oberflächenschicht zu einer katastrophalen Oxidation im Innern desselben führt. Damit ein solches Refraktärmetall selbst in einer Oxidationsatmosphäre für eine lange Zeitspanne verwendet werden kann, wurde ein elektrisches Widerstandswärmeerzeugungselement vorgeschlagen, das einen Refraktär metallkern und einen auf dem Kern gebildeten Zirkoniumdioxid-Beschichtungsfilm umfasst ( offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 05-299156 ).
  • Ein Siliciumkarbid-Wärmeerzeugungselement und ein Molybdändisilicid-Wärmeerzeugungselement sind als ein Wärmeerzeugungselement auf Nicht-Metallbasis bekannt und werden in Oxidationsatmosphären in Temperaturbereichen von bis zu 1650°C bzw. 1750°C verwendet. Jedes der aus einem solch spröden Material hergestellten Elemente weist jedoch die Nachteile einer schlechten Verarbeitbarkeit und einer geringen Wärmeschockbeständigkeit auf. Überdies ist die Verwendung eines Wärmeerzeugungselements auf Kohlenstoffbasis in einer Oxidationsatmosphäre aufgrund des Oxidationsverschleißes eingeschränkt.
  • Ein Rheniummetall weist einen hohen Schmelzpunkt nahe demjenigen von Wolfram und einen elektrischen Widerstand auf, der zwei- bis viermal größer ist als derjenige eines Platingruppenmetalls oder eines Refraktärmetalls. Ein solch hoher Schmelzpunkt und ein solch hoher elektrischer Widerstand sind wünschenswerte Eigenschaften als Material eines Wärmeerzeugungselements, insbesondere eines Folienbandes oder eines besonders feinen Drahts, und folglich hat das Rheniummetall ein großes Potential als Material eines bei einer Ultrahochtemperatur verwendbares Widerstandswärmeerzeugungselements. Das Rheniummetall weist jedoch aufgrund seiner Sprödigkeit eine geringe Oxidationsbeständigkeit und eine ungenügende Verarbeitbarkeit auf.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Widerstandswärmeerzeugungselement auf Metallbasis bereitzustellen unter Verwendung eines Rheniumlegierungsbeschichtungsfilms, der auf einem Kern aus einem Platingruppenmetall oder einem Refraktärmetall gebildet ist, um eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit zu erlangen.
  • Insbesondere wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Widerstandswärmeerzeugungselement auf Metallbasis mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit bereitgestellt, das einen Kern aus einem Platingruppenmetall oder einem Refraktärmetall und einen auf dem Kern ausgebildeten Beschichtungsfilm umfasst. Der Beschichtungsfilm weist wenigstens zwei Schichten auf, umfassend eine kernseitige, innere Schicht aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase und eine oberflächenseitige, äußerste Schicht aus einem Aluminid oder Silicid.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Widerstandswärmeerzeugungselement auf Metallbasis mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit bereitgestellt, das einen Kern aus einer Legierung, die ein Platingruppenmetall oder ein Refraktärmetall und darin diffundiertes Re und Cr enthält, und einen auf dem Kern ausgebildeten Beschichtungsfilm umfasst. Der Beschichtungsfilm weist wenigstens eine Schicht auf, umfassend eine Aluminid- oder Silicidschicht.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Widerstandswärmeerzeugungselements auf Metallbasis mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit bereitgestellt, das die Schritte des Umformens eines Materials aus einem Platingruppenmetall oder einem Refraktärmetall in ein Teil mit einer bestimmungsgemäßen Form, das Beschichten des Teils mit einem Film aus einer Re-Cr-Legierung oder einem Doppelfilm, bestehend aus einer Re-Schicht und einer Cr-Schicht, das Unterziehen des filmbeschichteten Teils einer Wärmebehandlung, um den Film als eine innere Schicht aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase auszubilden, und das Unterziehen des wärmebehandelten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten, um eine Aluminid- oder Silicidschicht auf der inneren Schicht auszubilden, umfasst.
  • Das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann den Schritt des Ausbildens eines Cr-Films und eines Al-Films auf der inneren Schicht aus der Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase umfassen. In diesem Fall kann der Schritt des Unterziehens des wärmebehandelten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des Teils mit den Cr- und Al-Filmen einem Aluminiumdiffusionsbeschichten bei einer bestimmten hohen Temperatur umfassen, um die Cr- und Al-Filme als eine Cr-Aluminidschicht auszubilden.
  • Alternativ kann das Verfahren den Schritt des Ausbildens eines Re-Films und eines Al-Films auf der inneren Schicht der Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase umfassen. In diesem Fall kann der Schritt des Unterziehens des wärmebehandelten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des Teils mit den Re- und Al-Filmen einem Aluminiumdiffusionsbeschichten bei einer bestimmten hohen Temperatur umfassen, um die Re- und Al-Filme als eine Re-Aluminidschicht auszubilden.
  • Alternativ kann das Verfahren den Schritt des Ausbildens eines Re-Films auf der inneren Schicht der Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase umfassen. In diesem Fall kann der Schritt des Unterziehens des wärmebehandelten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des Teils mit dem Re-Film einem Siliciumdiffusionsbeschichten umfassen, um den Re-Film als eine Re-Silicidschicht auszubilden.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Widerstandswärmeerzeugungselements auf Metallbasis mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit bereitgestellt, das die Schritte des Umformens eines Materials aus einem Platingruppenmetall oder einem Refraktärmetall in ein Teil mit einer bestimmungsgemäßen Form, das Beschichten des Teils mit einem Film aus einer Re-Cr-Legierung oder einem Doppelfilm, bestehend aus einer Re-Schicht und einer Cr-Schicht, das Unterziehen des filmbeschichteten Teils gegenüber einer Wärmebehandlung, um Re und Cr in das Teil zu diffundieren, um das Teil in eine Platingruppenmetall- oder Refraktärmetall-Re-Cr-Legierung umzuwandeln, und das Unterziehen des legierten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten, um eine Aluminid- oder Silicidschicht auf dem legierten Teil auszubilden, umfasst.
  • Das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann den Schritt des Ausbildens eines Cr-Films und eines Al-Films auf der Platingruppenmetall- oder Refraktärmetall-Re-Cr-Legierung umfassen. In diesem Fall kann der Schritt des Unterziehens des legierten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des legierten Teils mit den Cr- und Al-Filmen einem Aluminiumdiffusionsbeschichten bei einer bestimmten hohen Temperatur umfassen, um die Cr- und Al-Filme als eine Cr-Aluminidschicht auszubilden.
  • Alternativ kann das Verfahren den Schritt des Ausbildens eines Re-Films auf der Platingruppenmetall- oder Refraktärmetall-Re-Cr-Legierung umfassen. In diesem Fall umfasst der Schritt des Unterziehens des legierten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des legierten Teils mit dem Re-Film einem Siliciumdiffusionsbeschichten, um den Re-Film als eine Re-Silicidschicht auszubilden.
  • Ein Material eines Kerns des Widerstandswärmeerzeugungselements ist ein Platingruppenmetall (Pt, Ir, Rh oder Ru, etc.) oder ein Refraktärmetall (W, Ta, Mo oder Nb, etc.). Solange die angestrebten Effekte des erfindungsgemäßen Widerstandswärmeerzeugungselements nicht in Mitleidenschaft gezogen werden, kann das Metall eine geringe Menge eines Legierungsgehalts umfassen.
  • In einem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Widerstandswärmeerzeugungselements wird das Material aus einem Platingruppenmetall oder einem Refraktärmetall zunächst in ein Teil mit einer bestimmungsgemäßen Form umgeformt und dann wird das Teil, das als Kern dient, mit einem Film aus einer Re-Cr-Legierung oder einem Doppelfilm, bestehend aus einer Re-Schicht und einer Cr-Schicht, beschichtet. Anschließend wird das filmbeschichtete Teil einer Wärmebehandlung unterzogen, um den Film als eine Schicht auszubilden, die aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase besteht.
  • Vorzugsweise wird der Re-Cr-Legierungsfilm oder der Doppelfilm, bestehend aus Re- und Cr-Schichten, durch Elektroplattieren einer Re-Cr-Legierung oder Doppelelektroplattieren von Re und Cr beschichtet. Beispielsweise kann das Elektroplattieren einer Re-Cr-Legierung durch das folgende Verfahren durchgeführt werden.
  • Ein wärmebeständiges Glaselektrolysiergefäß 1 (Innenvolumen: ein Liter) wird hergestellt und ein Elektrolysebad mit der folgenden Zusammensetzung wird in dem Gefäß bereitgestellt. Die Zusammensetzung des Elektrolysebads ist: 63 Mol-% AlCl3, 20 Mol-% NaCl und 17 Mol-% KCl.
  • Anschließend werden 0,1 bis 5 Gew.-% ReCl4 und 0,1 bis 5 Gew.-% CrCl3 zu dem Elektrolysebad in dem Elektrolysiergefäß 1 gegeben, und das Plattieren erfolgt bei verschiedenen Elektrolysespannungen, wobei das Elektrolysebad mit 0,3 m/s gerührt wird und die Temperatur des Elektrolysebads bei 160°C gehalten wird.
  • Der Re-Cr-Legierungsfilm enthält Cr in einem Bereich, der es erlaubt, eine Re-Cr-basierte σ(Sigma)-Phase auszubilden (im Bereich von 40 bis 60 at.%), vorzugsweise etwa 50 at.%. Obwohl der Rhenium-Legierungsfilm in einem nachstehend angeführten Beispiel mittels eines Elektroplattierverfahrens gebildet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Elektroplattierverfahren beschränkt, vielmehr kann der Rhenium-Legierungsfilm durch irgendein anderes geeignetes Verfahren, wie CVD, PVD oder Sputtern, gebildet werden.
  • Das Elektroplattieren von Re kann beispielsweise durchgeführt werden, indem 0,1 bis 5 Gew.-% ReCl4 zu dem oben erwähnten Elektrolysebad in dem Elektrolysiergefäß 1 gegeben wird und Re bei verschiedenen Elektrolysespannungen abgeschieden wird, wobei das Elektrolysebad mit 0,3 m/s gerührt wird und die Temperatur des Elektrolysebads bei 160°C gehalten wird. Das Elektroplattieren von Cr kann unter Verwendung eines herkömmlichen Sargent-Bads durchgeführt werden.
  • Nach der Bildung des Re-Cr-Legierungsfilms wird der plattierte Film einer intermediären Wärmebehandlung in einem Vakuum oder einer inerten Gasatmosphäre unterzogen. Diese Wärmebehandlung kann mittels irgendeines geeigneten Erhitzungsverfahrens, wie einem Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom oder einem Erhitzungsverfahren unter Verwendung eines herkömmlichen Elektroofens, durchgeführt werden. In dem Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom fließt ein Strom hauptsächlich durch den Kern unter Erhitzung des Kerns. Durch die intermediäre Wärmebehandlung wird eine Schicht, die aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase besteht, auf dem Kern ausgebildet, oder der Kern und die plattierte Re-Cr-Schicht diffundieren ineinander, um den Kern in eine Platingruppenmetall- oder Refraktärmetall(nachfolgend als "Kernmetall" bezeichnet)-Re-Cr-Legierung umzuwandeln.
  • Im ersteren Fall des Ausbildens der aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase bestehenden Schicht wird der Re-Cr-Legierungsfilm mit einer Heizrate von 10°C/min bis auf 1300°C, beispielsweise durch ein Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom, erhitzt und für 1 bis 10 Stunden gehalten. Vorzugsweise beträgt die Haltezeit etwa 2 Stunden. Es ist unerlässlich, ein Ablösen/Dropout des Re-Cr-Legierungsfilms während des Erhitzens zu verhindern. Die Bildung von einigen Rissen ist zulässig. Durch die intermediäre Wärmebehandlung wird ein Defekt, wie Risse, in dem Re-Cr-Legierungsfilm repariert und der Re-Cr-Legierungsfilm wird als eine zusammenhängende Schicht, die aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase besteht, ausgebildet.
  • Im letzteren Fall des Umwandelns des Kerns in eine Kernmetall-Re-Cr-Legierung entwickelt sich von der Grenzfläche zwischen dem Kern und dem Re-Cr-Legierungsfilm eine wechselseitige Diffusion, und der Kern wird in eine Kernmetall-Re-Cr-Legierung umgewandelt. Für diesen Zweck wird der Kern vorzugsweise bis zu einer Temperatur knapp unterhalb des Schmelzpunkts des Kernmetalls erwärmt.
  • Nach Beendigung der intermediären Wärmebehandlung wird das wärmebehandelte Teil einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten unterzogen. Die Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbehandlung kann mittels eines Pulverpackverfahrens erfolgen oder es kann ein Tauchbeschichtungsverfahren unter Verwendung von geschmolzenem Al oder Si verwendet werden. Alternativ kann das wärmebehandelte Teil einem Aluminiumdiffusionsbeschichten mittels eines Al-Cr-Legierungsplattierverfahrens unter Verwendung eines Salzschmelzbades unterzogen werden.
  • Alternativ kann ein Cr-Film und ein Al-Film auf der Schicht, die aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase besteht, ausgebildet werden und dann einer Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur unterzogen werden, um die Cr- und Al-Filme als eine Cr-Aluminidschicht auszubilden. Die Wärmebehandlungstemperatur liegt im Bereich von 800 bis 1300°C, vorzugsweise bei etwa 1000°C. In diesem Fall weist der Cr-Film eine Dicke von etwa 5 bis 30 μm, vorzugsweise etwa 10 μm, auf. Eine ungenügende Menge von Cr verursacht Schwierigkeiten bei der Bildung einer zusammenhängenden Cr(Al)-Schicht, und eine überschüssige Menge von Cr führt unerwünschterweise zum Auftreten von Rissen und/oder zum Ablösen im Wärmekreislauf. Das Cr wird hauptsächlich als Legierung mit Re ausgebildet. Beinahe kein Al wird in Re oder der Re-Legierung als Mischkristall inkorporiert. Während der Wärmebehandlung entweicht ein Teil des Al in Form von Dampf aus dem Film.
  • Alternativ kann ein Re-Film und ein Al-Film auf der Schicht, die aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase besteht, gebildet werden und dann einer Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur unterzogen werden, um die Re- und Al-Filme als eine Re-Aluminidschicht auszubilden. Die Wärmebehandlungstemperatur liegt im Bereich von 800 bis 1300°C, vorzugsweise bei etwa 1000°C. In diesem Fall weist der Re-Film eine Dicke von etwa 5 bis 30 μm auf. Eine ungenügende Menge von Re führt zu Schwierigkeiten bei der Bildung einer zusammenhängenden Re-Al-Schicht und eine überschüssige Menge von Re führt unerwünschterweise zum Auftreten von Rissen und/oder zum Ablösen im Wärmekreislauf.
  • Alternativ kann ein Re-Film auf der Schicht, die aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase besteht, ausgebildet werden, und dann einem Siliciumdiffusionsbeschichten unterzogen werden, um den Re-Film als eine Re-Silicidschicht auszubilden. In diesem Fall weist der Re-Film eine Dicke von etwa 5 bis 30 μm auf. Eine ungenügende Menge von Re führt zu Schwierigkeiten bei der Bildung einer zusammenhängenden Re-Si-Schicht und eine überschüssige Menge von Re führt unerwünschterweise zum Auftreten von Rissen und/oder zum Ablösen im Wärmekreislauf.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1-(1) bis 1-(3) sind schematische Schnittdarstellungen, die ein Drahtteil in jedem Herstellungsverfahren eines Widerstandswärmeerzeugungselements im erfindungsgemäßen Beispiel 1 (1-(1) und 1-(2)), und das Drahtteil nach einer Oxidationsprüfung (1-(3)) zeigen.
  • 2-(1) bis 2-(4) sind schematische Schnittdarstellungen, die ein Drahtteil in jedem Herstellungsverfahren eines Widerstandswärmeerzeugungselements im erfindungsgemäßen Beispiel 2 (2-(1) und 2-(2)), und das Drahtteil nach einer Schwefelkorrosionsprüfung (2-(3)): erfindungsgemäßes Beispiel, 2-(4): Vergleichsbeispiel) zeigen.
  • 3-(1) und 3-(2) sind schematische Schnittdarstellungen, die ein Drahtteil in jedem Herstellungsverfahren eines Widerstandswärmeerzeugungselements im erfindungsgemäßen Beispiel 3 zeigen.
  • 4-(1) bis 4-(4) sind schematische Schnittdarstellungen, die ein Drahtteil in jedem Herstellungsverfahren eines Widerstandswärmeerzeugungselements im erfindungsgemäßen Beispiel 4 zeigen.
  • 5-(1) bis 5-(4) sind schematische Schnittdarstellungen, die ein Drahtteil in jedem Herstellungsverfahren eines Widerstandswärmeerzeugungselements im erfindungsgemäßen Beispiel 5 (5-(1) bis 5-(3)), und das Drahtteil nach einer Schwefelkorrosionsprüfung (5-4)) zeigen.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • [Erfindungsgemäßes Beispiel 1]
  • Ein Widerstandswärmeerzeugungselement, umfassend einen Kern aus Pt und einen Beschichtungsfilm mit einer inneren Schicht aus Re (Cr-Pt) und einer äußeren Schicht aus Re-Cr-Aluminid, wurde durch das folgende Verfahren hergestellt und einer Oxidationsbeständigkeitsprüfung unterzogen.
  • Ein Pt-Draht (Ø 100 μm) wurde hergestellt und zunächst in ein Drahtteil mit einer bestimmungsgemäßen Form umgeformt. 0,4 Gew.-% ReCl4 und 0,4 Gew.-% CrCl3 wurden in ein Elektrolysebad (63 Mol-% AlCl3, 20 Mol-% NaCl und 17 Mol-% KCl), enthalten in einem wärmebeständigen Glaselektrolysiergefäß 1 (Innenvolumen: ein Liter), gegeben und ein Elektroplattierverfahren wurde unter Verwendung des Pt-Drahtteils bzw. einer Platinelektrode als negative Elektrode und Gegenelektrode ein Elektroplattierverfahren durchgeführt, wobei das Elektrolysebad mit 0,3 m/s gerührt wurde und die Temperatur des Elektrolysebads bei 160°C gehalten wurde, um einen Re-Cr-Legierungsfilm auf dem Drahtteil auszubilden, der 50 at.% Cr enthält und eine Dicke von 10 μm aufweist. Die Spannung der Probenelektrode war relativ zu einer Al-Referenzelektrode ±0,0 V.
  • Das mit dem Re-Cr-Legierungsfilm beschichtete Pt-Drahtteil wurde einer intermediären Wärmebehandlung unterzogen. Genauer gesagt wurde das filmbeschichtete Drahtteil mit einer Heizrate von 10°C/min durch ein Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom in einer Inertgasatmosphäre bis auf 1300°C erhitzt und für 2 Stunden gehalten. Anschließend wurde ein Cr-Film mit einer Dicke von 10 μm auf der wärmebehandelten Re-Cr-Legierungsschicht mittels eines Elektroplattierverfahrens unter Verwendung eines herkömmlichen Sargent-Cr-Plattierungsbads ausgebildet.
  • Anschließend wurde, basierend auf dem oben erwähnten Elektrolysebad (63 Mol-% AlCl3, 20 Mol-% NaCl und 17 Mol-% KCl) in dem Elektrolysiergefäß 1 ein Elektroplattierverfahren durchgeführt unter Verwendung des mit der Re-Cr-Legierungsschicht und dem Cr-Film ausgebildeten Pt-Drahtteil bzw. einem Al-Metall mit einer Reinheit von 99 at.% als negative und positive Elektrode, wobei die Temperatur des Elektrolysierbads bei 160°C gehalten wurde, um einen Al-Film mit einer Dicke von 5 μm auf dem Cr-Film auszubilden. Die Spannung der Probenelektrode war relativ zu einer Al-Referenzelektrode –0,10 V.
  • 1-(1) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 1-(1) dargestellt, ist ein Beschichtungsfilm mit wenigstens drei Schichten auf dem Umfang des Pt-Kerns I ausgebildet. Der Beschichtungsfilm umfasst genauer gesagt eine Kern I-seitige, innere Schicht aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase II, eine äußere Schicht aus dem Cr-Film III und eine äußerste Schicht aus dem Al-Film IV.
  • Anschließend wurde das Drahtteil mit einer Heizrate von 10°C/min durch ein Erhitzungsverfahrens mittels elektrischem Strom in einer Inertgasatmosphäre auf 600°C erhitzt und für 4 Stunden gehalten. Nach und nach wurde das Drahtteil auf 1300°C erhitzt und für 1 Stunde gehalten.
  • 1-(2) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 1-(2) dargestellt, wurde der Kern I und die innere Schicht des Beschichtungsfilms als Pt bzw. Re-Cr-basierte σ(Sigma)-Phase beibehalten. Der Cr-Film III der äußeren Schicht des Beschichtungsfilms und der Al-Film IV der äußersten Schicht des Beschichtungsfilms wurden durch die Reaktion dazwischen als eine äußere Schicht aus einer Cr-Aluminid-Phase V, enthaltend 75 at.% Al, ausgebildet.
  • <Oxidationsprüfung>
  • Eine Oxidationsprüfung wurde durchgeführt, indem das Pt-Drahtteil mit dem oben erwähnten Beschichtungsfilm bei normalem Atmosphärendruck für bis zu 1000 Stunden einer Temperatur von 1300°C ausgesetzt wurde. Als Vergleich wurde ein Pt-Drahtteil, das keinen Beschichtungsfilm aufweist, der gleichen Prüfung unterzogen. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
    Haltezeit (Stunden) Korrosionsgrad (mg/cm2)
    Pt-Re-Teil Pt-Teil
    100 1,0 –0,4
    250 1,7 –1,0
    500 2,1 –2,0
    1000 3,5 –3,9
    • Die Negativwerte bezeichnen eine Verringerung der Masse.
  • Die Schnittstruktur des der Oxidationsprüfung unterzogenen Pt/Re (Cr)/Al-Cr-Drahtteils wurde untersucht, um mittels eines EPMA (Eletronenstrahlmikroanalyse)-Geräts die Konzentration jedes in jeder Schicht enthaltenen Elements zu messen. 1-(3) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des Pt-Drahtteils nach der Prüfung zeigt. Wie in 1-(3) zu sehen, ist die Schnittstruktur analog zu derjenigen der 1-(2) oder ist selbst nach dem Aussetzen gegenüber einer Hochtemperaturatmosphäre nicht verändert. Verglichen mit 1-(2) wurde jedoch die Cr-Aluminid-Phase V in der äußeren Schicht des Beschichtungsfilms in eine Cr5Al8-Phase VI umgewandelt.
  • Wie aus dem obigen Ergebnis ersichtlich, wird das Pt/Re (Cr)/Al-Cr-Drahtteil in dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 gemäß einer parabolischen Regel oxidiert und durch eine dünne Al2O3-Schutzschicht VII geschützt. Im Gegensatz dazu verringert sich die Masse des Pt-Drahtteils, das keinen Beschichtungsfilm aufweist, wie in Tabelle 1 gezeigt, aufgrund eines Oxidationsverschleißes linear. Dies bedeutet, dass das Pt-Drahtteil dünner wird.
  • [Erfindungsgemäßes Beispiel 2]
  • Ein Widerstandswärmeerzeugungselement, umfassend einen Kern aus Pt und einen Beschichtungsfilm mit einer inneren Schicht aus Re (Cr-Pt) und einer äußeren Schicht aus Re-Aluminid, wurde durch das folgende Verfahren hergestellt und einer Korrosionsbeständigkeitsprüfung unterzogen.
  • Ein Pt-Drahtteil wurde unter denselben Bedingungen wie im erfindungsgemäßen Beispiel 1 einem Elektroplattierverfahren unterzogen, um darauf einen Re-Cr-Legierungsfilm auszubilden, und dann einer intermediären Wärmebehandlung unterzogen. Anschließend wurden 0,4 Gew.-% ReCl4 zu dem gleichen Elektrolysierbad wie im erfindungsgemäßen Beispiel 1 gegeben. Unter der Bedingung, dass die Spannung einer Probenelektrode relativ zu einer Al-Referenzelektrode ±0,0 V ist, wurde ein Elektroplattierverfahren durchgeführt, wobei das Elektrolysebad mit 0,3 m/s gerührt wurde und die Temperatur des Elektrolysebads bei 160°C gehalten wurde, um einen Re-Film mit einer Dicke von 10 μm auf der Re-Cr-Legierungsschicht auszubilden.
  • Anschließend wurde, basierend auf dem obigen Elektrolysebad in dem Elektrolysiergefäß 1 ein Elektroplattierverfahren durchgeführt unter Verwendung des mit der Re-Cr-Legierungsschicht und dem Re-Film ausgebildeten Pt-Drahtteils als negative Elektrode, wobei das Elektrolysebad mit 0,3 m/s gerührt wurde und die Temperatur des Elektrolysebads bei 160°C gehalten wurde, um einen Al-Film mit einer Dicke von 15 μm auf dem Re-Film auszubilden. Die Spannung der Probenelektrode war relativ zu einer Al-Referenzelektrode –0,1 V.
  • 2-(1) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 2-(1) dargestellt, ist ein Beschichtungsfilm mit wenigstens drei Schichten auf den Umfang des Pt-Kerns I ausgebildet. Der Beschichtungsfilm umfasst genauer gesagt eine Kern I-seitige, innere Schicht aus der Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase II, eine äußere Schicht aus dem Re-Film III und eine äußerste Schicht aus dem Al-Film IV.
  • Anschließend wurde das Drahtteil mit einer Heizrate von 10°C/min durch ein Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom in einer Inertgasatmosphäre auf 600°C erhitzt und für 4 Stunden gehalten. Nach und nach wurde das Drahtteil auf 1300°C erhitzt und für 1 Stunde gehalten.
  • 2-(2) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Pt-Drahtteils zeigt. Wie in 2-(2) dargestellt, ist der Kern I und die innere Schicht des Beschichtungsfilms als Pt bzw. Re-Cr-basierte σ(Sigma)-Phase II beibehalten. Der Re-Film III der äußeren Schicht des Beschichtungsfilms und der Al-Film IV der äußersten Schicht des Beschichtungsfilms wurden durch die Reaktion dazwischen als eine äußere Schicht aus einer Re-Aluminid-Phase V, enthaltend 75 at.% Al, ausgebildet.
  • <Schwefelkorrosionsprüfung>
  • Eine Schwefelkorrosionsprüfung wurde durchgeführt, indem das Pt-Drahtteil mit dem oben erwähnten Beschichtungsfilm einem Mischgas aus 2 Vol.-% Hydrogensulfid und Wasserstoff bei einer Temperatur von 1000°C für bis zu 100 Stunden ausgesetzt wurde. Als Vergleich wurde ein Pt-Drahtteil, das keinen Beschichtungsfilm aufweist, der gleichen Prüfung unterzogen. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
    Haltezeit (Stunden) Korrosionsgrad (mg/cm2)
    Pt-Re-Teil Pt-Teil
    10 1,0 1,4
    25 1,7 2,3
    50 2,1 7,0
    100 3,5 12,0
  • Die Schnittstruktur des der Schwefelkorrosionsprüfung unterzogenen Pt/Re (Cr)/Re-Al-Drahtteil wurde untersucht, um mittels eines EPMA-Geräts die Konzentration jedes in jeder Schicht enthaltenen Elements zu messen. 2-(3) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des Pt-Drahtteils nach der Prüfung zeigt. 2-(4) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des Vergleichsbeispiels oder des Pt-Drahtteils, das keinen Beschichtungsfilm aufweist, nach der Prü fung zeigt. Wie in 2-(4) zu sehen, ist in dem Pt-Drahtteil, das keinen Beschichtungsfilm aufweist, eine gerissene dünne PtS2-Schicht ausgebildet. Ferner entwickelt sich die Korrosion, wie in Tabelle 2 gezeigt, gemäß einer linearen Regel. Im Gegensatz dazu korrodiert das Pt-Drahtteil des erfindungsgemäßen Beispiels 2 gemäß einer parabolischen Regel und, wie in 2-(3) gezeigt, wird eine dünne Al2O3-Schutzschicht VII ausgebildet.
  • Wie in 2-(3) zu sehen, ist die Schnittstruktur analog zu derjenigen in 2-(2) oder ist selbst nach dem Aussetzen gegenüber einer Hochtemperaturatmosphäre nicht verändert. Verglichen mit 2-(2) wurde jedoch die Re-Aluminid-Phase V in der äußeren Schicht des Beschichtungsfilms in eine Re5Al8-Phase VI umgewandelt.
  • Wie aus den obigen Ergebnissen ersichtlich, wird das Pt/Re (Cr)/Re-Al-Drahtteil des erfindungsgemäßen Beispiels 2 gemäß einer parabolischen Regel mit Schwefel behandelt und durch die dünne Al2O3-Schutzschicht geschützt.
  • [Erfindungsgemäßes Beispiel 3]
  • Ein Widerstandswärmeerzeugungselement, umfassend einen Kern aus Pt und einen Beschichtungsfilm mit einer inneren Schicht aus Re (Cr-Pt) und einer äußeren Schicht aus Re-Silicid, wurde durch das folgende Verfahren hergestellt und einer Korrosionsbeständigkeitsprüfung unterzogen.
  • Ein Pt-Drahtteil wurde unter denselben Bedingungen wie im erfindungsgemäßen Beispiel 1 einem Elektroplattierverfahren unterzogen, um darauf einen Re-Cr-Legierungsfilm auszubilden, und dann einer intermediären Wärmebehandlung unterzogen. Anschließend wurde unter denselben Bedingungen wie im erfindungsgemäßen Beispiel 2 ein Re-Film ausgebildet.
  • Anschließend wurde ein notwendiger Bereich des mit der Re-Cr-Legierungsschicht und dem Re-Film ausgebildeten Pt-Drahtteils in ein Si-Pulver getaucht. In diesem Zustand wurde das Pt-Drahtteil durch ein Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom in einer Inertgasatmosphäre auf 1300°C erhitzt und für 2 Stunden gehalten. 3-(1) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 3-(1) dargestellt, ist ein Beschichtungsfilm mit wenigstens zwei Schichten auf dem Umfang des Pt-Kerns I ausgebildet. Der Beschichtungsfilm umfasst genauer gesagt eine Kern I-seitige, innere Schicht aus der Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase II und eine äußere Schicht aus einer ReSi1,8-Phase III.
  • <Schwefelkorrosionsprüfung>
  • Eine Schwefelkorrosionsprüfung wurde durchgeführt, indem das Pt-Drahtteil mit dem oben erwähnten Beschichtungsfilm einem Mischgas aus 2 Vol.-% Hydrogensulfid und Wasserstoff bei einer Temperatur von 1000°C für bis zu 100 Stunden ausgesetzt wurde. Als Vergleich wurde ein Pt-Drahtteil, das keinen Beschichtungsfilm aufweist, derselben Prüfung unterzogen. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
    Haltezeit (Stunden) Korrosionsgrad (mg/cm2)
    Pt-Re-Teil Pt-Teil
    10 0,2 1,4
    25 0,5 2,3
    50 1,0 7,0
    100 1,5 12,0
  • Die Schnittstruktur des der Schwefelkorrosionsprüfung unterzogenen Pt/Re (Cr)/Re-Si-Drahtteils wurde untersucht, um mittels eines EPMA-Geräts die Konzentration jedes in jeder Schicht enthaltenen Elements zu messen. 3-(2) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des Pt-Drahtteils nach der Prüfung zeigt. Wie in 3-(2) zu sehen, weist das Pt-Drahtteil des erfindungsgemäßen Beispiels 3 einen extrem geringen Schwefelkorrosionsgrad auf, und eine dünne Re-Schicht mit hoher Konzentration ist auf der Legierungsoberfläche unter einer dünnen SiS2-Schicht VII (enthaltend eine geringe Menge von SiO2) ausgebildet. Man glaubt, dass diese Re-Schicht zu der ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber einer Schwefelbehandlung beiträgt.
  • [Erfindungsgemäßes Beispiel 4]
  • Ein Widerstandswärmeerzeugungselement, umfassend einen Kern aus Re-Cr-Pt und einen Beschichtungsfilm mit einer inneren Schicht aus Re (Cr-Pt) und einer äußeren Schicht aus Cr-Aluminid, wurde durch das folgende Verfahren hergestellt und einer Oxidationsbeständigkeitsprüfung unterzogen.
  • Ein Pt-Drahtteil wurde unter denselben Bedingungen wie im erfindungsgemäßen Beispiel 1 einem Elektroplattierverfahren unterzogen, um darauf einen Re-Cr-Legierungsfilm auszubilden, außer, dass der Re-Cr-Legierungsfilm mit einer Dicke von 50 μm ausgebildet wurde. 4-(1) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 4-(1) zu sehen, ist der Re-Cr-Legierungsfilm II auf dem Umfang des Pt-Kerns I ausgebildet.
  • Anschließend wurde das Drahtteil mit einer Heizrate von 10°C/min durch ein Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom in einer Inertgasatmosphäre auf 1600°C erhitzt und für 2 Stunden gehalten und dann einer intermediären Wärmebehandlung unterzogen. 4-(2) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 4-(2) zu sehen, ist der Pt-Kern I in eine Re-Cr-Pt-basierte σ-Phase I' (41 at.% Re, 18 at.% Cr), die Pt als Mischkristall enthält, umgewandelt.
  • Dann wurde durch ein Elektroplattierverfahren unter Verwendung eines herkömmlichen Sargent-Cr-Plattierungsbades ein Cr-Film mit einer Dicke von 10 μm auf dem Kern ausgebildet.
  • Anschließend wurde, basierend auf demselben Elektrolysebad wie im erfindungsgemäßen Beispiel 1, ein Elektroplattierverfahren durchgeführt unter Verwendung des legierten Drahtteils, das mit der Cr-Schicht beschichtet ist, als negative Elektrode, wobei das Elektrolysebad mit 0,3 m/s gerührt wurde und die Temperatur des Elektrolysebads bei 160°C gehalten wurde, unter der Bedingung, dass die Spannung der Probenelektrode relativ zu einer Al-Referenzelektrode –0,1 V war, um einen Al-Film mit einer Dicke von 5 μm auf dem Cr-Film auszubilden. 4-(3) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 4-(3) dargestellt, sind der Cr-Film III und der Al-Film IV auf dem Umfang der Re-Cr-Pt basierten σ-Phase I' ausgebildet.
  • Anschließend wurde das Drahtteil mit einer Heizrate von 10°C/min durch ein Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom in einer Inertgasatmosphäre auf 600°C erhitzt und für 4 Stunden gehalten. Nach und nach wurde das Drahtteil auf 1300°C erhitzt und für 1 Stunde gehalten. 4-(4) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 4-(4) dargestellt, ist ein Beschichtungsfilm, der aus einer Cr-Aluminid-Phase V besteht, auf dem Umfang der Re-Cr-Pt-basierten σ-Phase I' ausgebildet. Während der Kern I dieselbe Zusam mensetzung wie derjenige in 4-(3) aufweist, besteht der Beschichtungsfilm hauptsächlich aus einer Cr (Al)-Phase.
  • <Oxidationsprüfung>
  • Eine Oxidationsprüfung wurde durchgeführt, indem das obige Drahtteil bei normalem Atmosphärendruck für bis zu 400 Stunden einer Temperatur von 1500°C ausgesetzt wurde. Das Prüfergebnis ist in der Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4
    Haltezeit (Stunden) Korrosionsgrad (mg/cm2) Pt-Re-Teil
    100 1,5
    200 2,5
    400 3,3
  • Gemäß den Beobachtungsergebnissen der Schnittstruktur des der Oxidationsprüfung unterzogenen Drahtteils weist der Beschichtungsfilm bei einer ähnlichen Struktur des Drahtteils zu derjenigen in 4-(4) eine von 47 at.% auf 35 at.% verringerte Al-Zusammensetzung auf.
  • Wie aus dem obigen Ergebnis ersichtlich, wird das (Re-Ce-Pt)/Cr (Al)-Drahtteil des erfindungsgemäßen Beispiels 4 gemäß einer parabolischen Regel oxidiert und durch eine dünne Al2O3-Schutzschicht geschützt.
  • [Erfindungsgemäßes Beispiel 5]
  • Ein Widerstandswärmeerzeugungselement, umfassend einen Kern aus Re-Cr-Ta und einen Beschichtungsfilm mit einer inneren Schicht aus Re (Cr-Ta) und einer äußeren Schicht aus Re-Silicid, wurde durch das folgende Verfahren hergestellt und einer Oxidationsbeständigkeitsprüfung unterzogen.
  • Ein Ta-Drahtteil wurde anstelle eines Pt-Drahtteils verwendet und einem Elektroplattierverfahren unter denselben Bedingungen wie im erfindungsgemäßen Beispiel 4 unterzogen, um darauf einen Re-Cr-Legierungsfilm auszubilden. 5-(1) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 5-(1) zu sehen, ist der Re-Cr-Legierungsfilm II auf dem Umfang des Ta-Kerns I ausgebildet.
  • Anschließend wurde das Drahtteil unter denselben Bedingungen wie im erfindungsgemäßen Beispiel 4 einer intermediären Wärmebehandlung unterzogen. 5-(2) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 5-(2) zu sehen, ist der Ta-Kern in eine Re-Cr-Pt-basierte σ-Phase I', die Ta als Mischkristall enthält, umgewandelt.
  • Anschließend wurde das obige Ta-Drahtteil in ein Si-Pulver getaucht. In diesem Zustand wurde das Ta-Drahtteil durch ein Erhitzungsverfahren mittels elektrischem Strom in einer Inertgasatmosphäre auf 1500°C erhitzt und für 2 Stunden gehalten. 5-(3) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des erhaltenen Drahtteils zeigt. Wie in 5-(3) dargestellt, ist der Kern I als die Re-Cr-Pt-basierte σ-Phase I', die Ta als Mischkristall enthält, ausgebildet, und der Beschichtungsfilm ist als eine Re-Silicid-Phase V (ReSi1,8 + Si), die 70 at.% oder mehr Si enthält, ausgebildet.
  • <Schwefelkorrosionsprüfung>
  • Eine Schwefelkorrosionsprüfung wurde durchgeführt, indem das obige Ta-Drahtteil einem Mischgas aus 2 Vol.-% Hydrogensulfid und Wasserstoff bei einer Temperatur von 1000°C für bis zu 100 Stunden ausgesetzt wurde. Als Vergleich wurde ein Ta-Drahtteil, das keinen Beschichtungsfilm aufweist, derselben Prüfung unterzogen. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5
    Haltezeit (Stunden) Korrosionsgrad (mg/cm2)
    Ta/Re(Cr)/Si-Teil Ta-Teil
    10 0,1 0,4
    25 0,4 1,3
    50 1,0 4,0
    100 1,4 10,0
  • Die Schnittstruktur des einer Schwefelkorrosionsprüfung unterzogenen Re (Cr-Ta)/Re-Si-Drahtteils wurde untersucht, um mittels eines EPMA-Geräts die Konzentra tion jedes in jeder Schicht enthaltenen Elements zu messen. 5-(4) ist eine schematische Schnittdarstellung, welche die Struktur des Drahtteils nach der Prüfung zeigt. Wie in 5-(4) zu sehen, weist das Ta-Drahtteil des erfindungsgemäßen Beispiels 5 einen extrem geringen Schwefelkorrosionsgrad auf, und eine Re-Cr-Phase II' und eine dünne Re-Schicht mit hoher Konzentration sind auf der Legierungsoberfläche unter einer dünnen SiS2-Schicht VII (enthaltend eine geringe Menge SiO2) ausgebildet. Man glaubt, dass diese Schichten zu der ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber einer Schwefelbehandlung beitragen.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung kann ein Widerstandswärmeerzeugungselement auf Metallbasis, das einen breiten Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 2000°C oder mehr abdecken kann und in verschiedenen Atmosphären (wie einer Oxidations-, Reduktions-, Vakuum- oder Korrosionsatmosphäre) verwendbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung des Elements bereitstellen.

Claims (9)

  1. Widerstandswärmeerzeugungselement auf Metallbasis, das eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit aufweist, umfassend: einen Kern aus einem Platingruppenmetall oder einem Refraktärmetall; und einen auf dem Kern ausgebildeten Beschichtungsfilm, wobei der Beschichtungsfilm wenigstens zwei Schichten aufweist, die eine kernseitige, innere Schicht aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase und eine oberflächenseitige, äußerste Schicht aus einem Aluminid oder Silicid umfassen.
  2. Widerstandswärmeerzeugungselement auf Metallbasis, das eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit aufweist, umfassend: einen Kern aus einer Legierung, die ein Platingruppenmetall oder ein Refraktärmetall und darin diffundiertes Re und Cr enthält; und einen auf dem Kern ausgebildeten Beschichtungsfilm, wobei der Beschichtungsfilm wenigstens eine Schicht aufweist, die eine Aluminid- oder Silicidschicht umfasst.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandswärmeerzeugungselements auf Metallbasis, das eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit aufweist, umfassend die Schritte: Umformen eines Materials aus einem Platingruppenmetall oder einem Refraktärmetall in ein Teil mit einer bestimmungsgemäßen Form; Beschichten des Teils mit einem Film aus einer Re-Cr-Legierung oder einem Doppelfilm, bestehend aus einer Re-Schicht und einer Cr-Schicht; Unterziehen des filmbeschichteten Teils einer Wärmebehandlung, um den Film als eine innere Schicht aus einer Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase auszubilden; und Unterziehen des wärmebehandelten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten, um eine Aluminid- oder Silicidschicht auf der inneren Schicht auszubilden.
  4. Verfahren wie in Anspruch 3 definiert, das den Schritt des Ausbildens eines Cr-Films und eines Al-Films auf der inneren Schicht aus der Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase umfasst, wobei der Schritt des Unterziehens des wärmebehandelten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des Teils mit den Cr- und Al-Filmen einem Aluminiumdiffusionsbeschichten bei einer bestimmten hohen Temperatur umfasst, um die Cr- und Al-Filme als eine Cr-Aluminidschicht auszubilden.
  5. Verfahren wie in Anspruch 3 definiert, das den Schritt des Ausbildens eines Re-Films und eines Al-Films auf der inneren Schicht der Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase umfasst, wobei der Schritt des Unterziehens des wärmebehandelten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des Teils mit den Re- und Al-Filmen einem Aluminiumdiffusionsbeschichten bei einer bestimmten hohen Temperatur umfasst, um die Re- und Al-Filme als eine Re-Aluminidschicht auszubilden.
  6. Verfahren wie in Anspruch 3 definiert, das den Schritt des Ausbildens eines Re-Films auf der inneren Schicht der Re-Cr-basierten σ(Sigma)-Phase umfasst, wobei der Schritt des Unterziehens des wärmebehandelten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des Teils mit dem Re-Film einem Siliciumdiffusionsbeschichten umfasst, um den Re-Film als eine Re-Silicidschicht auszubilden.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandswärmeerzeugungselements auf Metallbasis, das eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit aufweist, umfassend die Schritte: Umformen eines Materials aus einem Platingruppenmetall oder einem Refraktärmetall in ein Teil mit einer bestimmungsgemäßen Form; Beschichten des Teils mit einem Film aus einer Re-Cr-Legierung oder einem Doppelfilm, bestehend aus einer Re-Schicht und einer Cr-Schicht; Unterziehen des filmbeschichteten Teils gegenüber einer Wärmebehandlung, um Re und Cr in das Teil zu diffundieren, um das Teil in eine Platingruppenmetall- oder Refraktärmetall-Re-Cr-Legierung umzuwandeln; und Unterziehen des legierten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten, um eine Aluminid- oder Silicidschicht auf dem legierten Teil auszubilden.
  8. Verfahren wie in Anspruch 7 definiert, das den Schritt des Ausbildens eines Cr-Films und eines Al-Films auf der Platingruppenmetall- oder Refraktärmetall-Re-Cr-Legierung umfasst, wobei der Schritt des Unterziehens des legierten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des legierten Teils mit den Cr- und Al-Filmen einem Aluminiumdiffusionsbeschichten bei einer bestimmten hohen Temperatur umfasst, um die Cr- und Al-Filme als eine Cr-Aluminidschicht auszubilden.
  9. Verfahren wie in Anspruch 7 definiert, das den Schritt des Ausbildens eines Re-Films auf der Platingruppenmetall- oder Refraktärmetall-Re-Cr-Legierung umfasst, wobei der Schritt des Unterziehens des legierten Teils einem Aluminium- oder Siliciumdiffusionsbeschichten das Unterziehen des legierten Teils mit dem Re-Film einem Siliciumdiffusionsbeschichten umfasst, um den Re-Film als eine Re-Silicidschicht auszubilden.
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