JP2003010659A - 水素透過膜用合金の製造方法 - Google Patents
水素透過膜用合金の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】水素透過膜特性を有する水素透過膜合金を製造
が出来、巣等の欠陥部を持たない健全な合金が得られる
ようにする。 【手段】Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの
少なくとも一種を３〜１５ａｔ％と残部Ｐｄと不純物よ
りなる組成の合金素材、もしくはＡｇ，ＡＵ，Ｃｕの少
なくとも一種を０〜２０％と、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜１５ａｔ
％と、残部Ｐｄと不純物よりなる水素透過膜合金の製造
方法とする。 【効果】巣等の欠陥及び、溶存ガス成分の少ない健全な
インゴットを得るようにすることが出来、製造工程を簡
素化出来、低コスト化が図れ、高能率で水素透過膜の合
金が得ることが出来る。
が出来、巣等の欠陥部を持たない健全な合金が得られる
ようにする。 【手段】Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの
少なくとも一種を３〜１５ａｔ％と残部Ｐｄと不純物よ
りなる組成の合金素材、もしくはＡｇ，ＡＵ，Ｃｕの少
なくとも一種を０〜２０％と、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜１５ａｔ
％と、残部Ｐｄと不純物よりなる水素透過膜合金の製造
方法とする。 【効果】巣等の欠陥及び、溶存ガス成分の少ない健全な
インゴットを得るようにすることが出来、製造工程を簡
素化出来、低コスト化が図れ、高能率で水素透過膜の合
金が得ることが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】開示技術は、水素の精製・分離に
用いる水素透過膜用合金の技術分野に属する。
用いる水素透過膜用合金の技術分野に属する。
【０００２】
【従来技術】周知の如く、市民社会の向上は著しい産業
技術の発達に依存する度合が多く、例えば、空調等の装
置で発生した水素ガスを分離して排出する技術や或いは
半導体シリコン製造等に用いる還元雰囲気用や燃料電池
用等の燃料に用いる水素ガスの精製・分離する技術とし
てはＰｄ（パラジウム）製の透過膜を介して水素を選択
的に透過させるようにする利用技術がある。
技術の発達に依存する度合が多く、例えば、空調等の装
置で発生した水素ガスを分離して排出する技術や或いは
半導体シリコン製造等に用いる還元雰囲気用や燃料電池
用等の燃料に用いる水素ガスの精製・分離する技術とし
てはＰｄ（パラジウム）製の透過膜を介して水素を選択
的に透過させるようにする利用技術がある。
【０００３】而しながら、かかる精製・分離技術に用い
られる水素透過膜用材料としてＰｄ（パラジウム）を用
いる技術があるが、該種Ｐｄ（パラジウム）を単独に使
用した場合は水素雰囲気中で３００℃程度迄加熱した場
合β−Ｐｄ相が生成され、変形、脆化を引き起こす欠点
があることが当業者によく知られている。
られる水素透過膜用材料としてＰｄ（パラジウム）を用
いる技術があるが、該種Ｐｄ（パラジウム）を単独に使
用した場合は水素雰囲気中で３００℃程度迄加熱した場
合β−Ｐｄ相が生成され、変形、脆化を引き起こす欠点
があることが当業者によく知られている。
【０００４】このため、該種β−Ｐｄ相の生成を抑制
し、その変形や脆化を防ぐべく、当該Ｐｄ（パラジウ
ム）に銀，金を添加する合金工法も知られている。
し、その変形や脆化を防ぐべく、当該Ｐｄ（パラジウ
ム）に銀，金を添加する合金工法も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】而しながら、該種従来
技術においては水素透過膜特性が充分ではないという問
題があった。
技術においては水素透過膜特性が充分ではないという問
題があった。
【０００６】そのため、Ｐｄ（パラジウム）或いはＰｄ
（パラジウム）に金，銀，銅を添加した合金に希土類元
素をあるＣｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂを
添加することにより、水素透過膜特性を向上させた水素
透過膜が例えば特願平１１−２２１９８６号，特願平１
１−３１９０６１号，特願２０００−８１２９８号（い
ずれも未公開）が提案されている。
（パラジウム）に金，銀，銅を添加した合金に希土類元
素をあるＣｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂを
添加することにより、水素透過膜特性を向上させた水素
透過膜が例えば特願平１１−２２１９８６号，特願平１
１−３１９０６１号，特願２０００−８１２９８号（い
ずれも未公開）が提案されている。
【０００７】而しながら、該種合金は高周波溶解を行う
と溶解中にるつぼとの反応を生じ、るつぼ成分の汚染が
生じたり、溶存ガス成分や鋳造中の巻き込み等により、
作製されたインゴット中に巣が発生する等製造工程上に
問題があった。
と溶解中にるつぼとの反応を生じ、るつぼ成分の汚染が
生じたり、溶存ガス成分や鋳造中の巻き込み等により、
作製されたインゴット中に巣が発生する等製造工程上に
問題があった。
【０００８】特に該種Ｐｄ，もしくはＰｄ合金を用いた
水素ガスの精製・分離方法においては物理的特性として
水素透過膜の水素透過性に大きく依存性があり、又、水
素・分離の際、加熱して反応を促進させるようにする
が、その加熱温度は５００℃乃至６００℃付近の高温に
達する場合があり、そのため水素透過膜に対しては上記
変形や脆化を引き起こすこともなく、優れた水素透過膜
特性が低温領域から高温領域迄求められている。
水素ガスの精製・分離方法においては物理的特性として
水素透過膜の水素透過性に大きく依存性があり、又、水
素・分離の際、加熱して反応を促進させるようにする
が、その加熱温度は５００℃乃至６００℃付近の高温に
達する場合があり、そのため水素透過膜に対しては上記
変形や脆化を引き起こすこともなく、優れた水素透過膜
特性が低温領域から高温領域迄求められている。
【０００９】しかしながら、該従来技術においてはかか
る要望に応えるに充分な技術が開発されてはいなかっ
た。
る要望に応えるに充分な技術が開発されてはいなかっ
た。
【００１０】
【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく、水素透過膜用合金の水素透過膜特性の問題点を
解決すべき技術的課題とし、高温処理化における変形や
脆化を生じない物理的特性を有するようにして、化学産
業におけるガス透過技術利用分野に益する優れた水素透
過膜用合金の製造方法を提供せんとするものである。
基づく、水素透過膜用合金の水素透過膜特性の問題点を
解決すべき技術的課題とし、高温処理化における変形や
脆化を生じない物理的特性を有するようにして、化学産
業におけるガス透過技術利用分野に益する優れた水素透
過膜用合金の製造方法を提供せんとするものである。
【００１１】
【発明を解決するために手段】上述目的に沿い先述特許
請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述
課題を解決するために、優れた水素透過膜特性を有する
水素透過膜用合金を開発するべく研究を重ねた結果、Ｃ
ｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくも一
種３〜１５％と、残部をＰｄ及び不可避不純物から成る
合金組成、もしくは、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，
Ｅｒ，Ｙｂの少なくも一種３〜１５％とし、Ｉｂ族であ
るＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくも一種を０．１〜２０％を
添加し、残部をＰｄ及び不可避不純物から成る合金組成
とし、該素材を溶解工程を経てインゴット作製工程とそ
の後の圧延工程と焼鈍工程を経るようにする水素透過膜
用合金の製造方法であって、上記溶解工程を水冷銅ハー
スかカルシアるつぼで行うことを一つの基幹とし、而し
て、鋳造工程を熱伝導率の高い金属鋳型の湯口部に熱伝
導率の低い保温材を取付け、溶湯を保温材に接するまで
注ぎ、湯口部が最後に凝固するように凝固スピードを変
化させるようにし、上記インゴットの成形工程を７００
℃以下での鍛造もしくは、切削により成形するようにも
し、上記圧延工程中の焼鈍工程を７００℃以上での非酸
化雰囲気（真空、アルゴンガス雰囲気、窒素雰囲気等）
中で行うようにもした技術的手段を講じたもうのであ
る。
請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述
課題を解決するために、優れた水素透過膜特性を有する
水素透過膜用合金を開発するべく研究を重ねた結果、Ｃ
ｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくも一
種３〜１５％と、残部をＰｄ及び不可避不純物から成る
合金組成、もしくは、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，
Ｅｒ，Ｙｂの少なくも一種３〜１５％とし、Ｉｂ族であ
るＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくも一種を０．１〜２０％を
添加し、残部をＰｄ及び不可避不純物から成る合金組成
とし、該素材を溶解工程を経てインゴット作製工程とそ
の後の圧延工程と焼鈍工程を経るようにする水素透過膜
用合金の製造方法であって、上記溶解工程を水冷銅ハー
スかカルシアるつぼで行うことを一つの基幹とし、而し
て、鋳造工程を熱伝導率の高い金属鋳型の湯口部に熱伝
導率の低い保温材を取付け、溶湯を保温材に接するまで
注ぎ、湯口部が最後に凝固するように凝固スピードを変
化させるようにし、上記インゴットの成形工程を７００
℃以下での鍛造もしくは、切削により成形するようにも
し、上記圧延工程中の焼鈍工程を７００℃以上での非酸
化雰囲気（真空、アルゴンガス雰囲気、窒素雰囲気等）
中で行うようにもした技術的手段を講じたもうのであ
る。
【００１２】
【作用】上述構成においてＣｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜１５％とし、残
部をＰｄ及び不可避不純物とすることは、希土類である
Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂが３ａｔ％
以下だと水素透過性能が低く充分ではなく、１５％以上
では第２相が析出し、水素透過特性を低下させることに
なるからである。又、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，
Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜１５％と、Ｉｂ族で
あるＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を０．１〜２０
％を添加し、残部をＰｄ及び不可避不純物とすることに
ついては上述において希土類であるＣｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，
Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂが３ａｔ％以下だと水素透過性
能が低く充分ではなく、１５％以上では第２相が析出
し、水素透過特性を低下させることになるからである。
又、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を０〜２０％添
加することは、水素による脆化を抑制するためであり、
２０％を超えると、充分な水素透過特性が得られないた
めにである。
ｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜１５％とし、残
部をＰｄ及び不可避不純物とすることは、希土類である
Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂが３ａｔ％
以下だと水素透過性能が低く充分ではなく、１５％以上
では第２相が析出し、水素透過特性を低下させることに
なるからである。又、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，
Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜１５％と、Ｉｂ族で
あるＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を０．１〜２０
％を添加し、残部をＰｄ及び不可避不純物とすることに
ついては上述において希土類であるＣｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，
Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂが３ａｔ％以下だと水素透過性
能が低く充分ではなく、１５％以上では第２相が析出
し、水素透過特性を低下させることになるからである。
又、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を０〜２０％添
加することは、水素による脆化を抑制するためであり、
２０％を超えると、充分な水素透過特性が得られないた
めにである。
【００１３】これらの合金を、水冷銅ハース中やカルシ
アるつぼ中で溶解することにより、インゴット中の不純
物成分を抑制することができるようにし、鋳造に際して
は金属鋳造の湯口部に熱伝導率の低い保温材を取り付
け、溶湯を該保温材に接するまで注ぎ、湯口部が最後に
凝固するように凝固スピードを変化させるようにし、溶
存ガス成分が抜けるか、もしくは湯口部に偏在するよう
にし、凝固した後に保温材を接していた湯口部を切断す
ることにより、巣等の欠陥部及び溶存ガス成分の少ない
健全なインゴットを得るようにし、得られたインゴット
を後の圧延工程が容易に行えるような形状にするために
鍛造もしくは切削により成形するが、この際、鍛造は室
温もしくは７００℃以下で行い、成形したインゴットを
圧延と焼鈍を所定の厚さになるまで反復して行い、所望
する水素透過膜とし、この際の焼鈍条件は７００℃以上
の温度で真空、アルゴンガス雰囲気等の非酸化雰囲気中
で行うようにしたものであり、而して、優れた水素透過
膜特性を有する水素透過膜合金の製造方法を開発すべ
く、次ぎのようにすることにより、良好な結果を得た。
アるつぼ中で溶解することにより、インゴット中の不純
物成分を抑制することができるようにし、鋳造に際して
は金属鋳造の湯口部に熱伝導率の低い保温材を取り付
け、溶湯を該保温材に接するまで注ぎ、湯口部が最後に
凝固するように凝固スピードを変化させるようにし、溶
存ガス成分が抜けるか、もしくは湯口部に偏在するよう
にし、凝固した後に保温材を接していた湯口部を切断す
ることにより、巣等の欠陥部及び溶存ガス成分の少ない
健全なインゴットを得るようにし、得られたインゴット
を後の圧延工程が容易に行えるような形状にするために
鍛造もしくは切削により成形するが、この際、鍛造は室
温もしくは７００℃以下で行い、成形したインゴットを
圧延と焼鈍を所定の厚さになるまで反復して行い、所望
する水素透過膜とし、この際の焼鈍条件は７００℃以上
の温度で真空、アルゴンガス雰囲気等の非酸化雰囲気中
で行うようにしたものであり、而して、優れた水素透過
膜特性を有する水素透過膜合金の製造方法を開発すべ
く、次ぎのようにすることにより、良好な結果を得た。
【００１４】即ち、溶解においては水冷銅ハース中でア
ーク等により溶解するか、或いは高周波溶解等による場
合には、アルミナやジルコニアるつぼを使用せず、カル
シアるつぼを用いることにより、インゴット中の不純物
成分の含有を抑制し、鋳造に際しては熱伝導率の高い金
属鋳造の湯口部に熱伝導率の低い保温材を取り付け、溶
湯を保温材に接するまで注ぎ、湯口部が最後に凝固する
ように凝固スピードを変化させ、溶存ガス成分が抜ける
か、もしくは湯口部に偏在するようにし、その後、保温
材と接していた湯口部を切断することにより、巣等の欠
陥および溶存ガス成分の少ない健全なインゴットを作製
し、また該インゴットは鋳造もしくは切削により、後の
圧延工程が容易に行える形状に成形する。
ーク等により溶解するか、或いは高周波溶解等による場
合には、アルミナやジルコニアるつぼを使用せず、カル
シアるつぼを用いることにより、インゴット中の不純物
成分の含有を抑制し、鋳造に際しては熱伝導率の高い金
属鋳造の湯口部に熱伝導率の低い保温材を取り付け、溶
湯を保温材に接するまで注ぎ、湯口部が最後に凝固する
ように凝固スピードを変化させ、溶存ガス成分が抜ける
か、もしくは湯口部に偏在するようにし、その後、保温
材と接していた湯口部を切断することにより、巣等の欠
陥および溶存ガス成分の少ない健全なインゴットを作製
し、また該インゴットは鋳造もしくは切削により、後の
圧延工程が容易に行える形状に成形する。
【００１５】この際、鍛造は室温もしくは７００℃以下
の室温で行なうようにする。
の室温で行なうようにする。
【００１６】そして、成形したインゴットは圧延と焼鈍
を反復することにより、所定の厚さ迄仕上げて、水素透
過膜として成形する。
を反復することにより、所定の厚さ迄仕上げて、水素透
過膜として成形する。
【００１７】この際の焼鈍条件は７００℃以上での真
空，アルゴンガス雰囲気等の非酸化雰囲気で行なうもの
である。
空，アルゴンガス雰囲気等の非酸化雰囲気で行なうもの
である。
【００１８】この際、焼鈍後に酸洗いを行うものであ
る。
る。
【００１９】
【発明が実施しようとする形態】次にこの出願の発明の
実施しようとする形態を実施例の態様として図面及び表
を参照して説明すれば以下の通りである。
実施しようとする形態を実施例の態様として図面及び表
を参照して説明すれば以下の通りである。
【００２０】水素透過膜合金の素材として表１に示すよ
うな素材を得て、水冷銅ハース中にてアークにより溶
解、もしくはカルシアるつぼ中にて高周波溶解する。
うな素材を得て、水冷銅ハース中にてアークにより溶
解、もしくはカルシアるつぼ中にて高周波溶解する。
【００２１】上述にて溶解した溶湯を、図１に示すが如
く、鋳型２に跨って該鋳型２の内側に保温材３を取り付
け湯口部に設置し、溶湯を流し込みインゴット１が得ら
れる。
く、鋳型２に跨って該鋳型２の内側に保温材３を取り付
け湯口部に設置し、溶湯を流し込みインゴット１が得ら
れる。
【００２２】尚、この際、カルシアるつぼを用いること
で活性金属である希土類元素とるつぼとの反応を抑制す
ることができ、湯口部に保温材３を設けることで湯底と
温度勾配が生じ、下部から凝固させ、ガスの噴出を効果
的に行い、ガス成分の少ない良好なインゴットが得られ
る。
で活性金属である希土類元素とるつぼとの反応を抑制す
ることができ、湯口部に保温材３を設けることで湯底と
温度勾配が生じ、下部から凝固させ、ガスの噴出を効果
的に行い、ガス成分の少ない良好なインゴットが得られ
る。
【００２３】このインゴットを、鍛造もしくは切削によ
り圧延工程が行いやすい形状に成形する。この際、鍛造
を行う場合は、室温もしくは７００℃以下で行うことに
より割れ等を抑えることができる。
り圧延工程が行いやすい形状に成形する。この際、鍛造
を行う場合は、室温もしくは７００℃以下で行うことに
より割れ等を抑えることができる。
【００２４】インゴットを成形した後、冷間圧延工程に
移向し、圧延と焼鈍を反復し所定の厚さの水素透過膜を
得る。焼鈍条件は、７００℃以上で真空、アルゴンガス
雰囲気等の非酸化雰囲気で行う。この際、焼鈍後に酸洗
いを行う。
移向し、圧延と焼鈍を反復し所定の厚さの水素透過膜を
得る。焼鈍条件は、７００℃以上で真空、アルゴンガス
雰囲気等の非酸化雰囲気で行う。この際、焼鈍後に酸洗
いを行う。
【００２５】当該表１は、試作した試料の目標組成とそ
の定性分析結果である。
の定性分析結果である。
【表１】
【００２６】尚、図２は熱処理による硬さ変化を、横軸
に熱処理温度にし、縦軸にマイクロビッカース硬さであ
り、対象とするインゴットはＰｄ−８Ｈｏ（ａｔ％）に
対するものである。
に熱処理温度にし、縦軸にマイクロビッカース硬さであ
り、対象とするインゴットはＰｄ−８Ｈｏ（ａｔ％）に
対するものである。
【００２７】次に上述実施例に則す実験例を示すと次の
通りである。
通りである。
【００２８】
【実験例１】アルミナるつぼとカルシアるつぼで溶解し
た実施例１〜４及び比較例１〜２の定性分析結果は前記
表１に示す通りである。アルミナるつぼで溶解したイン
ゴットの分析結果では、Alの含有が顕著に出ていたが、
カルシアるつぼで溶解したインゴットにはるつぼ成分の
含有が少ないことがわかる。
た実施例１〜４及び比較例１〜２の定性分析結果は前記
表１に示す通りである。アルミナるつぼで溶解したイン
ゴットの分析結果では、Alの含有が顕著に出ていたが、
カルシアるつぼで溶解したインゴットにはるつぼ成分の
含有が少ないことがわかる。
【００２９】
【実験例２】実施例１〜４の組成を、湯口部に保温材を
つけた鋳型とつけていない通常の鋳型で作製し、更に圧
延、焼鈍し表面のふくれを観察した結果は表２に示す通
りである。その結果、保温材をつけていない鋳型で作製
したインゴットにはふくれが多数確認されたのに対し、
つけて作製したインゴットにはふくれは認められなかっ
た。
つけた鋳型とつけていない通常の鋳型で作製し、更に圧
延、焼鈍し表面のふくれを観察した結果は表２に示す通
りである。その結果、保温材をつけていない鋳型で作製
したインゴットにはふくれが多数確認されたのに対し、
つけて作製したインゴットにはふくれは認められなかっ
た。
【表２】
【００３０】
【実験例３】実施例１〜４を室温と８００℃以上で鍛造
した結果は表２に示す通りである。室温での鍛造におい
ては、特にクラック等の発生は認められなかったが、８
００℃以上ではクラックや割れが発生した。
した結果は表２に示す通りである。室温での鍛造におい
ては、特にクラック等の発生は認められなかったが、８
００℃以上ではクラックや割れが発生した。
【００３１】
【実験例４】図２にＰｄ（パラジウム）−８Ｈｏ（ａｔ
％）の焼鈍温度に対する硬さの変化を示す。これによる
と６００℃までは硬さの低下が見られないが、７００℃
以上において軟化していることが確認された。
％）の焼鈍温度に対する硬さの変化を示す。これによる
と６００℃までは硬さの低下が見られないが、７００℃
以上において軟化していることが確認された。
【００３２】
【発明の効果】以上、この出願の発明によれば基本的に
Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくと
も一種を３〜１５ａｔ％と、残部Ｐｄと不純物よりなる
組成の合成素材、もしくはＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくと
も一種を０〜２０％と、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜５％ａｔ％と、
残部Ｐｄの物理的特性が良好になり、不純物元素の含有
が抑制され、ピンホール等の欠陥部が少ない優れた水素
透過膜の合金の製造が出来るという優れた効果が奏され
る。
Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくと
も一種を３〜１５ａｔ％と、残部Ｐｄと不純物よりなる
組成の合成素材、もしくはＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくと
も一種を０〜２０％と、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜５％ａｔ％と、
残部Ｐｄの物理的特性が良好になり、不純物元素の含有
が抑制され、ピンホール等の欠陥部が少ない優れた水素
透過膜の合金の製造が出来るという優れた効果が奏され
る。
【００３３】又、合金素材の溶解工程を水冷銅ハースか
カルシアるつぼで行なうようにすることにより、均一な
組成が得られ、水素透過膜の均質な組成成分を有するも
のが得られ、インゴット中の不純物成分の含有を抑制す
ることが出来るという優れた効果が奏される。
カルシアるつぼで行なうようにすることにより、均一な
組成が得られ、水素透過膜の均質な組成成分を有するも
のが得られ、インゴット中の不純物成分の含有を抑制す
ることが出来るという優れた効果が奏される。
【００３４】又、鋳造工程において金属鋳型の湯口部に
熱伝導率の低い保温材を取り付け溶湯を保温材に接する
まで注ぎ、湯口部が最後に凝固するように凝固スピード
を変化させることにより、溶存ガス成分が抜けるか湯口
部に遍在するようにし、後に当該保温材と接していた湯
口部を切断することにする等欠陥部や溶存ガス成分の少
ない健全なインゴットを作成することが出来るために、
形成される水素透過膜が設計通りの水素透過膜の物理的
特性に優れたものが得られるという信頼性を得られると
いう優れた効果が奏される。
熱伝導率の低い保温材を取り付け溶湯を保温材に接する
まで注ぎ、湯口部が最後に凝固するように凝固スピード
を変化させることにより、溶存ガス成分が抜けるか湯口
部に遍在するようにし、後に当該保温材と接していた湯
口部を切断することにする等欠陥部や溶存ガス成分の少
ない健全なインゴットを作成することが出来るために、
形成される水素透過膜が設計通りの水素透過膜の物理的
特性に優れたものが得られるという信頼性を得られると
いう優れた効果が奏される。
【００３５】インゴットの成形工程を７００℃以下の鍛
造もしくは切削を行いさらに非酸化雰囲気中での焼鈍工
程を行うことではふくれ等が存在しないようになりイン
ゴット中の巣等の内部欠陥が生じない健全なインゴット
が製造出来る様になった。
造もしくは切削を行いさらに非酸化雰囲気中での焼鈍工
程を行うことではふくれ等が存在しないようになりイン
ゴット中の巣等の内部欠陥が生じない健全なインゴット
が製造出来る様になった。
【００３６】
【発明の効果】圧延工程において、焼鈍後洗いを行うこ
とで、表面層の不純物及び酸化膜を除去することで水素
透過性能が低温から優れた性能が得られた。
とで、表面層の不純物及び酸化膜を除去することで水素
透過性能が低温から優れた性能が得られた。
【図１】金属鋳型とインゴットとスリーブ状の保温材と
の取り合い部分断面側面図である。
の取り合い部分断面側面図である。
【図２】熱処理による硬さ変化のマイクロビッカース硬
さに対する熱処理温度の特性グラフ図である。
さに対する熱処理温度の特性グラフ図である。
１ インゴット
２ 鋳型
３ 保温材
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２２Ｆ 1/14 Ｃ２２Ｆ 1/14
Ｆ２７Ｂ 14/10 Ｆ２７Ｂ 14/10
// Ｃ２２Ｆ 1/00 ６４１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６４１
６８３ ６８３
６９１ ６９１Ｂ
６９４ ６９４Ｂ
(72)発明者 藤本 潤
埼玉県草加市稲荷５丁目20番１号 石福金
属興業株式会社草加第二工場内
(72)発明者 長谷川 浩一
埼玉県草加市青柳２丁目12番30号 石福金
属興業株式会社草加第一工場内
(72)発明者 関 務
東京都港区海岸１丁目５番20号 東京瓦斯
株式会社内
Ｆターム(参考） 4D006 GA41 MB06 MC02X PA01
PB66
4K001 AA41 FA10 FA14 GA16 GA17
GB12
4K046 AA03 BA02 CB05 CD04 CD12
Claims (5)
- 【請求項１】Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙ
ｂの少なくとも一種を３〜１５ａｔ％と、残部Ｐｄと不
純物よりなる組成の合金素材、もしくはＡｇ，Ａｕ，Ｃ
ｕの少なくとも一種を０．１〜２０％と、Ｃｅ，Ｓｍ，
Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を３〜
１５ａｔ％と、残部Ｐｂと不純物よりなる組成の合金素
材とし、該素材を溶解工程を経てインゴット作製工程と
その後の圧延工程と焼鈍工程を経るようにする水素透過
膜合金の製造方法において、上記溶解工程を水冷銅ハー
スかカルシアるつぼで行うようにすることを特徴とする
製造方法。 - 【請求項２】上記溶解工程の鋳造工程で熱伝導率の高い
金属鋳型の湯口部に熱伝導率の低い保温材を巻き付け、
溶湯を保温材に接するまで注ぎ、湯口部が最後に凝固す
るように凝固スピードを変化させることを特徴とする請
求項１記載の水素透過膜用合金の製造方法。 - 【請求項３】上記インゴットの成形工程を７００℃以下
での鍛造もしくは切削により成形することを特徴する請
求項１，２いずれか記載の水素透過膜用合金の製造方
法。 - 【請求項４】上記圧延工程中の焼鈍を７００℃以上の非
酸化雰囲気（真空，アルゴンガス雰囲気等）中で行なう
ことを特徴とする請求項１，２いずれか記載の水素透過
膜用合金の製造方法。 - 【請求項５】上記圧延工程中の焼鈍後、酸洗いを行うこ
とを特徴とする請求項１，２いずれか記載の水素透過膜
用合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201622A JP2003010659A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 水素透過膜用合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201622A JP2003010659A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 水素透過膜用合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003010659A true JP2003010659A (ja) | 2003-01-14 |
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ID=19038545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001201622A Pending JP2003010659A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 水素透過膜用合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003010659A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104046935A (zh) * | 2014-06-28 | 2014-09-17 | 西安瑞鑫科金属材料有限责任公司 | 一种钯铜合金箔材的制备方法 |
| KR101493473B1 (ko) | 2012-11-19 | 2015-02-17 | 한국과학기술연구원 | 분리막용 바나듐계 수소투과합금, 그 제조 방법 및 이를 이용한 분리막의 사용 방법 |
| JP2016059902A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 東京瓦斯株式会社 | 水素分離装置および水素分離方法 |
-
2001
- 2001-07-03 JP JP2001201622A patent/JP2003010659A/ja active Pending
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| CN104046935B (zh) * | 2014-06-28 | 2015-11-04 | 西安瑞鑫科金属材料有限责任公司 | 一种钯铜合金箔材的制备方法 |
| JP2016059902A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 東京瓦斯株式会社 | 水素分離装置および水素分離方法 |
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