JP2003048741A - 耐熱性合金を用いたガラス繊維紡糸用ブッシング - Google Patents
耐熱性合金を用いたガラス繊維紡糸用ブッシングInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クリープ強度が高く、耐久性に優れ、しかも
成形のしやすい硬度を有し、１０００℃以上という高温
で長期にわたって使用できる耐熱性合金を用いたガラス
繊維紡糸用ブッシングを提供する。 【解決手段】 耐熱性合金は、白金（Ｐｔ）及びロジウ
ム（Ｒｈ）に、さらにルテニウム（Ｒｕ）を含有するも
のである。これに、さらにイリジウム（Ｉｒ）を含有す
ることができる。また、ルテニウムに代えてイリジウム
を用いることができる。耐熱性合金の組成は、白金の含
有量が７５〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０
重量％及びルテニウムの含有量が３〜５重量％である。
耐熱性合金の表面硬度は、ビッカース硬さで１８０Ｈｖ
以下である。この耐熱性合金は、加熱溶融したガラスを
収容し、吐出用のノズル１３を備えたガラス繊維紡糸用
ブッシング１５として好適に使用される。
成形のしやすい硬度を有し、１０００℃以上という高温
で長期にわたって使用できる耐熱性合金を用いたガラス
繊維紡糸用ブッシングを提供する。 【解決手段】 耐熱性合金は、白金（Ｐｔ）及びロジウ
ム（Ｒｈ）に、さらにルテニウム（Ｒｕ）を含有するも
のである。これに、さらにイリジウム（Ｉｒ）を含有す
ることができる。また、ルテニウムに代えてイリジウム
を用いることができる。耐熱性合金の組成は、白金の含
有量が７５〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０
重量％及びルテニウムの含有量が３〜５重量％である。
耐熱性合金の表面硬度は、ビッカース硬さで１８０Ｈｖ
以下である。この耐熱性合金は、加熱溶融したガラスを
収容し、吐出用のノズル１３を備えたガラス繊維紡糸用
ブッシング１５として好適に使用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス繊維を製
造するための耐熱性合金を用いたガラス繊維紡糸用ブッ
シングに関するものである。
造するための耐熱性合金を用いたガラス繊維紡糸用ブッ
シングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ガラス繊維は次のようにして製
造される。すなわち、所定の組成を有するガラス原料が
加熱により溶融され、溶融されたガラスはガラス繊維紡
糸用のブッシングに導かれる。そして、溶融ガラスはブ
ッシングに設けられたノズルから吐出されて紡糸され
る。さらに、紡糸されたガラス繊維は集束剤を用いて集
束機で束ねられ、巻き取られる。
造される。すなわち、所定の組成を有するガラス原料が
加熱により溶融され、溶融されたガラスはガラス繊維紡
糸用のブッシングに導かれる。そして、溶融ガラスはブ
ッシングに設けられたノズルから吐出されて紡糸され
る。さらに、紡糸されたガラス繊維は集束剤を用いて集
束機で束ねられ、巻き取られる。
【０００３】この種のブッシングは、１０００℃以上と
いう高温において変形がなく、寸法精度が良いことが要
求されることから、白金−ロジウム合金、強化白金等に
より形成されている。白金−ロジウム合金としては、白
金にロジウムが１〜３０重量％含有されたものが使用さ
れている（例えば、特開平５−２７９０７２号公報）。
また、強化白金としては、白金にロジウムが１〜３０重
量％、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）又は酸化イットリ
ウム（Ｙ2 Ｏ3 ）が５００〜５０００ｐｐｍ含有された
ものが使用されている。
いう高温において変形がなく、寸法精度が良いことが要
求されることから、白金−ロジウム合金、強化白金等に
より形成されている。白金−ロジウム合金としては、白
金にロジウムが１〜３０重量％含有されたものが使用さ
れている（例えば、特開平５−２７９０７２号公報）。
また、強化白金としては、白金にロジウムが１〜３０重
量％、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）又は酸化イットリ
ウム（Ｙ2 Ｏ3 ）が５００〜５０００ｐｐｍ含有された
ものが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のブッ
シングの材質である白金−ロジウム合金は、１０００℃
以上という高温で使用できるものの、クリープ強度が低
く、耐久性が悪いことから、長期間の使用に耐えること
ができないという問題があった。一方、強化白金は、ク
リープ強度が高く、耐久性が良いが、ビッカース硬さが
１８０Ｈｖと高過ぎるため、強化白金を用いてブッシン
グを成形するのが非常に困難であるという問題があっ
た。
シングの材質である白金−ロジウム合金は、１０００℃
以上という高温で使用できるものの、クリープ強度が低
く、耐久性が悪いことから、長期間の使用に耐えること
ができないという問題があった。一方、強化白金は、ク
リープ強度が高く、耐久性が良いが、ビッカース硬さが
１８０Ｈｖと高過ぎるため、強化白金を用いてブッシン
グを成形するのが非常に困難であるという問題があっ
た。
【０００５】この発明は、以上のような従来技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、クリープ強度が高く、耐久性に優れ、し
かも成形のしやすい硬度を有し、１０００℃以上という
高温で長期にわたって使用できる耐熱性合金を用いたガ
ラス繊維紡糸用ブッシングを提供することにある。
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、クリープ強度が高く、耐久性に優れ、し
かも成形のしやすい硬度を有し、１０００℃以上という
高温で長期にわたって使用できる耐熱性合金を用いたガ
ラス繊維紡糸用ブッシングを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明のガラス繊維紡糸用ブッシングは、加
熱溶融したガラスを収容し、吐出用のノズルを備えたガ
ラス繊維紡糸用ブッシングであって、白金（Ｐｔ）、ロ
ジウム（Ｒｈ）並びにルテニウム（Ｒｕ）及び／又はイ
リジウム（Ｉｒ）よりなる耐熱性合金より形成したもの
である。
めに、第１の発明のガラス繊維紡糸用ブッシングは、加
熱溶融したガラスを収容し、吐出用のノズルを備えたガ
ラス繊維紡糸用ブッシングであって、白金（Ｐｔ）、ロ
ジウム（Ｒｈ）並びにルテニウム（Ｒｕ）及び／又はイ
リジウム（Ｉｒ）よりなる耐熱性合金より形成したもの
である。
【０００７】第２の発明のガラス繊維紡糸用ブッシング
は、第１の発明において、前記耐熱性合金は、白金の含
有量が７５〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０
重量％並びにルテニウム及び／又はイリジウムの含有量
が３〜５重量％であるものである。
は、第１の発明において、前記耐熱性合金は、白金の含
有量が７５〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０
重量％並びにルテニウム及び／又はイリジウムの含有量
が３〜５重量％であるものである。
【０００８】第３の発明のガラス繊維紡糸用ブッシング
は、第１の発明において、前記耐熱性合金は、白金の含
有量が７５〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０
重量％及びイリジウムの含有量が３〜５重量％である。
は、第１の発明において、前記耐熱性合金は、白金の含
有量が７５〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０
重量％及びイリジウムの含有量が３〜５重量％である。
【０００９】第４の発明のガラス繊維紡糸用ブッシング
は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記耐熱性
合金の表面硬度が、ビッカース硬さで１８０Ｈｖ以下で
あるものである。
は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記耐熱性
合金の表面硬度が、ビッカース硬さで１８０Ｈｖ以下で
あるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。耐熱性合金は、白金（Ｐｔ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）及びルテニウム（Ｒｕ）よりなる。白金及
びロジウムに、さらにルテニウムを配合することによ
り、クリープ強度が高く、耐久性に優れ、しかも成形の
しやすい硬度を得ることができる。さらに、ルテニウム
を配合した耐熱性合金は、白金−ロジウム合金に比べ、
溶融したガラスの濡れ性が低い。このことは、その耐熱
性合金をガラス繊維製造用のブッシングに形成した場
合、フラッディングが起こりにくいということを示して
いる。
て詳細に説明する。耐熱性合金は、白金（Ｐｔ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）及びルテニウム（Ｒｕ）よりなる。白金及
びロジウムに、さらにルテニウムを配合することによ
り、クリープ強度が高く、耐久性に優れ、しかも成形の
しやすい硬度を得ることができる。さらに、ルテニウム
を配合した耐熱性合金は、白金−ロジウム合金に比べ、
溶融したガラスの濡れ性が低い。このことは、その耐熱
性合金をガラス繊維製造用のブッシングに形成した場
合、フラッディングが起こりにくいということを示して
いる。
【００１１】ここで、フラッディングとは、ガラスの溶
融釜の底面に設けられたブッシングのノズルの周囲に溶
融したガラスが回り込んで付着することをいう。このフ
ラッディングが起こると、ガラス繊維の紡糸の際に糸切
れが起こりやすくなって好ましくない。
融釜の底面に設けられたブッシングのノズルの周囲に溶
融したガラスが回り込んで付着することをいう。このフ
ラッディングが起こると、ガラス繊維の紡糸の際に糸切
れが起こりやすくなって好ましくない。
【００１２】耐熱性合金の組成は、白金７５〜９６重量
％、ロジウム１〜２０重量％及びルテニウム３〜５重量
％の範囲であることが、各元素の機能をバランス良く発
揮させるために望ましい。
％、ロジウム１〜２０重量％及びルテニウム３〜５重量
％の範囲であることが、各元素の機能をバランス良く発
揮させるために望ましい。
【００１３】さらに、耐熱性合金は、白金、ロジウム、
ルテニウムの他に、イリジウム（Ｉｒ）を含有し、白金
−ロジウム−ルテニウム−イリジウムの四元合金とする
のが好ましい。このイリジウムはルテニウムと同様に、
クリープ強度を高め、耐久性を向上させることができる
とともに、成形のしやすい硬度を発現でき、かつガラス
の濡れ性を低くできる。イリジウムの含有量は、ルテニ
ウムとの合計で３〜５重量％の範囲が好ましい。この場
合、イリジウムとルテニウムの比率は特に制限されず、
いずれの比率も採用される。
ルテニウムの他に、イリジウム（Ｉｒ）を含有し、白金
−ロジウム−ルテニウム−イリジウムの四元合金とする
のが好ましい。このイリジウムはルテニウムと同様に、
クリープ強度を高め、耐久性を向上させることができる
とともに、成形のしやすい硬度を発現でき、かつガラス
の濡れ性を低くできる。イリジウムの含有量は、ルテニ
ウムとの合計で３〜５重量％の範囲が好ましい。この場
合、イリジウムとルテニウムの比率は特に制限されず、
いずれの比率も採用される。
【００１４】なお、イリジウムはルテニウムと併用する
ことなく、白金−ロジウム−イリジウムの三元合金とし
て使用することができる。その場合、イリジウムの含有
量は、ルテニウムの場合と同様に３〜５重量％の範囲が
好ましい。
ことなく、白金−ロジウム−イリジウムの三元合金とし
て使用することができる。その場合、イリジウムの含有
量は、ルテニウムの場合と同様に３〜５重量％の範囲が
好ましい。
【００１５】このように、イリジウムはルテニウムと同
様の機能を発揮することから、ルテニウムに代えてイリ
ジウムを用いて耐熱性合金とすることもできる。すなわ
ち、白金−ロジウム−イリジウムの三元合金とすること
もできる。ちなみに、白金、ロジウム、ルテニウム及び
イリジウムはいずれも白金族の元素であり、融点が高
く、比重が大きく、腐食しにくい貴金属である。
様の機能を発揮することから、ルテニウムに代えてイリ
ジウムを用いて耐熱性合金とすることもできる。すなわ
ち、白金−ロジウム−イリジウムの三元合金とすること
もできる。ちなみに、白金、ロジウム、ルテニウム及び
イリジウムはいずれも白金族の元素であり、融点が高
く、比重が大きく、腐食しにくい貴金属である。
【００１６】次に、この耐熱性合金の性質について、具
体的に説明する。 (1) 硬さについて 白金、ロジウム及びルテニウムの所定組成物をアーク溶
解することにより、所定の各合金のインゴットを得た。
それらインゴットについて、ビッカース硬さ（Ｈｖ）を
測定した。その結果を表１に示した。また、熱処理を施
した合金の室温時における表面硬度（ビッカース硬さ、
Ｈｖ）とその熱処理温度（℃）との関係を測定し、図４
に示した。なお、図４において、△はロジウム２０重量
％及びルテニウム５重量％を含有する白金−ロジウム−
ルテニウム合金、□はロジウム２０重量％及びルテニウ
ム３重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合
金、◇はロジウム２０重量％を含有する白金−ロジウム
合金を表わす。
体的に説明する。 (1) 硬さについて 白金、ロジウム及びルテニウムの所定組成物をアーク溶
解することにより、所定の各合金のインゴットを得た。
それらインゴットについて、ビッカース硬さ（Ｈｖ）を
測定した。その結果を表１に示した。また、熱処理を施
した合金の室温時における表面硬度（ビッカース硬さ、
Ｈｖ）とその熱処理温度（℃）との関係を測定し、図４
に示した。なお、図４において、△はロジウム２０重量
％及びルテニウム５重量％を含有する白金−ロジウム−
ルテニウム合金、□はロジウム２０重量％及びルテニウ
ム３重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合
金、◇はロジウム２０重量％を含有する白金−ロジウム
合金を表わす。
【００１７】
【表１】
表１に示したように、ビッカース硬さはルテニウムの含
有量が増加するにつれて大きくなり、ルテニウムの含有
量が７重量％でビッカース硬さが１５５Ｈｖ以上となっ
た。
有量が増加するにつれて大きくなり、ルテニウムの含有
量が７重量％でビッカース硬さが１５５Ｈｖ以上となっ
た。
【００１８】図４に示したように、ロジウム２０重量％
及びルテニウム５重量％を含有する白金−ロジウム−ル
テニウム合金は、約１１２０℃で熱処理された場合、そ
のビッカース硬さは約１４０Ｈｖであった。ロジウム２
０重量％及びルテニウム３重量％を含有する白金−ロジ
ウム−ルテニウム合金は、約１０２０℃で熱処理された
場合、そのビッカース硬さは約１２０Ｈｖであった。ロ
ジウム２０重量％を含有する白金−ロジウム合金は、約
８５０℃で熱処理された場合、そのビッカース硬さは約
１００Ｈｖであった。
及びルテニウム５重量％を含有する白金−ロジウム−ル
テニウム合金は、約１１２０℃で熱処理された場合、そ
のビッカース硬さは約１４０Ｈｖであった。ロジウム２
０重量％及びルテニウム３重量％を含有する白金−ロジ
ウム−ルテニウム合金は、約１０２０℃で熱処理された
場合、そのビッカース硬さは約１２０Ｈｖであった。ロ
ジウム２０重量％を含有する白金−ロジウム合金は、約
８５０℃で熱処理された場合、そのビッカース硬さは約
１００Ｈｖであった。
【００１９】また、熱処理における再結晶温度について
は、ロジウム２０重量％及びルテニウム５重量％を含有
する白金−ロジウム−ルテニウム合金で約１０４０℃、
ロジウム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有する
白金−ロジウム−ルテニウム合金で約９５０℃及びロジ
ウム２０重量％を含有する白金−ロジウム合金で約７２
０℃であった。
は、ロジウム２０重量％及びルテニウム５重量％を含有
する白金−ロジウム−ルテニウム合金で約１０４０℃、
ロジウム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有する
白金−ロジウム−ルテニウム合金で約９５０℃及びロジ
ウム２０重量％を含有する白金−ロジウム合金で約７２
０℃であった。
【００２０】(2) クリープ強度について
前記インゴットより直径１０mmの丸棒を製作した後、切
削加工によってクリープ試験片を製作した。クリープ試
験は、クリープ試験機を用いて、９５０℃の温度で大気
中にて行った。このクリープ試験において、応力（荷
重）をそれぞれ３段階に分けて試験片が破断するまで行
った。そして、応力（kg／mm2 ）とクリープ破断時間
（hr）との関係を求め、その結果を図５に示した。
削加工によってクリープ試験片を製作した。クリープ試
験は、クリープ試験機を用いて、９５０℃の温度で大気
中にて行った。このクリープ試験において、応力（荷
重）をそれぞれ３段階に分けて試験片が破断するまで行
った。そして、応力（kg／mm2 ）とクリープ破断時間
（hr）との関係を求め、その結果を図５に示した。
【００２１】なお、図５において、Ａはロジウム２０重
量％を含有する白金−ロジウム合金、Ｂはロジウム２０
重量％及びルテニウム３重量％を含有する白金−ロジウ
ム−ルテニウム合金、Ｃはロジウム２０重量％及びルテ
ニウム５重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム
合金を表わす。
量％を含有する白金−ロジウム合金、Ｂはロジウム２０
重量％及びルテニウム３重量％を含有する白金−ロジウ
ム−ルテニウム合金、Ｃはロジウム２０重量％及びルテ
ニウム５重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム
合金を表わす。
【００２２】図５に示したように、クリープ破断強さ
は、ロジウム２０重量％及びルテニウム５重量％を含有
する白金−ロジウム−ルテニウム合金が最も大きく、次
いでロジウム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有
する白金−ロジウム−ルテニウム合金、ロジウム２０重
量％を含有する白金−ロジウム合金が最も小さかった。
その強度比は、１．５：１．２５：１であった。
は、ロジウム２０重量％及びルテニウム５重量％を含有
する白金−ロジウム−ルテニウム合金が最も大きく、次
いでロジウム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有
する白金−ロジウム−ルテニウム合金、ロジウム２０重
量％を含有する白金−ロジウム合金が最も小さかった。
その強度比は、１．５：１．２５：１であった。
【００２３】さらに、１１００℃の温度において、各試
験片への応力が３．５kg／mm2 という同じ状態でのクリ
ープ試験を行い、ひずみと時間との関係を高温クリープ
曲線として図６に示した。なお、図６中の記号は、図４
中の記号と同じ意味を表わす。
験片への応力が３．５kg／mm2 という同じ状態でのクリ
ープ試験を行い、ひずみと時間との関係を高温クリープ
曲線として図６に示した。なお、図６中の記号は、図４
中の記号と同じ意味を表わす。
【００２４】図６に示したように、ロジウム２０重量％
を含有する白金−ロジウム合金は、２３．４７Ｈｒで破
断、ロジウム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有
する白金−ロジウム−ルテニウム合金は６０．３２Ｈｒ
で破断、ロジウム２０重量％及びルテニウム５重量％を
含有する白金−ロジウム−ルテニウム合金は１０４．２
５Ｈｒで破断した。破断時におけるひずみ量は、ロジウ
ム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有する白金−
ロジウム−ルテニウム合金が最も大きく、次いでロジウ
ム２０重量％及びルテニウム５重量％を含有する白金−
ロジウム−ルテニウム合金、ロジウム２０重量％を含有
する白金−ロジウム合金が最も小さかった。
を含有する白金−ロジウム合金は、２３．４７Ｈｒで破
断、ロジウム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有
する白金−ロジウム−ルテニウム合金は６０．３２Ｈｒ
で破断、ロジウム２０重量％及びルテニウム５重量％を
含有する白金−ロジウム−ルテニウム合金は１０４．２
５Ｈｒで破断した。破断時におけるひずみ量は、ロジウ
ム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有する白金−
ロジウム−ルテニウム合金が最も大きく、次いでロジウ
ム２０重量％及びルテニウム５重量％を含有する白金−
ロジウム−ルテニウム合金、ロジウム２０重量％を含有
する白金−ロジウム合金が最も小さかった。
【００２５】(3) 曲げ加工性について
試験片の形状を、長さ５０mm、幅３mm、厚さ０．７mmと
し、曲げ試験用の治具を用い、試験片が破断するまで、
曲げ角度１８０度の繰り返し曲げ加工を行った。試験片
は、熱処理したものと、熱処理しないもの（加工度５０
％）とに分けた。また、熱処理温度は、それぞれ再結晶
終了温度とした（白金に２０重量％のロジウムを含有す
る場合９５０℃、白金に２０重量％のロジウムと３重量
％のルテニウムを含有する場合１０５０℃、白金に２０
重量％のロジウムと５重量％のルテニウムを含有する場
合１０５０℃）。なお、測定回数については、１８０度
曲げのスタート地点に戻った時点で１回とした。
し、曲げ試験用の治具を用い、試験片が破断するまで、
曲げ角度１８０度の繰り返し曲げ加工を行った。試験片
は、熱処理したものと、熱処理しないもの（加工度５０
％）とに分けた。また、熱処理温度は、それぞれ再結晶
終了温度とした（白金に２０重量％のロジウムを含有す
る場合９５０℃、白金に２０重量％のロジウムと３重量
％のルテニウムを含有する場合１０５０℃、白金に２０
重量％のロジウムと５重量％のルテニウムを含有する場
合１０５０℃）。なお、測定回数については、１８０度
曲げのスタート地点に戻った時点で１回とした。
【００２６】その結果を、表２に示した。なお、表２の
Ａ、Ｂ及びＣは、図５のＡ、Ｂ及びＣと同じ意味を表わ
す。
Ａ、Ｂ及びＣは、図５のＡ、Ｂ及びＣと同じ意味を表わ
す。
【００２７】
【表２】
表２に示したように、曲げ加工性は、ロジウム２０重量
％を含有する白金−ロジウム合金が最も良く、次にロジ
ウム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有する白金
−ロジウム−ルテニウム合金、ロジウム２０重量％及び
ルテニウム５重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニ
ウム合金が最も悪かった。
％を含有する白金−ロジウム合金が最も良く、次にロジ
ウム２０重量％及びルテニウム３重量％を含有する白金
−ロジウム−ルテニウム合金、ロジウム２０重量％及び
ルテニウム５重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニ
ウム合金が最も悪かった。
【００２８】また、溶接材の曲げ試験も行った。すなわ
ち、試験片の形状を、長さ１３mm、幅３８mm、厚さ１mm
の板状とし、幅の部分で接合してＬ字型とした。溶接
は、大気中でのＴＩＧ溶接（溶かし込み）と、アルゴン
（Ａｒ）雰囲気中でのＴＩＧ溶接を行った。曲げ試験
は、溶接材専用の曲げ試験治具を用い、試験片が破断す
るまで、曲げ角度９０度の繰り返し曲げ加工を行った。
なお、測定回数については、９０度曲げのスタート地点
に戻った時点で１回とした。
ち、試験片の形状を、長さ１３mm、幅３８mm、厚さ１mm
の板状とし、幅の部分で接合してＬ字型とした。溶接
は、大気中でのＴＩＧ溶接（溶かし込み）と、アルゴン
（Ａｒ）雰囲気中でのＴＩＧ溶接を行った。曲げ試験
は、溶接材専用の曲げ試験治具を用い、試験片が破断す
るまで、曲げ角度９０度の繰り返し曲げ加工を行った。
なお、測定回数については、９０度曲げのスタート地点
に戻った時点で１回とした。
【００２９】その結果を、表３に示した。なお、表３の
Ａ、Ｂ及びＣは、図５のＡ、Ｂ及びＣと同じ意味を表わ
す。
Ａ、Ｂ及びＣは、図５のＡ、Ｂ及びＣと同じ意味を表わ
す。
【００３０】
【表３】
表３に示したように、溶接材の曲げ加工性は、表２の曲
げ加工性と傾向は同じであった。また、曲げ加工性は、
大気中でもアルゴン雰囲気中でもほとんど変わらなかっ
た。さらに、ルテニウムを添加した場合、酸素の影響は
非常に小さかった。
げ加工性と傾向は同じであった。また、曲げ加工性は、
大気中でもアルゴン雰囲気中でもほとんど変わらなかっ
た。さらに、ルテニウムを添加した場合、酸素の影響は
非常に小さかった。
【００３１】(4) 濡れ性について
試験片の形状を、長さ５０mm、幅５０mm、厚さ１mmの板
状とし、その上に長さ５mm、幅５mm、厚さ５mmのガラス
を置き、電気炉内にセットした。このとき、各試験片が
水平になっているかどうかを確認した。測定温度は、１
０００〜１３００℃の５０℃毎とし、それぞれ１分間保
持した後、試験片を写真撮影した。その写真より、各試
験片と溶融ガラスの濡れ角を分度器を用いて測定し、温
度と濡れ角との関係を求めた。なお、濡れ試験終了後、
フッ酸によりガラスを除去して、各試験片の表面状態を
確認したところ、試験片とガラスが反応している形跡は
なかった。
状とし、その上に長さ５mm、幅５mm、厚さ５mmのガラス
を置き、電気炉内にセットした。このとき、各試験片が
水平になっているかどうかを確認した。測定温度は、１
０００〜１３００℃の５０℃毎とし、それぞれ１分間保
持した後、試験片を写真撮影した。その写真より、各試
験片と溶融ガラスの濡れ角を分度器を用いて測定し、温
度と濡れ角との関係を求めた。なお、濡れ試験終了後、
フッ酸によりガラスを除去して、各試験片の表面状態を
確認したところ、試験片とガラスが反応している形跡は
なかった。
【００３２】その結果を、図７に示した。なお、図７中
の記号は、図４中の記号と同じ意味を表わす。図７に示
したように、濡れ難さはロジウム２０重量％及びルテニ
ウム５重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合
金が最も良く、次いでロジウム２０重量％及びルテニウ
ム３重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合
金、ロジウム２０重量％を含有する白金−ロジウム合金
が最も悪かった。また、１２００℃以上になると、濡れ
角はほぼ一定となり、ロジウム２０重量％及びルテニウ
ム５重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合金
で約１３５°、ロジウム２０重量％及びルテニウム３重
量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合金で約１
４０°、ロジウム２０重量％を含有する白金−ロジウム
合金で約１５０°であった。
の記号は、図４中の記号と同じ意味を表わす。図７に示
したように、濡れ難さはロジウム２０重量％及びルテニ
ウム５重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合
金が最も良く、次いでロジウム２０重量％及びルテニウ
ム３重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合
金、ロジウム２０重量％を含有する白金−ロジウム合金
が最も悪かった。また、１２００℃以上になると、濡れ
角はほぼ一定となり、ロジウム２０重量％及びルテニウ
ム５重量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合金
で約１３５°、ロジウム２０重量％及びルテニウム３重
量％を含有する白金−ロジウム−ルテニウム合金で約１
４０°、ロジウム２０重量％を含有する白金−ロジウム
合金で約１５０°であった。
【００３３】以上の耐熱性合金の性質に関する結果か
ら、白金−ロジウム−ルテニウムの三元合金におけるル
テニウムの含有量は、３〜５重量％の範囲が適切である
ことがわかった。但し、硬さ、クリープ特性及び濡れ性
の観点からは、ルテニウムの含有量は、５重量％が好ま
しい。また、曲げ加工性等の観点からは、ルテニウムの
含有量は、３重量％が好ましい。
ら、白金−ロジウム−ルテニウムの三元合金におけるル
テニウムの含有量は、３〜５重量％の範囲が適切である
ことがわかった。但し、硬さ、クリープ特性及び濡れ性
の観点からは、ルテニウムの含有量は、５重量％が好ま
しい。また、曲げ加工性等の観点からは、ルテニウムの
含有量は、３重量％が好ましい。
【００３４】前記耐熱性合金は、上記のような性質に加
え、電気抵抗、揮発損失量等の性質についても良好な性
能を示す。耐熱性合金は以上のような性質を備えている
ことから、ガラス繊維製造用のブッシングとして好適に
使用することができる。
え、電気抵抗、揮発損失量等の性質についても良好な性
能を示す。耐熱性合金は以上のような性質を備えている
ことから、ガラス繊維製造用のブッシングとして好適に
使用することができる。
【００３５】そこで、このガラス繊維製造用のブッシン
グについて説明する。図１及び図２に示すように、ブッ
シング用ベースプレート１１は、前述した耐熱性合金に
より上方が開口された四角箱状に形成され、溶融したガ
ラスが収容されるようになっている。ベースプレート１
１の底板１２は、一定厚さの平板状に形成されている。
この底板１２は、その周縁部が９０度上方へ折曲げられ
た折曲げ部１２ａとなり、その折曲げ部１２ａの上縁に
四角筒体１１ａの下縁が溶接接合されている。そして、
四角箱状のベースプレート１１が、溶融したガラスの重
量を支えることができるようになっている。底板１２を
含むベースプレート１１を形成する耐熱性合金の表面硬
度は、ビッカース硬さで１８０Ｈｖ以下であることが望
ましい。表面硬度が１８０Ｈｖを越えると、上記折曲げ
部１２ａを形成するような成形加工が困難となるからで
ある。
グについて説明する。図１及び図２に示すように、ブッ
シング用ベースプレート１１は、前述した耐熱性合金に
より上方が開口された四角箱状に形成され、溶融したガ
ラスが収容されるようになっている。ベースプレート１
１の底板１２は、一定厚さの平板状に形成されている。
この底板１２は、その周縁部が９０度上方へ折曲げられ
た折曲げ部１２ａとなり、その折曲げ部１２ａの上縁に
四角筒体１１ａの下縁が溶接接合されている。そして、
四角箱状のベースプレート１１が、溶融したガラスの重
量を支えることができるようになっている。底板１２を
含むベースプレート１１を形成する耐熱性合金の表面硬
度は、ビッカース硬さで１８０Ｈｖ以下であることが望
ましい。表面硬度が１８０Ｈｖを越えると、上記折曲げ
部１２ａを形成するような成形加工が困難となるからで
ある。
【００３６】溶融したガラスを吐出するためのノズル１
３は円筒状に形成され、底板１２の嵌合孔１４に嵌合さ
れた状態で、底板１２に溶接接合されている。図３に示
すように、ノズル１３は、平面千鳥状をなすように２列
に配列されている。このノズル１３は、生産性を高める
ために、短い間隔をおいて多数配列されている。円筒状
のノズル１３は、所定の外径、内径及び長さを有するよ
うに押出成形又は旋盤穴開け加工されている。
３は円筒状に形成され、底板１２の嵌合孔１４に嵌合さ
れた状態で、底板１２に溶接接合されている。図３に示
すように、ノズル１３は、平面千鳥状をなすように２列
に配列されている。このノズル１３は、生産性を高める
ために、短い間隔をおいて多数配列されている。円筒状
のノズル１３は、所定の外径、内径及び長さを有するよ
うに押出成形又は旋盤穴開け加工されている。
【００３７】このノズル１３を形成する耐熱性合金は底
板１２と同じものであることが好ましく、その表面硬度
は、ビッカース硬さで１８０Ｈｖ以下であることが望ま
しく、１５０〜１６０Ｈｖであることがさらに望まし
い。この表面硬度がビッカース硬さで１８０Ｈｖを超え
ると、硬くなり過ぎてブッシングの成形が非常に困難に
なる。なお、ビッカース硬さは、試験荷重（kgf ）を正
四角錘ダイヤモンド圧子によるくぼみの表面積（mm2 ）
で除した値で定義される材料の硬さである。
板１２と同じものであることが好ましく、その表面硬度
は、ビッカース硬さで１８０Ｈｖ以下であることが望ま
しく、１５０〜１６０Ｈｖであることがさらに望まし
い。この表面硬度がビッカース硬さで１８０Ｈｖを超え
ると、硬くなり過ぎてブッシングの成形が非常に困難に
なる。なお、ビッカース硬さは、試験荷重（kgf ）を正
四角錘ダイヤモンド圧子によるくぼみの表面積（mm2 ）
で除した値で定義される材料の硬さである。
【００３８】さらに、ベースプレート１１に図示しない
フランジや電極端子を接合するとともに、底板１２の下
面にセラミック焼結体を装着し、その下方に冷却管を配
置することにより、ガラス繊維紡糸用のブッシング１５
が得られる。
フランジや電極端子を接合するとともに、底板１２の下
面にセラミック焼結体を装着し、その下方に冷却管を配
置することにより、ガラス繊維紡糸用のブッシング１５
が得られる。
【００３９】そして、溶融したガラスがベースプレート
１１の底板１２のノズル１３から吐出されることによ
り、ガラス繊維の紡糸が行われるようになっている。実
施形態の耐熱性合金及びガラス繊維紡糸用ブッシングに
よれば、次のような効果が発揮される。 ・ 実施形態の耐熱性合金によれば、白金とロジウム
に、さらにルテニウム又はイリジウムを加えたことか
ら、クリープ強度を高めることができる。 ・ 実施形態の耐熱性合金によれば、クリープ強度が高
いため、長時間強度を維持でき、耐久性に優れている。 ・ 実施形態の耐熱性合金によれば、その表面硬度を、
ビッカース硬さで１８０Ｈｖ以下に設定したことから、
硬さが適切なものとなり、成形性を向上させることがで
きる。 ・ 実施形態の耐熱性合金によれば、白金とロジウム
に、さらにルテニウム又はイリジウムを加えたことか
ら、１０００℃以上という高温において変形がなく、寸
法精度を維持することができ、長期にわたって使用する
ことができる。 ・ 実施形態のガラス繊維紡糸用ブッシングによれば、
耐熱性合金の効果に基づき、変形を起こすことなく、長
期にわたって安定した状態でガラス繊維を紡糸すること
ができる。
１１の底板１２のノズル１３から吐出されることによ
り、ガラス繊維の紡糸が行われるようになっている。実
施形態の耐熱性合金及びガラス繊維紡糸用ブッシングに
よれば、次のような効果が発揮される。 ・ 実施形態の耐熱性合金によれば、白金とロジウム
に、さらにルテニウム又はイリジウムを加えたことか
ら、クリープ強度を高めることができる。 ・ 実施形態の耐熱性合金によれば、クリープ強度が高
いため、長時間強度を維持でき、耐久性に優れている。 ・ 実施形態の耐熱性合金によれば、その表面硬度を、
ビッカース硬さで１８０Ｈｖ以下に設定したことから、
硬さが適切なものとなり、成形性を向上させることがで
きる。 ・ 実施形態の耐熱性合金によれば、白金とロジウム
に、さらにルテニウム又はイリジウムを加えたことか
ら、１０００℃以上という高温において変形がなく、寸
法精度を維持することができ、長期にわたって使用する
ことができる。 ・ 実施形態のガラス繊維紡糸用ブッシングによれば、
耐熱性合金の効果に基づき、変形を起こすことなく、長
期にわたって安定した状態でガラス繊維を紡糸すること
ができる。
【００４０】
【実施例】以下、実施例及び比較例により、前記実施形
態をさらに具体的に説明する。 （実施例１）前記実施形態に示したガラス繊維紡糸用ブ
ッシングを用いて、ガラス繊維の紡糸を行った。
態をさらに具体的に説明する。 （実施例１）前記実施形態に示したガラス繊維紡糸用ブ
ッシングを用いて、ガラス繊維の紡糸を行った。
【００４１】まず、白金７５重量％、ロジウム２０重量
％及びルテニウム５重量％の耐熱性合金を圧延加工し、
仕上がり板厚１．５mmの板材とした。この板材を縦１０
０mm、横５００mmの大きさに切断した。そして、ブッシ
ングの下面になる板材に、溶融ガラス吐出用ノズルを２
列の千鳥状に形成した。すなわち、そのノズルの長手方
向のピッチを４．０mm、２列の列間ピッチを３．５mmと
して、ノズルの全体数を８００個とした。
％及びルテニウム５重量％の耐熱性合金を圧延加工し、
仕上がり板厚１．５mmの板材とした。この板材を縦１０
０mm、横５００mmの大きさに切断した。そして、ブッシ
ングの下面になる板材に、溶融ガラス吐出用ノズルを２
列の千鳥状に形成した。すなわち、そのノズルの長手方
向のピッチを４．０mm、２列の列間ピッチを３．５mmと
して、ノズルの全体数を８００個とした。
【００４２】各ノズルは、突起の高さ５．０mm、内径
１．６mm及び外径２．０mmであって、押出成形法により
成形した。そして、上記ノズルを有する板材の周縁に前
記板材をアーク溶接により接合し、箱状のブッシングを
製造した。
１．６mm及び外径２．０mmであって、押出成形法により
成形した。そして、上記ノズルを有する板材の周縁に前
記板材をアーク溶接により接合し、箱状のブッシングを
製造した。
【００４３】このブッシングを用いて、ガラス繊維を紡
糸したところ、数ヶ月間使用しても、ブッシングに変形
は生じなかった。 （比較例１）白金８０重量％及びロジウム２０重量％の
合金を用い、実施例１と同様にして箱状のブッシングを
製造した。そして、実施例１と同じ条件でガラス繊維を
紡糸したところ、数週間〜数ヶ月でブッシングは変形を
起こし、使用できなくなった。
糸したところ、数ヶ月間使用しても、ブッシングに変形
は生じなかった。 （比較例１）白金８０重量％及びロジウム２０重量％の
合金を用い、実施例１と同様にして箱状のブッシングを
製造した。そして、実施例１と同じ条件でガラス繊維を
紡糸したところ、数週間〜数ヶ月でブッシングは変形を
起こし、使用できなくなった。
【００４４】なお、前記実施形態を次のように変更して
具体化することも可能である。 ・ 前記耐熱性合金に、白金族のオスミウム（Ｏs ）や
パラジウム（Ｐd ）を含有させること。 ・ 前記ガラス繊維紡糸用ブッシングのベースプレート
１１の底板１２の断面形状を、目的に応じて波形形状、
半円形状、山型形状、円弧形状等に形成すること。 ・ 前記ベースプレート１１のノズル１３の平面形状
を、千鳥状に代えて、生産量等に応じて格子状、波型状
等に変更すること。 ・ 前記耐熱性合金を、ガラス繊維紡糸用のブッシング
１５以外に、１０００℃以上の高温で使用する焼結用の
容器等に用いること。
具体化することも可能である。 ・ 前記耐熱性合金に、白金族のオスミウム（Ｏs ）や
パラジウム（Ｐd ）を含有させること。 ・ 前記ガラス繊維紡糸用ブッシングのベースプレート
１１の底板１２の断面形状を、目的に応じて波形形状、
半円形状、山型形状、円弧形状等に形成すること。 ・ 前記ベースプレート１１のノズル１３の平面形状
を、千鳥状に代えて、生産量等に応じて格子状、波型状
等に変更すること。 ・ 前記耐熱性合金を、ガラス繊維紡糸用のブッシング
１５以外に、１０００℃以上の高温で使用する焼結用の
容器等に用いること。
【００４５】さらに、前記実施形態より把握される技術
的思想について以下に記載する。・ 前記白金の含有量
が７５〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０重量
％ 及びルテニウムとイリジウムの合計の含有量が３〜５重
量％である請求項２に記載の耐熱性合金。
的思想について以下に記載する。・ 前記白金の含有量
が７５〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０重量
％ 及びルテニウムとイリジウムの合計の含有量が３〜５重
量％である請求項２に記載の耐熱性合金。
【００４６】このように構成した場合、請求項１に記載
の発明の効果をより向上させることができる。 ・ 前記白金の含有量が７５〜９６重量％、ロジウムの
含有量が１〜２０重量％及びイリジウムの含有量が３〜
５重量％である請求項４に記載の耐熱性合金。
の発明の効果をより向上させることができる。 ・ 前記白金の含有量が７５〜９６重量％、ロジウムの
含有量が１〜２０重量％及びイリジウムの含有量が３〜
５重量％である請求項４に記載の耐熱性合金。
【００４７】このように構成した場合、請求項４に記載
の発明の効果をバランス良く、しかも確実に発揮するこ
とができる。 ・ 前記耐熱性合金の表面硬度が、ビッカース硬さで１
５０〜１６０Ｈｖである請求項６に記載のガラス繊維紡
糸用ブッシング。
の発明の効果をバランス良く、しかも確実に発揮するこ
とができる。 ・ 前記耐熱性合金の表面硬度が、ビッカース硬さで１
５０〜１６０Ｈｖである請求項６に記載のガラス繊維紡
糸用ブッシング。
【００４８】このように構成した場合、硬くなり過ぎて
ブッシングの成形が困難になることを防止することがで
きる。
ブッシングの成形が困難になることを防止することがで
きる。
【００４９】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、次のような効果を奏する。第１の発明のガラス繊維
紡糸用ブッシングによれば、白金とロジウムに、さらに
ルテニウムを加えたことから、クリープ強度が高く、耐
久性に優れ、しかも成形のしやすい硬度を有し、１００
０℃以上という高温で長期にわたって安定した状態で使
用することができる。
ば、次のような効果を奏する。第１の発明のガラス繊維
紡糸用ブッシングによれば、白金とロジウムに、さらに
ルテニウムを加えたことから、クリープ強度が高く、耐
久性に優れ、しかも成形のしやすい硬度を有し、１００
０℃以上という高温で長期にわたって安定した状態で使
用することができる。
【００５０】第２の発明のガラス繊維紡糸用ブッシング
によれば、第１の発明の効果をバランス良く、しかも確
実に発揮することができる。第３の発明のガラス繊維紡
糸用ブッシングによれば、白金とロジウムに、さらにイ
リジウムを加えたことから、クリープ強度が高く、耐久
性に優れ、しかも成形のしやすい硬度を有し、高温で使
用することができる。
によれば、第１の発明の効果をバランス良く、しかも確
実に発揮することができる。第３の発明のガラス繊維紡
糸用ブッシングによれば、白金とロジウムに、さらにイ
リジウムを加えたことから、クリープ強度が高く、耐久
性に優れ、しかも成形のしやすい硬度を有し、高温で使
用することができる。
【００５１】第４の発明のガラス繊維紡糸用ブッシング
によれば、第１〜第３のいずれかの発明の効果に加え、
ブッシングの成形性を向上させることができる。
によれば、第１〜第３のいずれかの発明の効果に加え、
ブッシングの成形性を向上させることができる。
【図１】 ブッシング用ベースプレートの底板を示す一
部破断斜視図。
部破断斜視図。
【図２】 ブッシング用ベースプレートを示す部分断面
図。
図。
【図３】 ブッシング用ベースプレートの底板を示す部
分平面図。
分平面図。
【図４】 熱処理温度とビッカース硬さとの関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図５】 クリープ破断時間と応力との関係を示すグラ
フ。
フ。
【図６】 時間とひずみとの関係を示すグラフ。
【図７】 温度と濡れ角度との関係を示すグラフ。
１３…ノズル、１５…ガラス繊維紡糸用のブッシング。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松下 桂一郎
東京都豊島区南大塚３丁目32番10号 株式
会社フルヤ金属内
(72)発明者 福地 英俊
大阪府大阪市中央区北浜四丁目７番28号
日本板硝子 株式会社内
(72)発明者 前田 浩司
大阪府大阪市中央区北浜四丁目７番28号
日本板硝子 株式会社内
Ｆターム(参考） 4G021 MA00
Claims (4)
- 【請求項１】 加熱溶融したガラスを収容し、吐出用の
ノズルを備えたガラス繊維紡糸用ブッシングであって、
白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）並びにルテニウム（Ｒ
ｕ）及び／又はイリジウム（Ｉｒ）よりなる耐熱性合金
より形成したガラス繊維紡糸用ブッシング。 - 【請求項２】 前記耐熱性合金は、白金の含有量が７５
〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０重量％並び
にルテニウム及び／又はイリジウムの含有量が３〜５重
量％である請求項１に記載のガラス繊維紡糸用ブッシン
グ。 - 【請求項３】 前記耐熱性合金は、白金の含有量が７５
〜９６重量％、ロジウムの含有量が１〜２０重量％及び
イリジウムの含有量が３〜５重量％である請求項１に記
載のガラス繊維紡糸用ブッシング。 - 【請求項４】 前記耐熱性合金の表面硬度が、ビッカー
ス硬さで１８０Ｈｖ以下である請求項１〜請求項３のい
ずれかに記載のガラス繊維紡糸用ブッシング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127315A JP4272844B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 耐熱性合金を用いたガラス繊維紡糸用ブッシング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127315A JP4272844B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 耐熱性合金を用いたガラス繊維紡糸用ブッシング |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33703297A Division JPH11172349A (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 耐熱性合金及びそれを用いたガラス繊維紡糸用ブッシング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003048741A true JP2003048741A (ja) | 2003-02-21 |
| JP4272844B2 JP4272844B2 (ja) | 2009-06-03 |
Family
ID=19194255
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002127315A Expired - Lifetime JP4272844B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 耐熱性合金を用いたガラス繊維紡糸用ブッシング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4272844B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009035750A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Ishifuku Metal Ind Co Ltd | 耐熱ＰｔＲｈ合金 |
| CN111056742A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-24 | 北京中创时代科技有限公司 | 一种年产量20000t玄武岩纤维用铂铑合金拉丝漏板及其金属材料 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4850926A (ja) * | 1971-10-27 | 1973-07-18 | ||
| JPS61183133A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ガラス素子のプレス成形用型 |
| JPS62207737A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-12 | Nippon Glass Seni Kk | ガラス繊維製造用ブツシング |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002127315A patent/JP4272844B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4850926A (ja) * | 1971-10-27 | 1973-07-18 | ||
| JPS61183133A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ガラス素子のプレス成形用型 |
| JPS62207737A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-12 | Nippon Glass Seni Kk | ガラス繊維製造用ブツシング |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009035750A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Ishifuku Metal Ind Co Ltd | 耐熱ＰｔＲｈ合金 |
| CN111056742A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-24 | 北京中创时代科技有限公司 | 一种年产量20000t玄武岩纤维用铂铑合金拉丝漏板及其金属材料 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4272844B2 (ja) | 2009-06-03 |
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