JP2002146452A - 卑金属酸化物−分散固化した金不含の白金材料、その製法および使用 - Google Patents
卑金属酸化物−分散固化した金不含の白金材料、その製法および使用Info
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Abstract
い、分散固化白金材料を調製すること。 【解決手段】 卑金属が0.01〜0.5質量%のScで
あるかまたは0.05〜0.5質量%の卑金属総含量を有
するScとZr、Y、Ceから成る群より選択される少
なくとも1つの金属との混合物/合金である、卑金属酸
化物から成る微細に分布した微粒子により分散固化され
た金不含の白金材料。
Description
成る微細に分布した微粒子により分散固化した金不含の
白金材料に関する。
を別にして、粒子安定化構成成分および金ならびに残り
部分としての白金属の1種以上の金属から成る粒子安定
化合金が開示されており、この際、白金金属の群には、
白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、イリジウム
が含まれ、粒子安定化構成成分はスカンジウム、イット
リウム、トリウム、ジルコニウム、ハフニウム、チタ
ン、アルミニウムまたはランタノイドの酸化物、炭化
物、窒化物および/またはケイ化物であり、これらの占
める部分は0.5質量%を上回らず、金の部分は2〜1
0質量%の範囲である。
から成る微細に分布した微粒子による分散固化した白金
材料が開示されており、ここで、卑金属はセリウムまた
は元素イットリウム、ジルコニウムおよびセリウムの少
なくとも2種類から成る混合物であり、卑金属含量は
0.005〜1質量%であり、卑金属の少なくとも75
質量%が酸化物として存在しており、卑金属酸化物は、
コンパクト形で存在する白金−卑金属−合金を酸化媒体
中で600℃〜1400℃で熱処理することにより生成
される。
化度を達成するための酸化処理期間が一般的に200〜
400時間であるという事実であり、このことは、この
ような非常に高価な材料にあっては著しい経費を要す
る。
製造において酸化処理に係る時間が可能な限り短くてよ
い、分散固化白金材料を調製するという課題が明かにな
る。さらに、本発明の課題は、新規方法により酸化処理
を時間的に著しく短縮することである。
いて、請求項1記載の分散固化した金不含の白金材料に
より、および請求項10記載の相当の製法により、なら
びに請求項23〜28記載の使用により解決される。
微粒子により分散固化した金不含の白金材料は、0.0
1〜0.5質量%のスカンジウムであるかまたは卑金属
総含量が0.05〜0.5質量%のスカンジウムとジルコ
ニウム、イットリウム、セリウムから成る群より選択さ
れる少なくとも1つの金属との混合物/合金である卑金
属を有する。
または全体的な代替えとして卑金属スカンジウムを使用
することにより、必要な酸化度の達成に要する酸化処理
期間が大幅に短縮されるという事実である。
%の酸化度が達成されるべきであり、というのも酸化度
が低いと、所望の機械的堅牢度が全ての場合において得
られるわけではなく、例えばガラス溶融時の強い溶食の
危険が生じ、白金材料の溶接性を損なう。
トな形、例えば厚さ2〜3mmの薄板の形で存在する白
金−卑金属−合金を、酸化媒体中で、600〜1400
℃で熱処理することにより行うことは、このような条件
の適正が立証されているので有利である。このために必
要な酸化媒体は、本発明の理解において、600〜14
00℃の温度で卑金属の酸化を誘起するが、貴金属の酸
化を誘起しない媒体である。有利には、大気、酸素、水
蒸気または水蒸気と水素との混合物、希ガス、特にヘリ
ウムまたはアルゴン、または窒素から成る雰囲気であ
る。
化物として存在するのが有利である。
−ロジウム−または白金−イリジウム−合金に関しても
該当し、特に白金−ロジウム−合金のロジウム含量が1
〜25質量%、特に10質量%または白金−イリジウム
−合金のイリジウム含量が1〜30質量%、特に10質
量%の場合に該当する。
布した微粒子により分散固化された金不含の白金材料の
製法では、白金−卑金属合金を溶融し、鋳込み、熱処理
酸化し、この際、卑金属は、0.01〜0.5質量%のス
カンジウムであるかまたは卑金属総含量が0.05〜0.
5質量%のスカンジウムと、ジルコニウム、イットリウ
ム、セリウムから成る群より選択される少なくとも1つ
の金属との混合物/合金である。
%、特に90質量%が酸化され、および/または酸化を
酸化媒体中で600〜1400℃で熱処理して実施する
のが有利であることが証明された。
は水蒸気と水素との混合物、希ガスまたは窒素から成る
雰囲気が特に有利である。
金属−合金の、ならびに分散固化白金材料の非常に優れ
た変形挙動および溶接性であり、こうして、熱処理酸化
前および/または後に冷間成形、熱間成形または熱処理
酸化前に溶接法を実施することが可能になる。前記した
後者の方法により、溶接接合部および母材が十分に同じ
ミクロ構造および同じ強度を有することが可能である。
ロジウム−または白金−イリジウム−合金に関しても該
当し、特に白金−ロジウム−合金のロジウム含量は1〜
25質量%、特に10質量%であり、または白金−イリ
ジウム−合金のイリジウム含量は1〜30質量%、特に
10質量%の場合に該当する。
ばならない全ての利用分野において好適である。特に、
ガラス工業および実験室で使用される器具ならびに被覆
形成のための使用に有利である。
の分散固化した白金−材料へ酸化可能な、卑金属含有性
で金不含の白金材料を溶接添加材料として使用するのが
有利である。前記方法により、溶融接合部および母材は
十分に同じミクロ構造および同じ強度を示すことが可能
となる。
た微粒子により分散固化した白金材料において、イット
リウムの代替えとしてスカンジウムを使用するのが、本
発明では有利である。
る。
の合金前駆体(Zr28%を有するPtおよびSc1%
を有するPt)とから、酸化ジルコニウムるつぼの使用
下に、Zr0.18%およびSc0.015%を含有する
Pt−合金を製造した。インゴットを削り、冷間圧延に
より厚さ2.4mmの薄板を製造した。次いで、この薄
板を、1030℃で120時間、空中で酸化する。完全
な酸化(100%)での理論的酸素含量は酸素715p
pmであるが、測定した最大酸素含量は770ppmで
あった。すなわち、表から明かなように、スカンジウム
をドープした薄板の完全な酸化は96時間後に達成され
た。
を有するPtおよびY2.8%を有するPt)とから、
酸化ジルコニウムるつぼの使用下に、Zr0.18%お
よびY0.018%を含有するPt−合金を製造した。
インゴットを削り、冷間圧延により厚さ2.4mmの薄
板を製造した。この薄板を1030℃で240時間、空
中で酸化する。完全な酸化(100%)での理論的酸素
含量は酸素680ppmの酸素であるが、測定した最大
酸素含量は730ppmであった。すなわち、表より明
かなように、イットリウムをドープした薄板の完全な酸
化は約184時間後に達成された。
スカンジウムを使用する際に、卑金属の完全な酸化に必
要な時間がほぼ半分になっていることが、表から明かで
ある。
金属イットリウム、スカンジウムおよびジルコニウム
が、その理論的酸化物Y2O3、Sc2O3もしくはZ
rO2に完全に変換されるまで酸化されるという仮定に
基づいたものである。しかしながら、別のおよび汚染物
質として合金中に存在する卑金属、例えばケイ素および
アルミニウムがさらに酸化されるので、名目上の最大値
はしばしば僅かな超過が確認される。
Claims (29)
- 【請求項1】 卑金属酸化物から成る微細に分布した微
粒子により分散固化した金不含の白金材料において、前
記卑金属が0.01〜0.5質量%のScであるかまたは
0.05〜0.5質量%の卑金属総含量を有するScとZ
r、Y、Ceから成る群より選択される少なくとも1つ
の金属との混合物/合金であることを特徴とする、白金
材料。 - 【請求項2】 卑金属の少なくとも75質量%が酸化物
として存在する、請求項1記載の白金材料。 - 【請求項3】 卑金属酸化物が、コンパクト形で存在す
る白金−卑金属−合金を酸化媒体中で600℃〜140
0℃で熱処理することにより形成される、請求項1また
は2記載の白金材料。 - 【請求項4】 卑金属の少なくとも90質量%が酸化物
として存在する、請求項1から3までのいずれか1項記
載の白金材料。 - 【請求項5】 分散固化した白金、分散固化した白金−
ロジウム−合金または分散固化した白金−イリジウム−
合金から成る、請求項1から4までのいずれか1項記載
の白金材料。 - 【請求項6】 白金−ロジウム−合金のロジウム含量が
1〜25質量%である、請求項5記載の白金材料。 - 【請求項7】 白金−ロジウム−合金のロジウム含量が
10質量%である、請求項6記載の白金材料。 - 【請求項8】 白金−イリジウム−合金のイリジウム含
量が1〜30質量%である、請求項5記載の白金材料。 - 【請求項9】 白金−イリジウム−合金のイリジウム含
量が10質量%である、請求項8記載の白金材料。 - 【請求項10】 卑金属酸化物から成る微細に分散した
微粒子により分散固化した金不含の白金材料の製法にお
いて、白金−卑金属−合金を溶融し、鋳込み、熱処理し
て酸化し、この際、卑金属が0.01〜0.5質量%のS
cであるかまたは0.05〜0.5質量%の卑金属総含量
を有するScとZr、Y、Ceから成る群より選択され
る少なくとも1つの金属との混合物/合金であることを
特徴とする、白金材料の製法。 - 【請求項11】 酸化後に、卑金属の少なくとも75質
量%が酸化されている、請求項10記載の製法。 - 【請求項12】 酸化媒体中での600〜1400℃で
の熱処理により酸化を行う、請求項10または11記載
の製法。 - 【請求項13】 酸化後に、卑金属の少なくとも90質
量%が酸化されている、請求項11または12記載の製
法。 - 【請求項14】 酸化媒体として、大気、酸素、水蒸気
または水蒸気と水素との混合物、希ガスまたは窒素から
成る雰囲気を使用する、請求項10から13までのいず
れか1項記載の製法。 - 【請求項15】 熱処理酸化前および/または後に冷間
成形を行う、請求項10から14までのいずれか1項記
載の製法。 - 【請求項16】 熱処理酸化前および/または後に熱間
成形を行う、請求項10から15までのいずれか1項記
載の製法。 - 【請求項17】 熱処理酸化前に溶接法を実施する、請
求項10から16までのいずれか1項記載の製法。 - 【請求項18】 白金、白金−ロジウム−合金または白
金−イリジウム−合金から成る白金材料を使用する、請
求項10から17までのいずれか1項記載の製法。 - 【請求項19】 1〜25質量%のロジウム含量を有す
る、ロジウム含有白金−卑金属−合金を溶融し、鋳込
む、請求項10から18までのいずれか1項記載の製
法。 - 【請求項20】 10質量%のロジウム含量を有する白
金−ロジウム−合金を使用する、請求項19記載の製
法。 - 【請求項21】 1〜30質量%のイリジウム含量を有
する、イリジウム含有白金−卑金属合金を溶融し、鋳込
む、請求項10から18までのいずれか1項記載の製
法。 - 【請求項22】 10質量%のイリジウム含量を有する
白金−イリジウム−合金を使用する、請求項21記載の
製法。 - 【請求項23】 ガラス工業において使用される器具の
ための、請求項1から9までのいずれか1項記載の分散
固化した白金材料の使用。 - 【請求項24】 実験室で使用される器具のための、請
求項1から9までのいずれか1項記載の分散固化した白
金材料の使用。 - 【請求項25】 被覆形成のための、請求項1から9ま
でのいずれか1項記載の分散固化した白金材料の使用。 - 【請求項26】 卑金属の少なくとも一部が酸化により
請求項1から9までのいずれか1項記載の分散固化した
白金材料に酸化され得る、卑金属含有金不含白金材料の
溶接添加材料としての使用。 - 【請求項27】 卑金属酸化物から成る微細に分布した
微粒子により分散固化した白金材料中のイットリウムの
代替えとしてのスカンジウムの使用。 - 【請求項28】 請求項1から9までのいずれか1項記
載の白金材料中のイットリウムの代替えとしてのスカン
ジウムの使用。 - 【請求項29】 請求項10から22までのいずれか1
項記載の方法で製造される白金材料中のイットリウムの
代替えとしてのスカンジウムの使用。
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